重点题型二 “对比法”验证酶的高效性和专一性
人教版高中生物必修第1册 微专题1 关于酶的实验设计
生物学 必修1 配人教版
第5章 细胞的能量供应和利用
【解析】(2)根据“在1、3号试管中加入2 mL 2%淀粉溶液”可知 在2、4试管中要加入2 mL 2%蔗糖溶液，形成对照；根据“在1、2号试 管中加入1 mL α淀粉酶”可知在3、4试管中要加入蔗糖酶溶液，形成对 照，利用还原糖与斐林试剂在加热条件下形成砖红色沉淀的原理，来进 行检验。(3)选择斐林试剂，1号试管里的淀粉被水解产生麦芽糖和葡萄 糖，两者是还原糖，会产生砖红色沉淀。2号试管里的蔗糖没有被分 解，呈现斐林试剂的蓝色。3号试管里的淀粉没有被分解，呈现斐林试 剂的蓝色。4号试管里的蔗糖被分解成葡萄糖和果糖，两者均是还原 糖，所以产生砖红色沉淀。
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第5章 细胞的能量供应和利用
为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，
某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述，正确的是( )
方案 ① ② ③ ④
催化剂
底物
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
淀粉酶
淀粉、蔗糖
蛋白酶
蛋白质
过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢
pH 中性 适宜 适宜 强酸性
第5章 细胞的能量供应和利用
微专题1 关于酶的实验设计
生物学 必修1 配人教版
第5章 细胞的能量供应和利用
“三法”突破酶的实验设计题型
1．“试剂检测法”鉴定酶的本质 (1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质， 少 数 的 酶 是 RNA 。 在 高 中 教 材 中 常 见 的 一 些 酶 ， 如 淀 粉 酶 、 蛋 白 酶 等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质 的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理 设计鉴定方案即可。
酶的高效性与专一性
1 10 0 1 0 0 01 1 0 1 1 01 0 0 0 0 10 1 0 0 0 00 0 1 1
摇匀，37℃ 水浴中保温10min 各 2ml
摇匀，沸水浴中加热5—10min
实验现象解析
五.结果表示
观测、记录各试管的反应现象、并对实验 现象做出相应解析
六、思考题
1、酶作为一种生物催化剂，其催化特性 除了高效性与专一性外，还有哪些特点？
酶的高效性 酶的催化效率比一般催化剂高出107-1013
倍。专一性实验以过氧化氢酶为例，过氧化氢 酶的广泛分布于生物体内，能将代谢中产生的 过率比氧无化机氢催H2化O2剂分铁解粉成高H120O个数和量O级2 ，。反其应催速化率效 可观察O2 产生的情况。
酶催化的专一性
酶与一般催化剂相比，最显著的区别之一 是酶具有高度的专一性，专一性又称特异性，是 指一种酶只作用于一类化合物或一定的化学键， 以促进一定的化学变化，并生成一定产物。本实 验中唾液淀粉酶只能使淀粉水解成麦芽糖而不能 使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，相反蔗糖酶只能使 蔗糖水解成葡萄糖和果糖而不能使淀粉水解成麦 芽糖，由此证明酶的专一性。
筒；白瓷板 3、试剂 （1）铁粉 （2）2%过氧化氢H2O2 （3）唾液淀粉酶:先用蒸馏水漱口，再含10ml左右蒸
馏水，轻轻漱口，数分钟后吐出收集在烧杯中，用数 层纱布或棉花过滤，所得清澈的唾液淀粉酶原液。根 据酶活高低稀释50-100倍，即为唾液淀粉酶溶液。 （4）蔗糖酶溶液：取1g 鲜酵母或干酵母放入研钵中， 加入少量石英砂和水研磨，再加入50ml蒸馏水，静 置片刻，过滤即得。
（5） 2% 蔗糖溶液：用分析纯蔗糖现用现配
（6）1%淀粉溶液： 1 g淀粉和0.3g NaCl ,用5 ml 蒸馏水悬浮，慢慢加入60ml煮沸的蒸馏水中，煮沸 1min，冷却至室温，加水到100ml，冰箱贮存。
高中生物必修一精品微课(一) 巧用三种方法破解酶实验难题
另外一种酶 不发生反应
同一种酶(等量) 发生反应
结论
酶具有专一性
不发生反 应 酶具有专一性
[例 2] (2017· 厦门质检)为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计 了如下 5 组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是 ( ) 组别 ① ② ③ ④ ⑤
酶
反应物
蛋白酶
蛋白质
蛋白酶
淀粉
淀粉酶
蛋白质
淀粉酶
淀粉
淀粉酶
麦芽糖
A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测 C．④和⑤对比，用斐林试剂检测 D．③和④对比，用斐林试剂检测
[解析] ①中的蛋白酶和③中的淀粉酶均是蛋白质， 不能用双 缩脲试剂检测；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉 水解，所以②和④对比，可用碘液检测；淀粉酶能催化淀粉水解， 产生还原糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原糖， 所以④和⑤均能与斐与斐林试剂反应。 [答案] B
解析
[解析]
(1)石化酶的化学本质是蛋白质，因而可用双缩脲试
酶具有高效性
2．验证酶的专一性
(1)设计思路 常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物 不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出 结论。
(2)设计方案
项 目
材 料 试剂 现象
方案一 实验组 对照组
方案二 实验组 与酶相对 应的底物 对照组 另外一 种底物
底物相同(等量)
与底物相 对应的酶
探究石油降解酶及石化酶的最适温度和催化能力实验记录表 2 天后 1kg 污泥中石油含量/g
酶 石油降解酶
温度
指出表中的三处错误： ①________________________________________________。 ②________________________________________________。 ③________________________________________________。
验证酶具有高效性和专一性实验教学设计
验证酶具有高效性和专一性实验教学设计一、教学目标1、知识目标:通过实验证明酶具有高效性和专一性2、能力目标:进行有关实验和探究，体会实验设计中如何控制自变量，观察和检测因变量以及设置对照组。
3、情感态度价值观:通过设计实验验证酶具有高效性和专一性，亲身体会实验设计及实验操作过程,领悟科学研究方法，培养崇尚科学的态度和实事求是的精神。
二、学情分析学生通过上节课的学习知道了酶的发现过程、本质和特性。
本课的教学内容就是为了验证酶具有高效性和专一性，教学过程中，教师提供必要的实验材料和用具，让学生分组自主设计实验验证问题，在实验设计和实验实施的过程中使学生体验科学研究的一般过程，培养学生的科学探究能力。
本实验中对实验过程的单因素的控制尤为重要，可以训练学生思维的严谨性。
三、材料用具试管卫生香火柴酒精灯烧杯试管驾新鲜的肝脏研磨液过氧化氢溶液 3.5%FeCl3溶液淀粉酶蔗糖酶淀粉蔗糖斐林试剂四、实验重点通过设计不同的实验方案，通过实验验证酶具有高效性和专一性五、实验难点通过设计不同的实验方案，初步体会实验设计原则六、教学流程复习酶的特性——给出问题：如何验证酶具有高效性和专一性——给出材料，分组讨论，设计实验——实施方案——结果与讨论——反思与总结七、教学过程设计导入：通过复习酶的特性导入：如何验证酶具有高效性和专一性实验一：验证酶具有高效性1．给出实验材料，让学生分小组讨论，自选材料，设计验证方案2．组间交流，确定实验方案3．分小组实验，观察并记录实验结果。
4．小组展示结果，分析结果，得出结论。
5． 教师展示结果：6． 学生与教师结果有不同之处，师生共同分析实验注意事项：实验注意问题 ①实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。
肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。
②实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
2020年高考生物提分策略题型02 与酶相关的实验分析与设计附解析
题型02 与酶相关的实验分析与设计1．探究酶的化学本质2．验证酶的专一性（1）设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。
（2）设计方案示例（3）结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
3．验证酶的高效性（1）设计思路：将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照，即酶的催化效率比无机催化剂高。
（2）设计方案示例4．探究酶的最适温度或最适pH（1）实验设计思路⎭⎪⎬⎪⎫底物＋T 1pH1＋酶液底物＋T 2pH 2＋酶液底物＋T3pH3＋酶液⋮⋮⋮底物＋T npH n＋酶液底物的分解速率或存在量（2）操作步骤易错警示（1）不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响，因为加热本身也能使过氧化氢分解加快。
（2）必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。
（3）在探究温度对淀粉酶活性影响的实验时，最好不用斐林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖等还原糖，因为加入斐林试剂后需要水浴加热才能出现砖红色沉淀，这样原处于低温条件下的淀粉酶的活性会慢慢恢复，催化淀粉水解产生还原糖，导致形成错觉，从而得出错误的结论。
（4）用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶作用于淀粉、蔗糖两种底物，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂，因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解。
一、选择题1．下列有关酶的实验设计思路，正确的是A．利用过氧化氢和过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响【答案】C【解析】因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，从而不能正确表现温度对酶活性的影响；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性，只能用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性，不能用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解；胃蛋白酶的最适pH为1．5，验证pH对酶活性的影响应设置在最适pH左右。
高考研究 专题技法系列之(二)
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专题技法系列之(二)
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4．有人做了下面的实验以研究 pH 对酶活性的影响：准备 5 支 盛有等量胃蛋白酶溶液但 pH 各不相同的试管，每支试管加 1 块 1 cm3 的正方体凝固蛋白质，试管均置于 25℃室温下， 各试管蛋白块消失的时间记录于下表：
酶溶液的pH 蛋白块消失的时间(min)
生物
答案：D
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专题技法系列之(二)
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2.(2013· 济南模考)下列有关酶特性的实验设计中，最科学、 严谨的一项是 ( )
选项 实验目的
主要实验步骤
A
实验组：2 mL 3% H2O2＋1 mL过氧化氢 酶催化具 酶 保温5 min 有高效性 对照组：2 mL 3% H2O2＋1 mL蒸馏水 保温5 min 实验组：2 mL 3%可溶性淀粉＋1 mL新 酶催化具 鲜唾液 保温5 min斐林试剂检验 有专一性 对照组：2 mL 3%蔗糖溶液＋1 mL新鲜 唾液 保温5 min斐林试剂检验
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1．(2014· 温州八校联考)下图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋 白酶处理，酶活性与处理时间的关系，图②表示外界环境温 度与某一哺乳动物体内酶活性的关系。下列叙述不 正确的是 ． ( )
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A．①图中乙酶活性的改变可能是因为其分子结构的改变 B．①图中甲酶可能是具有催化功能的RNA C．②图表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶 D．②图表示酶的活性不随环境温度的变化而变化，说明酶已 经失活
高中生物酶的热点考点
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………一、鉴定酶的本质某科研小组经研究得知X 酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。
酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X 酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA 。
简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两组)。
鉴定酶本质的两种常用方法 (1)试剂检测法从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，极少数的酶是RNA 。
在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其化学本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常项目 实验组 对照组材料 待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂 分别加入等量的双缩脲试剂 现象 是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质(2)酶解法酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，因此可以分别利用蛋白酶和RNA 酶处理某酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质。
设计鉴定方案：例2．现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶的化学本质是蛋白质，可将淀粉水解成还原糖)各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。
(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是________________，其中稀蛋清和______________将发生________色反应。
(2)用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。
产生________现象的为________。
(3)区分发生显色反应一组溶液的方法、鉴定结果及结论分别是：方法：将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用________试剂在一定条件下分别处理上述两种混合液。
高考提分微课(一) 巧用两种方法破解与酶有关的实验难题
酶时实具 ,验酶有活现高性象效可性几 无以,乎 气恢B项复泡正,但确高几 无。温乎气低会泡温使条少 气酶件变量 泡下性酶大 气失不活量 泡会,温变度性几 无降失乎 气低活泡至,温3度7 ℃升几 无时高乎 气,至酶泡3的7活℃性
不会A.恢比复较,C1、项错2、误4。号由试于管反,可应以物得的量出是酶一具定有的专,所一以性反应结束后产物的量
另外一种酶
发生反应 不发生反应
酶具有专一性
方案二
实验组
对照组
与酶相对 另外一
应的底物 种底物
同一种酶(等量)
发生反应 不发生反应 酶具有专一性
-4-
典例1(2018浙江台州模拟)下表是为探究酶的催化特性所进行的 实验的基本过程及结果。据此分析,下列叙述错误的是( )
试管编号 1
2
34
5
6
H2O2
关闭
反应速率很快,或反应用时短
酶具有高效性
等量的无机催化剂
反应速率缓慢,或反应 用时长
-3-
(2)验证酶的专一性 ①设计思路:常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不 同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 ②设计方案、现象及结论
底物
酶 现象 结论
方案一
实验组
对照组
同种底物(等量)
与底物相 对应的酶
高考提分微课(一) 巧用两种方 法破解与酶有关的实验难题
-2-
1.对比法——探究或验证酶的高效性和专一性 (1)验证酶的高效性 ①设计思路 自变量为不同类型的催化剂,因变量为化学反应的速率。 ②实验方案、现象及结论
材料 试剂
现象 结论
实验组
对照组
等量的同一种底物 与底物相对应的酶溶液(如鸡 肝研磨液)
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重点题型二“对比法”验证酶的高效性和专一性
[规律方法]
(1)验证酶的高效性
①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。
②设计方案
(2)验证酶的专一性
①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案
特别提醒(1)探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。
(2)探究酶作用的专一性时，应围绕底物或酶制剂设置变量。
(3)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
[技能提升]。