高考生物复习 专题06 影响酶活性的条件(解析版)

高考生物复习 专题06 影响酶活性的条件

1．实验原理

(1)探究温度对酶活性的影响

①反应原理

②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

(2)探究pH 对酶活性的影响

①反应原理(用反应式表示)：2H 2O 2――――→过氧化氢酶2H 2O ＋O 2。

②鉴定原理：pH 影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O 2的生成速率。

2．实验步骤和结果

(1)探究温度对酶活性的影响

(2)探究pH对酶活性的影响

考点一：“梯度法”探究酶的最适pH

(1)设计思路

(2)设计方案

例一、为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作。实验步骤如下：

步骤①：取10支试管，分为五组。每组两支试管中分别加入1 mL某种淀粉酶溶液和2 mL 质量分数为5%的淀粉溶液。

步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。

步骤③：将装有混合溶液的五支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中。反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色。

回答下列问题：

(1)实验原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性。

(2)该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应__________________________

________________________________________________________________________。

(3)在本实验中，各组溶液的pH要保证______________，该实验能否选用斐林试剂检测实验结果？__________，理由是________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)纠正实验步骤后，进行操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如下表所示(“＋”表示蓝色程度)：

分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在____________之间。某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长。为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施：________________________________________________________________________。

【答案】(2)先将五组试管分别在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间

(3)相同且适宜不能利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变各试管的温度，最终影响实验结果

(4)25～45 ℃增加淀粉酶的量或浓度(或降低底物的量或浓度)

【解析】本实验的目的是探究某种淀粉酶的最适温度。该实验中在酶溶液和反应物混合之前，

需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。本实验的自变量为温度，因变量为酶的活性变化，本实验通过淀粉遇碘液变蓝深浅来推断其变化，而各溶液pH属于无关变量，其要保证相同且适宜。低温抑制了酶的活性，但结构未被破坏，温度恢复升高时仍会有催化功能，所以该实验不能选用斐林试剂检测实验结果。根据表中数据可知，第3组试管开始呈棕黄色，说明此试管中已经没有淀粉了，因此淀粉酶的最适温度介于25 ℃和45 ℃之间。为了加快反应，在不改变自变量的情况下，可适当增加酶量或适当降低底物的浓度。

考点二：“梯度法”探究酶的最适温度

(1)设计思路

(2)设计方案

例一、下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：

(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。

(2)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是______________________。实验一的第⑤步最好选用________(试剂)测定单位时间内淀粉的________________。

(3)如将实验一的新鲜α­淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________。为什么？__________________________________________。

(4)分析实验二的结果，可得到的结论是：_____________________________________

________________________________________________________________________；

在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。

【答案】(1)无关自(2)使新鲜α­淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)碘液剩余量(3)不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为5～7的范围内，随pH的升高该过氧化氢酶活性升高；在pH为7～9的范围内，随pH的升高该过氧化氢酶活性降低)6～8

【解析】(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。因此，实验一的①②③步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。(3)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜α­淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(4)由实验二的结果可知：在pH为5～7的范围内，随pH的升高该过氧化氢酶活性升高；在pH为7～9的范围内，随pH的升高该过氧化氢酶活性降低；该过氧化氢酶作用的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低。在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH 为6～8之间设置梯度。

例二．(2017·襄阳第五中学质检)某同学将新鲜马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。Ⅰ.在30 ℃的条件下，取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液，pH分别为3、5、7、9的试管中，结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题：

(1)该实验的目的是______________________________________________________。

(2)该实验中的自变量是____________。