一、實(shí)驗(yàn)中三類變量的分析
對三類變量的要求是：自變量可操作、因變量可檢測，無關(guān)變量可控制。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須堅(jiān)持的單一變量原則
即除自變量(實(shí)驗(yàn)變量)以外，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量保持相同且適宜，以確保實(shí)驗(yàn)變量的唯一性。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、實(shí)驗(yàn)器具相同(型號、潔凈程度等)、實(shí)驗(yàn)試劑相同(用量、濃度、使用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。
三、利用5步分析法解決酶的科學(xué)探究題
四、探究酶的化學(xué)本質(zhì)
五、驗(yàn)證酶的專一性
（1）設(shè)計(jì)思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。
（2）設(shè)計(jì)方案示例
（3）結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。
六、驗(yàn)證酶的高效性
（1）設(shè)計(jì)思路：將用酶催化的反應(yīng)與用無機(jī)催化劑催化的反應(yīng)進(jìn)行對照，即酶的催化效率比無機(jī)催化劑高。
（2）設(shè)計(jì)方案示例
七、探究酶的最適溫度或最適pH
（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(底物＋T1?pH1?＋酶液,底物＋T2?pH2?＋酶液,底物＋T3?pH3?＋酶液, ? ? ?,底物＋Tn?pHn?＋酶液))eq \(――→,\s\up7(檢測))底物的分解速率或存在量
（2）操作步驟
易錯警示
（1）不能用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響，因?yàn)榧訜岜旧硪材苁惯^氧化氫分解加快。
（2）必須在達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度條件后，再讓反應(yīng)物與酶接觸，避免在未達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度時反應(yīng)物與酶接觸發(fā)生反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
（3）在探究溫度對淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)時，最好不用斐林試劑來檢測淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麥芽糖等還原糖，因?yàn)榧尤腱沉衷噭┖笮枰〖訜岵拍艹霈F(xiàn)磚紅色沉淀，這樣原處于低溫條件下的淀粉酶的活性會慢慢恢復(fù)，催化淀粉水解產(chǎn)生還原糖，導(dǎo)致形成錯覺，從而得出錯誤的結(jié)論。
（4）用不同底物、同種酶來探究酶的專一性時，若是用淀粉酶作用于淀粉、蔗糖兩種底物，則應(yīng)用斐林試劑作為檢測試劑，不能選用碘液作為檢測試劑，因?yàn)榈庖簾o法檢測蔗糖是否發(fā)生了水解。
（5）若底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗(yàn)證酶的專一性，檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，而不能選用碘液，是因?yàn)開碘液無法檢測蔗糖是否被水解__。
（6）探究酶的適宜溫度時：
①不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因?yàn)開H2O2受熱易分解__。
②若選淀粉和淀粉酶，檢測試劑不應(yīng)選用斐林試劑，因?yàn)開斐林試劑需要水浴加熱__，而本實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制溫度。
（7）在酶的最適pH探究實(shí)驗(yàn)中，操作時必須先將酶和底物分別置于不同pH條件下，然后再將同一pH條件下處理的底物和酶混合，而不能把酶加入反應(yīng)物中后，再加入鹽酸或氫氧化鈉。
（8）探究酶的高效性時，對照組應(yīng)_加入無機(jī)催化劑__；探究酶的催化作用時，對照組應(yīng)_不加催化劑__。
選擇題：
1．在研究不同金屬離子對某水解酶活性的影響時，得到如表結(jié)果。下列分析不正確的是
A．Mn2＋降低了反應(yīng)過程所必需的活化能 B．C2＋或Mg2＋可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的改變使其活性降低
C．不同離子對酶的活性有提高或降低作用 D．該水解酶的用量是實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量
【答案】 A
【解析】 實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的金屬離子，其他包括該水解酶的用量等均為無關(guān)變量；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明
不同離子對酶的活性有提高或降低作用；與對照組對比分析，其中C2＋或Mg2＋對酶的活性有降低作用；Mn2＋對酶的活性有提高作用，而不是Mn2＋直接降低了反應(yīng)過程所需要的活化能。
2．下列有關(guān)探究溫度、pH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的是
A．實(shí)驗(yàn)① B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④
【答案】 B
【解析】 過氧化氫受熱會加快分解，不宜用于探究溫度對酶活性的影響；溶液的pH會影響淀粉的
水解，并且碘液可與堿反應(yīng)，斐林試劑可與酸反應(yīng)，不宜用淀粉酶探究pH對酶活性的影響；因此一般用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響。
若除酶外所有試劑均已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是( )
A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
B．加入底物→加入酶→計(jì)時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
D．加入底物→計(jì)時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量
【答案】 C
【解析】 根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)的pH為無關(guān)變量，為了排除pH的干擾，應(yīng)在酶和底物混合之前加入緩沖液，為酶促反應(yīng)提供穩(wěn)定的pH環(huán)境，A、B、D項(xiàng)都錯誤，C項(xiàng)正確。
4．多酶片中含有多種消化酶，一般由內(nèi)外兩層組成，在消化不良時可以服用?，F(xiàn)有四種蛋白酶甲、乙、丙和丁，四者的活性隨pH的變化如圖所示，上述四種蛋白酶中最適合分布在多酶片外層的是( )
A．蛋白酶甲 B．蛋白酶乙 C．蛋白酶丙 D．蛋白酶丁
【答案】 A
【解析】 本題考查酶活性的影響因素的相關(guān)知識。 多酶片在口服后首先在胃中發(fā)揮消化作用，而胃液屬于酸性的環(huán)境，故在多酶片外層最好使用耐酸性條件的蛋白酶甲。
5．酚氧化酶使無色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)，是引起去皮的梨和蘋果褐變的最主要因素。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．梨和蘋果發(fā)生褐變后酚氧化酶立即被滅活
B．酚氧化酶為梨和蘋果發(fā)生褐變提供能量
C．高溫可以破壞酚氧化酶的空間結(jié)構(gòu)使酶永久失活
D．組成酚氧化酶的基本單位是氨基酸或脫氧核苷酸
【答案】 C
【解析】 酶是生物催化劑，反應(yīng)前后數(shù)量、化學(xué)性質(zhì)不變，可以重復(fù)使用，A錯誤；酚氧化酶是催化劑，可以降低梨和蘋果發(fā)生褐變過程所需要的活化能，B錯誤；酚氧化酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，高溫會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使之變性，不可恢復(fù)，C正確；組成酚氧化酶的基本單位是氨基酸，D錯誤。
6．過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．1號管為對照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組
B．2號管為對照組，其余都為實(shí)驗(yàn)組
C．若3號管顯橙紅色，無須對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶
D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶
【答案】 A
【解析】 根據(jù)題干和表格信息可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是是否加入白菜梗的提取液，故加入白菜梗提取液的3號管為實(shí)驗(yàn)組，其他都為對照組，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯誤；若3號管顯橙紅色，還需要與1、2、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶，C項(xiàng)錯誤；4號管不顯橙紅色是因?yàn)楦邷靥幚硎惯^氧化物酶變性失活，D項(xiàng)錯誤。
下列對實(shí)驗(yàn)的分析正確的是 ( )
A.“H2O2在不同條件下分解”的實(shí)驗(yàn)中，自變量是O2的生成量
B.“探究pH對酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)中，因變量是pH的不同
C. 實(shí)驗(yàn)過程中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會造成影響的因素稱為無關(guān)變量
D. 觀察植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)中，雖沒有單獨(dú)設(shè)置對照組但不違反對照原則
【答案】 D
【解析】 “H2O2在不同條件下分解”的實(shí)驗(yàn)中，O2的生成量是因變量，A錯誤；“探究pH對酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)中，自變量是pH的不同，B錯誤；實(shí)驗(yàn)過程中的無關(guān)變量也會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，C錯誤；觀察植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)中，雖沒有單獨(dú)設(shè)置對照組但不違反對照原則，D正確。
酶的催化作用中需要適宜的pH，在設(shè)計(jì)探究pH對唾液淀粉酶催化效率影響的實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)實(shí)驗(yàn)變量的敘述中，錯誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中不同實(shí)驗(yàn)組中唯一可以改變的變量是溶液酸堿度
B.實(shí)驗(yàn)中可以通過反應(yīng)后溶液遇到斐林試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀量反映酶催化效率
C.可每隔一定時間向同一試管中加入適量HCl或者NaOH實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溶液pH的變化
D.各組實(shí)驗(yàn)需要提供適宜的溫度、相同的反應(yīng)時間等條件
【答案】 C
【解析】 實(shí)驗(yàn)要遵循單一變量原則，故A正確。可以通過淀粉分解后形成的還原糖遇到斐林試劑出現(xiàn)的磚紅色沉淀量反映催化效率，故B正確。不能加入到同一個試管中，因?yàn)槊甘Щ詈蠡钚圆粫俑淖?，故C錯誤。實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制無關(guān)變量相同且適宜，故D正確。
9.某實(shí)驗(yàn)室新近研制出一種X酶，為測出X酶的最適溫度，有人設(shè)置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃低于b)三種溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此三種溫度下的X酶活性無顯著差異。據(jù)此可推測X酶的最適溫度( )
A.一定在25 ℃左右 B.一定在a～25 ℃之間
C.一定在25 ℃～b之間 D.低于a或高于b或在a～b之間都有可能
【答案】 D
【解析】 隨著溫度的升高，酶的活性先升高后降低，甚至失活。根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了a、25 ℃、b(已知：a低于25 ℃低于b)三種溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是三種溫度下X酶的活性沒有顯著差異，若三種溫度差異不大，則最適宜溫度可能高于b，也可能低于a；若三種溫度中a與b的差異較大，則a與b可能分別位于最適宜溫度的兩側(cè)，故選D。
10.幾位同學(xué)在探究pH對α－淀粉酶活性的影響時，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下。其中操作及順序最合理的是( )
① 在三個試管中各加入可溶性淀粉溶液2 mL ② 在三個試管中各加入新鮮的α－淀粉酶溶液1 mL
③ 置于適宜溫度下保溫5 min ④ 分別置于100 ℃、60 ℃、0 ℃環(huán)境中保溫5 min
⑤ 加入斐林試劑后，水浴加熱，觀察現(xiàn)象 ⑥ 將試管中溶液的pH分別調(diào)到3、7、11，保持5 min
A. ①④②③⑤ B. ②①⑥③⑤ C. ①②⑥③⑤ D. ②⑥①③⑤
【答案】 D
【解析】 該實(shí)驗(yàn)的目的是探究pH對α－淀粉酶活性的影響，因此自變量是pH，而不是溫度，所以排除操作④，A錯誤；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)該先調(diào)節(jié)各試管中淀粉酶溶液的pH，然后再將淀粉溶液加入，所以B、C錯誤，D正確。
11.在探究溫度對α－淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)操作不合理的是( )
A.設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)溫度，如0 ℃、60 ℃、100 ℃ B.選擇活性較強(qiáng)的α－淀粉酶作實(shí)驗(yàn)材料
C.先將淀粉酶與淀粉溶液混合，再調(diào)至相應(yīng)溫度保溫 D.用碘液檢測反應(yīng)溶液中淀粉的存在情況
【答案】 C
【解析】 α－淀粉酶水解淀粉的最適溫度是60 ℃，因此設(shè)置的溫度梯度為0 ℃、60 ℃、100 ℃，A正確。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇活性較強(qiáng)的α－淀粉酶作實(shí)驗(yàn)材料，以免由于實(shí)驗(yàn)材料的問題而影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，B正確。實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)先將溫度調(diào)整至相應(yīng)溫度，再將淀粉酶與淀粉溶液混合，C錯誤。由于碘液遇淀粉呈藍(lán)色，而淀粉酶可分解淀粉，因此可通過反應(yīng)物的剩余量判斷出淀粉酶的活性，D正確。
答案 C
12.小張查閱資料得知，α－淀粉酶的最適溫度是55 ℃。下表是他為此進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，但因各組結(jié)果相同而不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ韵赂倪M(jìn)措施中可行的是( )
A.將實(shí)驗(yàn)溫度改為0 ℃、55 ℃、100 ℃ B.將淀粉溶液體積改為1 mL
C.將α－淀粉酶溶液濃度改為1% D.將碘液改為斐林試劑
【答案】 C
【解析】 不同溫度下三組實(shí)驗(yàn)中溶液均為棕黃色，說明淀粉均被完全水解，可能淀粉量過少或反應(yīng)速度過快，可增加淀粉溶液的量，或把α－淀粉酶溶液濃度降低，改為1%，可驗(yàn)證α－淀粉酶的最適溫度。該實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑檢測試驗(yàn)結(jié)果。
非選擇題：
研究人員從一種野生植物的貯藏根中提取出一種化學(xué)物質(zhì)，有人認(rèn)為這是一種能催化葡萄糖分解
的酶，有人認(rèn)為是一種能催化蔗糖分解的酶。請回答以下問題：
（1）寫出鑒定此物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)的兩種方法：
第一種鑒定方法：__________________________________________________。
第二種鑒定方法：__________________________________________________。
（2）為了探究此物質(zhì)是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)過程，請預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
水浴加熱后，如果________________________________，說明該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；如果____________________________________，則說明該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。
（3）若以上實(shí)驗(yàn)完成后，已經(jīng)確定其為催化葡萄糖分解的酶，且化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，現(xiàn)需要確定其催化作用的最適溫度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路是先確定______________________，再參照上圖中甲試管的處理方法進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再在其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對應(yīng)的溫度區(qū)間內(nèi)，設(shè)置__________________________________，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【答案】 （1）用雙縮脲試劑 用蛋白酶處理 （2）兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀 兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色沉淀 （3）系列溫度梯度 差值較小的系列溫度梯度
【解析】 （1）蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，會產(chǎn)生紫色反應(yīng)；不溶于水的蛋白質(zhì)在蛋白酶的催化下可以水解為溶于水的多肽、氨基酸。 （2）葡萄糖是還原糖而蔗糖是非還原糖，但蔗糖分解的產(chǎn)物為還原糖，若兩支試管都出現(xiàn)磚紅色沉淀，則該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；若兩支試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有分解而葡萄糖被分解，故該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。 （3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路：先確定系列溫度梯度，再找出其中磚紅色沉淀最少的兩支試管，根據(jù)它們所對應(yīng)的溫度，在這兩個溫度值之間設(shè)置差值更小的系列溫度梯度。
耐熱脂肪酶在工業(yè)上具有廣泛應(yīng)用，科研人員從小籠包蒸籠的墊布中分離到脂肪酶高產(chǎn)菌株，大
量培養(yǎng)后提取獲得脂肪酶液，以橄欖油為底物設(shè)置系列實(shí)驗(yàn)以研究該酶特性，回答下列問題：
（1）脂肪酶能水解橄欖油但不能水解淀粉,說明酶具有________。
（2）實(shí)驗(yàn)①：每組試管中加入等量的酶和底物，分別置于30、35、40、45、50、55、60 ℃水浴環(huán)境中20分鐘后，測量底物量的變化，該實(shí)驗(yàn)的目的是___________。
（3）實(shí)驗(yàn)②：因工業(yè)上需要在不同溫度條件下應(yīng)用該酶，若要測定酶液分別在40、50、60 ℃溫度下保存2小時后的酶活性變化，實(shí)驗(yàn)思路是________________________________________________。
（4） 實(shí)驗(yàn)③：研究一定濃度的Mg2+（10－4ml/L）對酶的活性影響，已知該酶的最適pH范圍為7.0～8.0，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下，結(jié)果說明：_________________________________________________。
【答案】 （1）專一性 （2）確定脂肪酶的最適溫度 （3）設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)，每組加入等量脂肪（橄
欖油），分別加入在40、50、60 ℃溫度下保存2小時后的脂肪酶，在適宜條件進(jìn)行反應(yīng)，一定時間后測量各組酶活性 （4）在pH為7.0~8.0范圍內(nèi)，一定濃度的Mg2+能提高該脂肪酶的活性
【解析】 （1）酶具有專一性，橄欖油的主要成分是脂肪，所以脂肪酶能水解橄欖油但不能水解淀粉。
（2）實(shí)驗(yàn)①中每組試管中加入等量的酶和底物，而溫度不同，說明該實(shí)驗(yàn)的目的是確定脂肪酶的最適溫度。（3）實(shí)驗(yàn)②的目的是測定酶液分別在40、50、60 ℃溫度下保存2小時后的酶活性變化，所以應(yīng)該設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)，每組加入等量脂肪（橄欖油），分別加入在40、50、60 ℃溫度下保存2小時后的脂肪酶，在適宜條件進(jìn)行反應(yīng)，一定時間后測量各組酶活性。（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，在三種不同的pH條件下，對照組酶的活性相對值基本相同，而實(shí)驗(yàn)組酶活性的相對值都增加了，說明在pH為7.0~8.0范圍內(nèi)，一定濃度的Mg2+能提高該脂肪酶的活性。
15．現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
實(shí)驗(yàn)原理：溫度等條件可以影響酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖。
實(shí)驗(yàn)材料：一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計(jì)等。
實(shí)驗(yàn)過程：如表所示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖甲是40 ℃時測定酶A催化淀粉水解生成的麥芽糖的量隨時間變化的曲線；圖乙是實(shí)驗(yàn)第④步保溫5分鐘后對各組淀粉剩余含量進(jìn)行檢測的結(jié)果。
該實(shí)驗(yàn)的自變量是 ，無關(guān)變量有 (至少寫出2種)。
若適當(dāng)降低溫度，圖甲中P點(diǎn)將向 (填“左”或“右”)移動，原因是 。
(3) 若步驟③中淀粉酶的濃度適當(dāng)降低，為保持圖乙實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng) (填“縮短”“延長”或“不變”)。
(4) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，下列敘述正確的是 。(單選)
A．酶A在20 ℃條件時活性較高 B．酶A的活性小于酶B的活性
C．酶B在40 ℃條件時活性較高 D．大于50 ℃條件時，酶A部分失活
(5) 實(shí)驗(yàn)用分光光度計(jì)檢測底物淀粉的剩余量來表示酶的活性，該實(shí)驗(yàn)不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量，原因是_ __。
【答案】 （1）溫度、酶的種類 pH、反應(yīng)時間、溶液的量、淀粉的濃度、酶的濃度等
（2）右 溫度降低會引起酶A的活性下降，酶催化反應(yīng)完成所需的時間增加 （3）延長 （4）C （5）斐林試劑檢測時需水浴加熱，會導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度發(fā)生改變，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
【解析】 (1) 根據(jù)柱形圖可以得出本實(shí)驗(yàn)有兩個自變量，即酶的種類和溫度。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還會存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量，本實(shí)驗(yàn)中的pH、溶液的量、反應(yīng)時間、酶的用量等為無關(guān)變量。 (2) 圖甲是40 ℃時測定酶A催化淀粉水解生成麥芽糖的量隨時間變化的曲線。結(jié)合柱形圖分析，若適當(dāng)降低溫度，酶A的活性下降，麥芽糖的量達(dá)到最大值所需時間延長，即酶催化反應(yīng)完成所需的時間增加，故P點(diǎn)將向右移動。 (3)若步驟③中淀粉酶的濃度適當(dāng)降低，保溫一段時間后要各組淀粉剩余含量保持圖乙實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)適當(dāng)延長，因?yàn)槊噶拷档?，酶促反?yīng)速率會減慢。 (4) 酶A在50 ℃條件時淀粉剩余含量較少，所以酶A在50 ℃條件時活性較高，A項(xiàng)錯誤；在同一溫度下，酶A的活性小于酶B的活性，若在不同溫度下，二者活性無法判斷，B項(xiàng)錯誤；酶B在40 ℃條件時淀粉剩余含量較少，因此酶B在40 ℃條件時活性較高，C項(xiàng)正確；大于50 ℃條件時，由圖中結(jié)果無法判定酶A的活性變化，D項(xiàng)錯誤。 (5) 本實(shí)驗(yàn)的一個自變量是溫度，因?yàn)橛渺沉衷噭z測還原糖時需水浴加熱，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以該實(shí)驗(yàn)不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量來表示酶的活性。
16. (2019·山東棗莊模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組利用A酶和B酶(A酶和B酶分別是兩種微生物分泌的纖維
素酶)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：
A酶與無機(jī)催化劑相比，A酶可通過 來提高催化反應(yīng)效率。
該實(shí)驗(yàn)的目的是____________________________________________________。在80 ℃條件下，B酶活性為0，試解釋原因___________________________________________________________________。
如果要探究pH對A酶和B酶活性的影響，應(yīng)將溫度控制在 ℃左右，其中因變量為 。
適宜條件下，取一支試管加入A酶和蛋白酶溶液并搖勻，一段時間后加入纖維素，幾分鐘后加入新配制的斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果試管中沒有產(chǎn)生磚紅色沉淀，原因是___________________________。
【答案】 (1) 顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 (2) 探究溫度對A酶和B酶活性的影響 高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞 (3) 50 A酶和B酶的活性 (4) A酶(纖維素酶)已被蛋白酶催化分解
【解析】 (1) 與無機(jī)催化劑相比，A酶可通過顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高催化反應(yīng)效率。
(2)依據(jù)曲線圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義可推知：該實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對A酶和B酶活性的影響。在80 ℃條件下，高溫使B酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致B酶活性為0。
(3)如果要探究pH對A酶和B酶活性的影響，因變量為A酶和B酶的活性，溫度等無關(guān)變量應(yīng)控制在適宜條件下。題圖顯示：在溫度為50 ℃左右時，A酶和B酶活性的活性最高，所以應(yīng)將溫度控制在50 ℃左右。
(4) A酶是某種微生物分泌的纖維素酶，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。適宜條件下，試管中加入的A酶已被蛋白酶催化分解，失去催化纖維素水解的作用，所以纖維素不能被水解為還原糖，幾分鐘后再加入新配制的斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果試管中沒有產(chǎn)生磚紅色沉淀。
17.某興趣小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)步驟：
(一)、取3支潔凈的試管，編號為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；
(二)、在每支試管中加入等量的底物溶液；
(三)、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩(wěn)定在5.0、7.0、9.0；
(四)、將3支試管置于不同的溫度下，定時檢測產(chǎn)物濃度。
請回答下列問題：
上述實(shí)驗(yàn)步驟中存在兩處明顯錯誤，請更正。
_____________________________________________________________________。
在實(shí)驗(yàn)操作正確的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。
① 該實(shí)驗(yàn)中酶促反應(yīng)速率用 表示。實(shí)驗(yàn)開始1 min后A組產(chǎn)物濃度不再增加的原因是______________________________________。
②為進(jìn)一步探究該酶作用的最適pH，應(yīng)在pH為 范圍開展實(shí)驗(yàn)。
【答案】 (1) 應(yīng)將步驟二、三順序調(diào)換；步驟四更正為：將3支試管置于最適溫度(或相同且適宜溫度)下，定時檢測產(chǎn)物濃度 (2) ①單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量(或單位時間內(nèi)產(chǎn)物濃度的變化量) 底物的量有限(或底物濃度是一定的) ② 0～7.0(或大于0小于7)
【解析】 (1)在探究pH對酶活性的影響時，pH是自變量，因此先要控制酶溶液的pH，再讓酶與底物混合，否則在調(diào)節(jié)pH之前酶與底物會發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致出現(xiàn)誤差，因此應(yīng)將步驟二、三順序調(diào)換，在探究pH對某種酶活性的影響時，溫度是無關(guān)變量，因此應(yīng)該保持溫度相同且適宜，因此步驟四應(yīng)更正為：將3支試管置于最適溫度(或相同且適宜溫度)下，定時檢測產(chǎn)物濃度。 (2) ①據(jù)圖可以看出，實(shí)驗(yàn)中酶促反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量(或單位時間內(nèi)產(chǎn)物濃度的變化量)表示。1分鐘后，A組產(chǎn)物濃度不再增加，原因是底物濃度是一定的。 ②據(jù)圖可知，A組單位時間內(nèi)產(chǎn)物的濃度最高，說明最適pH在5.0左右，因此應(yīng)該在0～7.0設(shè)范圍內(nèi)設(shè)置pH梯度開展實(shí)驗(yàn)。
大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟(jì)魚類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進(jìn)行研究。
查詢資料得知，18 ℃時,在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是 。
圖1
資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15~18 ℃之間。學(xué)習(xí)小組假設(shè):大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15~18 ℃間。他們設(shè)置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的實(shí)驗(yàn)溫度,探究三種酶的最適溫度。
① 探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物。干酪素的化學(xué)本質(zhì)是 ,可用 試劑鑒定。
② 胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組和幽門盲囊蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制在 。
③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，裝有酶和底物的試管應(yīng)置于 中以保持恒溫。單位時間內(nèi) 可以表示蛋白酶催化效率的高低。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立? 。理由是: 。
圖2
研究還發(fā)現(xiàn)大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工養(yǎng)殖投放的飼料成分中要注意降低 的比例，以減少對海洋的污染。
【答案】 (1) 幽門盲囊蛋白酶 (2) ① 蛋白質(zhì) 雙縮脲 ② 2和8 ③水浴 底物消耗量(或產(chǎn)物生成量) ④不能 據(jù)圖可知隨著溫度升高酶活性逐步升高,酶活性峰值未出現(xiàn) (3)淀粉、脂肪
【解析】 (1) 從圖1可知,三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門盲囊蛋白酶對應(yīng)的酶活性值最大，所以催化效率最高。 (2) ①根據(jù)酶的專一性，由干酪素可被大菱鲆蛋白酶催化分解可知，干酪素是蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定。 ②由題意可知，此實(shí)驗(yàn)中溫度為自變量，pH等為無關(guān)變量，為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，pH應(yīng)控制在蛋白酶的最適pH，由圖1可知，胃蛋白酶最適pH為2，幽門盲囊蛋白酶最適pH為8。 ③為了方便和準(zhǔn)確地控制實(shí)驗(yàn)溫度，應(yīng)將試管置于水浴中;如果酶的活性高，即催化效率高,那么在單位時間內(nèi)消耗的底物量就多，且產(chǎn)物的生成量也多。④由圖2可以看出，當(dāng)溫度從15~18 ℃梯度變化過程中，隨著溫度的升高,蛋白酶的活性一直在增強(qiáng)，沒有出現(xiàn)下降的拐點(diǎn)，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15~18 ℃。(3)大菱鲆消化道內(nèi)淀粉酶和脂肪酶少，對淀粉和脂肪的消化存在障礙，所以在人工投放飼料時要減少淀粉和脂肪的比例。
19.某小組在完成探究“溫度是否會影響酶的活性”實(shí)驗(yàn)后提出一個問題：“酶活性受溫度影響示意圖”是否真的如教材所示，呈規(guī)則的、左右對稱的拋物線，并希望通過定量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。以下是小組內(nèi)同學(xué)們的討論。
甲同學(xué)提出：可通過測單位時間內(nèi)反應(yīng)物的消耗量來測定酶的反應(yīng)速率；乙同學(xué)提出：先用酒精燈加熱來制造高溫條件，用排水法記錄反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1；丙同學(xué)指出乙同學(xué)提出的實(shí)驗(yàn)方案有不合理的地方，溫度過高酶會失活。他經(jīng)過重新思考，定出了新的實(shí)驗(yàn)方案：先讓酶由低到高預(yù)熱成系列溫度梯度，并與之相對應(yīng)地加入過氧化氫，用排水法記錄反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2.
請回答：
（1）你認(rèn)為甲同學(xué)的方案是否可行？ ，因?yàn)? 。
（2）該小組采用了丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，用系列溫度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出不同溫度下的反應(yīng)速率，結(jié)果見下表：
請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)中繪出酶活性受溫度影響的曲線圖。
（3）若用新鮮土豆研磨液代替上述新鮮豬肝臟研磨液，能否出現(xiàn)上述表格中類似的數(shù)據(jù)？ 。
（4）以上實(shí)驗(yàn)說明酶的催化作用需要 。
（5）本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是 。
【答案】 (1) 不可行 不具有可測性 (2) 如下圖 (3) 能 (4) 適宜的溫度 (5) 過氧化氫酶活性受溫度影響的示意圖不像課本所畫的那樣是規(guī)則對稱的拋物線
【解析】 (1) 反應(yīng)物的消耗量難以測量。 (2) 根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，用平滑曲線連接。 (3) 新鮮土豆研磨液中也含有過氧化氫酶。 (5) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮偷冢?）題繪制的曲線圖得出結(jié)論。
20. 已知2H2O2=2H2O+O2↑ ADVANCE \d 3 \* MERGEFORMAT ，可以通過觀察反應(yīng)過程中的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。
實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCI3溶液，0.01%牛過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①取3支試管，各加入 的H2O2溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間。
②分別向上述3支試管中加入等量且適量的 。
③觀察各管中 。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：
整個實(shí)驗(yàn)中不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是
。由此可得出的結(jié)論是 。
（3）如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放的速度最快的是
，原因是 。
【答案】 （1）①等量且適量 ②蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液③釋放氣泡產(chǎn)生的快慢。 （2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：加酶溶液的試管、加FeCl3的溶液的試管、加蒸餾水的試管 酶具有催化作用和高效性 （3）加FeCl3溶液的試管 在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性
【解析】 （1）本題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性，驗(yàn)證其催化作用的有無需和無催化作用的蒸餾水作對照，驗(yàn)證其高效性就需和無機(jī)催化劑FeCl3溶液作對照。在遵循對照原則的同時，在其他條件相同的情況下，遵循單一變量原則。該實(shí)驗(yàn)的對照組是2mLH2O2溶液+1mL蒸餾水以及2mLH2O2溶液+1mLFeCl3溶液；實(shí)驗(yàn)組是2mLH2O2溶液+1mLH2O2酶。自變量是H2O2溶液中所加的物質(zhì)不同，因變量是試管中氣體釋放速度快慢。 （2）根據(jù)試管中氣體釋放速度的快慢得出結(jié)論。 （3）因?yàn)檫^氧化氫酶的最適溫度是37℃，所以應(yīng)將試管放在37℃的恒溫水浴鍋中適當(dāng)?shù)臅r間。如果將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80℃時，過氧化氫酶在高溫下失去活性，而無機(jī)催化劑FeCl3的催化活性會升高。

金屬離子(mml/L)
對照組
Mn2＋
C2＋
Mg2＋
相對活性(%)
100
123
79
74
試驗(yàn)編號
探究課題
選用材料與試劑
①
溫度對酶活性的影響
過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液
②
溫度對酶活性的影響
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③
pH對酶活性的影響
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH對酶活性的影響
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑
管
號
1%焦性沒
食子酸/mL
2%H2O2
/mL
緩沖液
/mL
過氧化物酶
溶液/mL
白菜梗提
取液/mL
煮沸冷卻后的白
菜梗提取液/mL
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2
試管
實(shí)驗(yàn)溫度
3%淀粉溶液
2%α－淀粉酶溶液
1 min后碘液檢測
1
50 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黃色
2
55 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黃色
3
60 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黃色
組別
步驟
1
2
3
4
5
6
7
8
①設(shè)置水浴缸溫度( ℃)
20
30
40
50
20
30
40
50
②取8支試管各加入淀粉溶液(mL)，分別保溫5 min
10
10
10
10
10
10
10
10
③另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5 min
酶A
酶A
酶A
酶A
酶B
酶B
酶B
酶B
④將同組兩個試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5 min
溫度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
反應(yīng)速率(mL/s)
0.38
0.42
0.45
0.5
0.7
1
0.55
0.25
0

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