热点题型一 酶的相关实验
一、鉴定酶的本质
人的唾液中含有唾液淀粉酶，有人说：“唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质”。请设计
一个实验以探究该酶的化学本质是否是蛋白质。
(1)实验材料：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、
鸡蛋、人的口腔唾液(含有酶)、清水、小烧杯、玻璃棒、试管和滴管。
(2)实验原理：鸡蛋的蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质，即蛋白质的双缩脲反应。如果能通过实验证明，酶能发生双缩脲反应，即可证
明酶的化学本质是蛋白质。
(3)实验步骤：
①制备蛋清液：取生鸡蛋一个，打破蛋壳(不要破坏蛋黄)。取少许蛋清注入小烧杯中，加入
30 mL的清水，用玻璃棒调匀。
②取两支试管，编号，在1号试管中注入第一步得到的________2 mL,2号试管中注入
________________。
③向1号和2号试管中各加入1 mL__________________________________，摇匀。
④分别向两试管中注入________________________________，摇匀。
⑤振荡摇匀后，静置一会，观察其颜色变化。
(4)实验结果与结论预测：①若____________________，则
________________________________；②若_____________________________，则唾液淀粉酶的化学本质不是蛋白质。 审题关键
(1)据题可知该实验的目的是探究唾液淀粉酶的化学本质是否是蛋白质。 (2)确定本实验的自变量为蛋白质和酶，因变量为是否出现紫色反应。
(3)找出本实验的无关变量有：蛋清液和唾液的注入量、双缩脲试剂的使用量和方法等。
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(4)联想到鉴定蛋白质的方法：双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液(1 mL)，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入4滴CuSO4溶液，振荡摇匀后观察现象。
(5)由题干信息可知本实验属于探究类实验，其结果与结论预测的一般语言表述模型是：若××××××，则××××××；若××××××，则××××××。
答案 (3)②蛋清液 等量的口腔唾液 ③质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 ④质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴
(4)①两支试管中都呈现紫色 唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质 ②1号试管中呈现紫色，2号试管没有呈现紫色
鉴定酶本质的“试剂检测法”模型
“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，少数的酶是RNA。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计
鉴定方案：
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、乙两个组)。
审题关键
(1)据题干可知，X酶的功能是X酶能将糖原分解为还原糖。 (2)联想到蛋白酶可以改变蛋白质的空间结构从而使其失去功能。
(3)RNA酶可以催化RNA发生水解而失去功能。
(4)若X酶的化学本质是蛋白质，被蛋白酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。 (5)若X酶的化学本质是RNA，被RNA酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。
(6)题干中要求要设计甲、乙两组实验，二者之间要能相互印证，因此联想相互对照。答案 (1)实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。乙组：将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，
在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。
(2)预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本
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质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白
质。
鉴定酶本质的“酶解法”模型
“酶解法”——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。其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。设计如右方案：
1．食虫植物是一种会捕获并消化动物的植物。为了验证其分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在适宜温度的水浴中保温一段时间后，试管1、2中加入适量双缩脲试剂，试管3、4不加任何试剂。下列有关实验的叙述正确的是( )
A．如果试管1中出现紫色反应，即能证明分泌液中有蛋白酶
B．实验②的观测指标能证明分泌液中有蛋白酶 C．由试管2、3构成的对照实验，即可得出实验结论
D．实验①是对照组、实验②为实验组，两组一起才能达到实验目的
答案 B
解析 试管1中蛋白液没有分解的话也会出现紫色反应，A项错误；实验②中如果蛋白块变小的话，说明分泌物中含有蛋白酶，B项正确；试管1和2形成对照，试管3和4形成对照，由四支试管构成的实验得出实验结论，C项错误；试管1和2形成对照，试管3和4形
成对照，实验①和实验②不符合单一变量原则，不能形成对照，D项错误。
2．研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。对此，研究人员设计并做了一些相关实
验。请回答下列问题：
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(1)要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如上图所示的实验过程，实验中“在适宜的温度下”的目的______________________。请分析可能的实验结果。在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明____________________，若
两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明____________________。
(2)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定______________，再参照上图中甲试管的处理方法进行实验。实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温
度，再________________重复进行实验。
答案 (1)避免温度对实验的干扰(或避免无关变量的干扰) 该物质是能催化蔗糖分解的酶
该物质是能催化葡萄糖分解的酶 (2)系列等温度梯度 细化温度梯度
解析 (1)实验过程中的温度是无关变量，温度控制为最适温度，这样可以避免无关变量对实验结果的干扰。还原糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。葡萄糖是还原糖而蔗糖是非还原糖，但蔗糖的分解产物为还原糖。两个都出现砖红色，表明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，该物质是能催化蔗糖分解的酶；两个都不出现砖红色，说明蔗糖没有分
解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
(2)设计实验的基本思路是：先确定系列等温度梯度，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试
管所对应的温度之间设置更小温度梯度。
3．现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶本质是蛋白质，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________
溶液。
(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。
结果：其中一组产生了________________，另一组无明显现象。
结论：发生显色反应的是__________溶液，不发生显色反应的是____________溶液。答案 (1)双缩脲试剂 淀粉酶 紫 (2)斐林 砖红色沉淀 葡萄糖 (3)斐林 砖红色沉
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淀 淀粉酶 稀蛋清
解析 (1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的化学本质是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉属于糖类，不能与双缩脲试剂发生显色反应，所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组，其中稀蛋清和淀粉酶将发生紫色反应。(2)葡萄糖属于还原糖，可用斐林试剂鉴定，产生砖红色沉淀。(3)淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，所以加入淀粉后，用斐林试剂鉴定后出现砖红色沉淀的则为淀粉酶。所以可以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，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观
察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色的是淀粉酶溶液。
二、验证酶的高效性与专一性
已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出实验结
论，并回答下列问题：
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5tCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，
恒温水浴锅，试管。
(1)实验步骤：
①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。(2)实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是
______________________________。由此可得出的结论是______________。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是
________________________________________________________________________，
原因是________________________________________。
审题关键
(1)据题可知，该实验的目的是同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
(2)酶的催化作用和高效性是指分别与无催化剂和无机催化剂相对照，加快所催化反应的速
率的现象，所以本实验的自变量为无催化剂、酶和无机催化剂(FeCl3)。
(3)由题干可知，本实验的因变量为H2O2分解反应的速率，表观因变量为气泡从溶液中释放的速率。无关变量有H2O2溶液量、温度设定及保温时间和蒸馏水、FeCl3溶液、过氧化氢酶
溶液等液体的使用量。
(4)80 ℃恒温水浴条件下FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性。答案 (1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液
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高考生物大一轮复习热点题型一酶的相关实验学案
