第30讲与酶的特性有关的实验探究

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1、 . 第30讲 与酶的特性有关的实验探究1.探究影响酶活性的因素(1)归纳对照实验设计的一般步骤(2)指出本实验中的自变量和无关变量(3)指出本实验中的因变量及其检测指标(4)归纳实验设计应遵循的原那么1.酶的高效性的实验探究酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效应更高。以Fe3+和过氧化氢酶催化H2O2分解为例：变量分析：实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量。随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。对于自变量，要操纵其变化，对于因变量要观察或测量其变化，对于无关变量要加以控制，做到一样

2、且适宜。根据这一实验，我们可以总结和理解实验设计的原那么：1、科学性原那么：所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法确实定都不能偏离生物学根本知识和根本原理以及其他学科领域的根本原那么。分析问题、设计实验的全面性和科学性表达了逻辑思维的严密性。科学性原那么：包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。实验原理的科学性实验原理是实验设计的依据，也是用来检验和修正实验过程中失误的依据，因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。实验材料选择的科学性根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料，是

3、保证实验到达预期结果的关键因素之一。如孟德尔选择豌豆为实验材料，“复原性糖鉴定实验中以苹果或雪梨细胞组织液为材料，以及“植物细胞质壁别离与复原实验中以紫色洋葱为实验材料等实验都是一些经典的成功选材的例。实验方法的科学性只有科学而严谨的实验方法，才能得出正确而可靠的实验结果。如在光合作用强度的检测实验中用绿光灯照射可看成是黑暗条件，在鉴定光合作用产物实验中，要对植物进展饥饿处理。实验结果处理的科学性对于实验过程中得到的一些数据，现象或其它信息，不能简单处理，应首先整理后仔细分析，找出它们所能够透露给我们的最大信息量。2.对照性原那么：科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有

4、说服力。实验中的无关变量很多同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。1如何设置对照实验：所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等。具体来说有如下四个方面：所有用生物材料要一样：所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量一样或至少大致一样。所用实验器具要一样：试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。所用实验试剂要一样：试剂的成分、浓度、体积要一样。尤其要注意体积上等

5、量的问题。所用处理方法要一样如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。2设置对照组有4种方法：空白对照：即不给对照组做任何处理。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉水解的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。条件对照：即虽给对照组施以局部实验因素，但不是所研究的实验处理因素。这种对照方法是指不管实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进展，不再另外设置对照组，例如“质壁别离与复原

6、实验。自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。相互对照比照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。即实验与对照在同一对象上进展。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性实验中，利用假设干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。本实验用的就是相互对照，也称比照实验。3.单因素变量原那么单因素变量原那么，强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量，只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，所要验证的中心条件即

7、为变量。如要验证光合作用需要光那么应将光作为变量；要验证光合作用需二氧化碳那么把二氧化碳作为变量等等。4.等量性原那么等量性原那么强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即一样，以平衡和消除无关变量对结果的影响，需要强调的是这些无关变量在进展严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。如在探索PH对酶活性影响的实验中，单一变量是PH，除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜的量，如对温度的控制不但要一样，而且要适宜，即要给予酶活性所需的适宜的温度，而不能控制在低温或高温条件下的等量。2.酶的专一性的实验探

8、究设计方案3.温度对酶活性的影响的实验探究步骤项目试管1试管1试管2试管2试管3试管31参加可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2参加新配制的-淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL3放置在不同温度环境中0010010060604淀粉溶液与-淀粉酶溶液混合混合混合混合5完成反响5 min5 min5 min6滴入碘液2滴2滴2滴7观察结果变蓝变蓝不变蓝思考：1为什么不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解?2为什么不选用斐林试剂进展检测?4.pH对酶活性的影响的实验探究步骤项目试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL盐酸1 mLNaOH溶液3注入等量

9、的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象有大量气泡产生几乎无气泡产生几乎无气泡产生思考：1为什么不选用淀粉酶催化淀粉的水解1.酸会使淀粉水解，影响实验结果。2.碘会和NAOH反响，Cu(OH)2会和HCl反响影响实验结果的检测。2步骤2和步骤3能不能颠倒顺序?根据上述两个实验总结这类实验的操作步骤。第一，分组、编号，加底物；第二，自变量处理；第三，等量处理加酶、加检测试剂等；第四，观察记录实验数据和现象；第五，分析结果，得出结论。【例1】(2016卷，8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。以下相关表达正确的选项是()管

10、号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.1号管为对照组，其余不都是实验组B.2号管为对照组，其余都为实验组C.假设3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.假设4号管不显橙红色，说明白菜梗中无过氧化物酶【例2】(2016全国课标卷，3)假设除酶外所有试剂已预保温，那么在测定酶活力的试验中，以下操作顺序合理的是()A.参加酶参加底物参加缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B.参加底物参加酶计时参加缓冲液保温一段时间后检测产物的量C.参加缓冲液参加底物参加酶保温并

11、计时一段时间后检测产物的量D.参加底物计时参加酶参加缓冲液保温一段时间后检测产物的量【例3】(2012全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E 5支试管中分别参加pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别参加质量分数为1%的淀粉液1 mL。各试管中分别参加适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70恒温水浴中，保温时间一样且适宜。取出各试管，分别参加斐林试剂2 mL，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度

12、和参加量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。【例4】(2013课标，29)大麦在萌发过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1步骤21011带胚25保温24 h后去除种子，在各试管中分别参加1 mL淀粉液25保温10 min后各试管中分别参加1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅2011去胚30.210.8去胚40.410.6去胚50.410.6不加种子注：实验结果中“越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。答复以下问题

13、：(1)淀粉酶催化_水解可生成二糖，该二糖是_。(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反响后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_，这两支试管中淀粉量不同的原因是_ _。(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是_。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_。【本讲答案】3. (1)中70应改为37。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与复原糖反响显色4. (1)淀粉麦芽糖(2)少带胚的种子保温后能够产生淀粉酶，使淀粉水解(3)诱导种子生成淀粉酶(4)GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好5 / 5