安徽高考生物酶考前冲刺

安徽高考生物酶考前冲刺

热点考向练 考向1　酶——万变不离实验 ‎1．(2012·福建卷，26Ⅰ)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。‎ ‎(1)查询资料得知，‎18 ℃‎时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是__________。‎ ‎(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～‎18 ℃‎之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～‎18 ℃‎之间。他们设置‎15 ℃‎、‎16 ℃‎、‎17 ℃‎、‎18 ℃‎的实验温度，探究三种酶的最适温度。‎ ‎①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是__________，可用__________试剂鉴定。‎ ‎②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在__________。‎ ‎③为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于________中以保持恒温。单位时间内__________可以表示蛋白酶催化效率的高低。‎ ‎④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？________。理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________________的比例，以减少对海洋的污染。‎ 答案　(1)幽门盲囊蛋白酶　(2)①蛋白质　双缩脲　②2和8　③恒温箱　底物消耗量(或产物生成量)　④不能　据图可知随着温度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现　(3)淀粉和脂肪 解析　(1)从图1可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性最大， 所以其催化效率最高。‎ ‎(2)①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，干酪素的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定。②要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照等原则，并控制其他无关变量相同且适宜。由题意可知，此实验温度为自变量，pH等为无关变量，为了得到准确的结果，pH应为相对应蛋白酶的最适值，由图1可知，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8。③为了控制实验温度，底物和酶都应放在恒温箱中保温一段时间。酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。④由图2 可以看出，当温度在15～‎18 ℃‎范围内时，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，但没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～‎18 ℃‎之间这一结论。‎ ‎(3)大菱鲆消化道内淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，影响对淀粉和脂肪的消化，所以在人工投放饲料时要注意降低淀粉和脂肪的比例，以减少对海洋的污染。‎ 解后反思　本题以曲线分析和实验设计相结合的形式作为试题的情境，来展示所要考查的内容。而第(2)小题中的实验主要考查探究实验中无关变量的处理、因变量的观测、实验结果和结论的得出、曲线的分析等。如第②小题中对两种酶的最适pH的确定：要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，实验需遵循单一变量原则、对照原则等，这样该实验中只有温度为可变化的，即温度为实验的自变量，pH等则为无关变量；在对照实验中，无关变量都应该是相同的，且都处于最适条件下。‎ ‎2．为探究唾液淀粉酶被加热到‎65 ℃‎后是否影响其生物活性，请你依据已知提示、材料用品设计相应的实验方案，并预测可能的实验结果及获得相应的结论。‎ 已知提示：唾液中含有淀粉酶，淀粉酶可以催化淀粉的水解，鸡蛋被加热到‎65 ℃‎后会变熟。‎ 材料用品：经过稀释的唾液，经过稀释并煮熟的淀粉糊两份(一份保持在‎37 ℃‎水中，另一份保持在‎65 ℃‎水中，碘液，酒精灯或其他的加热设备，试管若干，量筒，滴管，大烧杯，温度计)。‎ 实验方案：‎ ‎(1)取甲、乙两支试管分别作标记，甲试管注入__________________________，乙试管注入______________________，再向两支试管中各注入________________________________。取丙试管注入保存在‎37 ℃‎水中的淀粉糊3 mL和蒸馏水2 mL并振荡。‎ ‎(2)将甲、丙试管放入‎37 ℃‎左右的水中，将乙试管放入‎65 ℃‎水中。3支试管均保温5 min后取出。‎ ‎(3)待冷却后，分别向3支试管中滴入______________，观察并比较3支试管中的____________。‎ 实验结果及结论：‎ ‎①若甲、乙两支试管中液体的颜色相同(均不变蓝)，则说明 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②________________________________________________________________________‎ ‎__________________，则说明唾液淀粉酶被加热到‎65 ℃‎后失去了生物活性。‎ ‎③________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎__________________________。‎ 答案　实验方案：(1)保存在‎37 ℃‎水中的淀粉糊3 mL　保存在‎65 ℃‎水中的淀粉糊3 mL　保存在相应温度下的唾液2 mL　(3)等量的碘液　液体颜色　实验结果及结论：①唾液淀粉酶在被加热到‎65 ℃‎后不影响其生物活性　②若经过‎65 ℃‎水处理的乙试管中液体呈现蓝色，与丙试管中液体颜色相同　③若经过‎65 ℃‎水处理的乙试管中液体呈现蓝色，但是比丙试管液体颜色浅，则说明唾液淀粉酶在被加热到‎65 ℃‎后其生物活性降低了 解析　本实验中，在‎37 ℃‎条件下，唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为麦芽糖等。实验目的是探究‎65 ℃‎的温度是否影响唾液淀粉酶的生物活性。由步骤(2)可知，本实验的自变量是温度，因变量是酶的生物活性变化，无关变量是除温度之外的其他影响酶活性的因素。依据教材中相关实验的方法、步骤及本实验的特点，遵循实验设计的对照原则及单一变量原则，本实验应设空白对照和条件对照，消除无关因素对实验结果的影响。根据材料用品及步骤(2)的提示可以确定步骤(1)所填内容，即甲试管加入保存在‎37 ℃‎水中的淀粉糊，乙试管加入保存在‎65 ℃‎水中的淀粉糊，丙试管是对照实验。步骤(3)是观察相应的实验结果。对于实验结果和结论，根据①②的部分提示，就可以知道答题的句式，并补充完整。最后，根据材料用品是否全部使用来检查答案。‎ 解题模板　第一步：仔细审题，明确题目要求。‎ 第二步：分析实验变量，包括自变量、因变量及无关变量。‎ 第三步：根据实验目的，确定实验设计思路或分析方向。此步要注重借鉴教材中相关酶实验的方法步骤及注意事项。因为酶实验的相关试题都是根据教材实验改编或延伸而来的。‎ 第四步：根据实验设计原则及技巧，突破题设内容。‎ 第五步：明确结论，使用生物学术语答题。‎ 第六步：反思确认。利用实验材料和用具确定实验组数或判断对实验组和对照组的处理是否正确，检查实验用具是否都已使用，以此来判断实验步骤设计是否正确。‎ ‎3．萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有α—淀粉酶和β—淀粉酶。α—淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而β—淀粉酶不耐热，在‎70 ℃‎条件下15 min后失活。‎ 实验材料：萌发3天的小麦种子(芽长约‎1 cm)。‎ 主要试剂及仪器：麦芽糖标准液、质量分数为5%的淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、恒温水浴锅等。‎ 实验步骤：‎ 步骤一：制作麦芽糖梯度液。取7支干净的具塞刻度试管，编号，按表加入试剂，再将试管置于‎60 ℃‎恒温水浴锅中加热2 min，取出后按试管号顺序排列。‎ 试剂试管号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 麦芽糖标准液(mL)‎ ‎0‎ ‎0.2‎ ‎0.6‎ ‎1.0‎ ‎1.4‎ ‎1.6‎ ‎2.0‎ 蒸馏水(mL)‎ ‎2.0‎ ‎1.8‎ ‎1.4‎ ‎1.0‎ X Y Z 斐林试剂(mL)‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ ‎2.0‎ 步骤二：利用萌发3天的小麦种子制备淀粉酶溶液。‎ 步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于‎70 ℃‎恒温水浴锅中15 min，取出后迅速冷却。‎ 步骤四：另取四支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5 mL质量分数为5%的淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2 mL已经处理的酶溶液(忽略其中含有的少量麦芽糖)和蒸馏水，将四支试管置于‎40 ℃‎恒温水浴锅中保温10 min，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在‎40 ℃‎恒温水浴中保温10 min。‎ 步骤五：取A、B试管中反应溶液各2 mL分别加入到E、F试管中，然后向E、F试管中分别加入______________，并进行____________后，观察颜色变化。‎ 结果分析：将E试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖梯度液进行比较，获得该试管中麦芽糖的浓度，并计算出α－淀粉酶的催化效率。‎ 请分析回答：‎ ‎(1)本实验的目的是测定_________________________________________________。‎ ‎(2)步骤一的5～7号试管中加入蒸馏水的量(X、Y、Z)分别是____________(单位mL)。‎ ‎(3)实验中B试管所起的具体作用是___________________________________________。‎ ‎(4)请补全步骤五的做法：____________，______________________________。‎ ‎(5)若要测定另一种淀粉酶的活性，则需在步骤________的基础上进行改变。‎ 答案　(1)小麦种子中α淀粉酶的催化效率　(2)0.6、0.4、0‎ ‎(3)检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖 ‎(4)2 mL斐林试剂　‎60 ℃‎水浴加热2 min　(5)三 解析　(1)将装有淀粉酶溶液的试管置于‎70 ℃‎水浴中15 min，取出后迅速冷却，β淀粉酶不耐热，在‎70 ℃‎条件下15‎ ‎ min后失活，因此，本实验的目的是测定小麦种子中α淀粉酶的催化效率。(2)根据探究实验中一定要遵循对照原则和单一变量原则，各个试管中液体的总量要相等，所以步骤一的5～7试管中加入蒸馏水的量(X、Y、Z)分别是0.6、0.4、0(单位mL)。(3)实验中B试管起对照作用，具体作用是检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖。(4)斐林试剂可鉴定还原糖的存在，必要条件是水浴加热，所以步骤五的做法中要补上2 mL斐林试剂，‎60 ℃‎水浴加热2 min。(5)α淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，要测定β淀粉酶活性，则需在步骤三的基础上进行改变。‎ ‎4．学校生物实验室有一批淀粉酶制剂，因保留时间较长，可能失去了活性。下面是这种淀粉酶制剂的使用说明书的部分内容：‎ 产品特性：1.热稳定性：最适作用温度为60～75 ℃。随着温度的升高，其反应速度加快，但失活也快，温度低可以适当延长反应时间。2.pH稳定性：在pH 6.0～7.0时较稳定，最适pH 6.0，pH 5.0以下失活严重。‎ 某生物兴趣小组想通过比较该淀粉酶制剂和唾液淀粉酶的催化效率，鉴定这批淀粉酶制剂的活性。‎ 实验目的：略。‎ 实验原理：略。‎ 实验材料与试剂：淀粉酶制剂、大小烧杯若干、试管若干、淀粉糊、新配制的斐林试剂、碘液、量筒、酒精灯等。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中，重复几次。‎ ‎(2)取两个烧杯，分别编号为A、B，分别加入适量的______。再往A烧杯中加入适量唾液，B烧杯中加入____________，在相同条件下，催化相同且适当的时间。‎ ‎(3)取两支试管分别编号为A1、A2，各加入A烧杯中的溶液2 mL。另取两支试管分别编号为B1、B2，各加入B烧杯中的溶液2 mL。‎ ‎(4)向试管A1、B1中加入等量碘液，观察试管中的颜色变化。‎ ‎(5)________________________________________________________________________。‎ 预测结果，得出结论：‎ 若试管A1中溶液呈褐色，试管A2中出现砖红色沉淀：‎ ‎(1)试管B1中溶液呈蓝色，试管B2中无砖红色沉淀，说明________________；‎ ‎(2)试管B1中溶液呈蓝色，试管B2中有砖红色沉淀，说明该淀粉酶制剂有部分活性；‎ ‎(3)______________________，说明该淀粉酶制剂活性正常。‎ 讨论与反思：‎ 该兴趣小组在班上汇报他们的实验设计和结论后，其他同学认为实验设计存在部分缺陷，你认为缺陷可能是____________________________。‎ 答案　实验步骤：(2)淀粉糊　等量的淀粉酶制剂　(5)向试管A2、B2中加入等量新制的斐林试剂，并进行水浴加热，观察试管中的颜色变化　预测结果，得出结论：(1)该淀粉酶制剂完全失活　(3)试管B1中溶液呈褐色，试管B2‎ 中有砖红色沉淀　讨论与反思：没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶的最适温度和最适pH；没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶的浓度可能存在差异；没有考虑到酶制剂与唾液淀粉酶在催化效率之间可能存在差异(其他合理答案也可)‎ 解析　本实验的实验目的是通过比较该淀粉酶制剂和唾液淀粉酶的催化效率，鉴定这批淀粉酶制剂的活性，则自变量为淀粉酶制剂和唾液淀粉酶，因变量为淀粉酶制剂的活性，淀粉酶的浓度、淀粉酶的最适温度、最适pH以及两种酶的催化效率等为该实验的无关变量，所以该实验的缺陷显而易见。第(2)步中加入的物质从题目所给的实验材料用具中即可找到。试管A1、B1中加入等量碘液，观察试管中的颜色变化，用于比较反应后剩余的淀粉量；试管A2、B2用于比较反应生成还原糖的量，则向两试管中加入等量新配制的斐林试剂，并进行水浴加热，观察试管中的颜色变化。若试管A1中溶液为褐色，试管A2中出现砖红色沉淀，则A烧杯中的淀粉糊完全反应；若试管B1中溶液呈蓝色，试管B2中无砖红色沉淀，说明B烧杯中的淀粉糊未发生反应，则该淀粉酶制剂完全失活；若试管B1中溶液呈蓝色，试管B2中有砖红色沉淀，说明B烧杯中的淀粉糊没反应完全，则该淀粉酶制剂有部分活性；若试管B1中溶液呈褐色，试管B2中有砖红色沉淀，说明B烧杯中的淀粉糊反应完全，则该淀粉酶制剂活性正常。‎ ‎5．下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。‎ 实验材料和用具：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的H2O2溶液、质量分数为3.5%的FeCl3溶液、新鲜的马铃薯泥、蒸馏水、酒精灯、温度计等。‎ 实验步骤：‎ ‎ 步 骤 试管编号 a b c d e 加入 试剂 体积分数 为3%的 H2O2溶液 ‎2 mL 体积分数 为3%的 H2O2溶液 ‎2 mL 体积分数 为3%的 H2O2溶液 ‎2 mL 体积分数 为3%的 H2O2溶液 ‎2 mL 蒸馏水 ‎2 mL 设置反 应条件 常温 常温 常温 ‎0 ℃‎ 常温 观察气 泡产生 情况 蒸馏水 ‎2滴 FeCl3溶 液2滴 新鲜的肝 脏研磨液 ‎2滴 煮熟的肝 脏研磨液 ‎2滴 新鲜的肝 脏研磨液 ‎2滴 请根据该实验回答下列问题：‎ ‎(1)在上述实验中，产生气泡最多的试管是______________，原因是________________。‎ ‎(2)如果仅将上述实验条件由常温改为‎90 ℃‎水浴，重复实验，气泡产生最多的试管是________。‎ ‎(3)假如b、c试管中的实验现象均不明显，从所给的实验材料分析，原因可能是__________________。该同学设计e试管的实验目的是__________________。‎ ‎(4)假如a～d试管的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，那么，实验组设置不科学的是________，主要违背了________原则，应如何改进？______________。‎ ‎(5)假如要证明马铃薯中也含有H2O2酶，你的实验设计思路是____________________‎ ‎_______________________________________________。‎ 答案　(1)c(或滴加新鲜的肝脏研磨液的)　新鲜肝脏研磨液中含有H2O2酶，酶在适宜条件下具有高效性　(2)b(或滴加FeCl3溶液的)　(3)H2O2溶液放置时间过长而分解　排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响　(4)d　单一变量　将‎0 ℃‎改为常温(答案合理即可)　(5)再设置两组实验，分别编号为f、g，实验处理方法同c组，只是将滴加的新鲜肝脏研磨液分别改为新鲜的马铃薯泥和高温处理过的马铃薯泥 解析　解答本题的关键是能正确分析表格中5支试管中所加物质和控制条件的区别，能正确预测实验结果，并对实验结果进行分析。(1)从表格中可以看出，a～d试管中所加的体积分数为3%的H2O2溶液的量相同，不同的是催化剂的种类及温度。反应速率最快的试管释放气泡最多，而反应速率最快的应该是加了新鲜的肝脏研磨液且处于常温条件下的一组，即c试管。(2)常温改为‎90 ℃‎后，酶失活但不影响无机催化剂的作用，所以b试管中产生气泡最多。(3)b、c试管中都有催化剂，而且温度也适宜，如果气泡产生情况均不明显，最可能的原因是H2O2已经分解。e组实验与c组相比较，不同的是所加的底物；c组是H2O2溶液，e组是蒸馏水。设置该组的目的是排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响，如果该组有气泡产生则说明新鲜的肝脏研磨液中有影响实验结果的物质，如果没有气泡产生，则说明无影响实验结果的物质。(4)从表格中可以看出，d组与其他组(a、b、c组)相比较，共有两个变量不同——温度和煮熟的肝脏研磨液，所以违反了单一变量原则。改进的方法有二：一是将温度改为常温，二是将煮熟的肝脏研磨液改为新鲜的肝脏研磨液。(5)要证明马铃薯中也有H2O2酶，应该设置两组实验，两组所加的底物都是H2O2溶液，温度都为常温，不同的是一组加新鲜的马铃薯泥，另一组加高温处理过的马铃薯泥。‎ 方法技巧　高考对酶的考查常以实验题的形式出现，解答的关键是分析各种变量(自变量、因变量和无关变量)，并对自变量和无关变量进行有效控制。该类题目往往因为对变量分析不正确而出错。对相关变量的分析总结如下：‎ 实验目的 自变量 无关变量 因变量 验证酶的高效性 催化剂的种类 底物量、反应时间、温度、pH等 单位时间生内底物的减少量或成物的增加量 验证酶的 专一性 酶的种类(底物相同)‎ 酶的量、底物的种类和量、反应时间、温度、pH等 底物种类(酶相同)‎ 底物量、酶的种类和量、反应时间、温度、pH等 验证温度对酶活性的影响 温度 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、pH等 验证pH对酶活性的影响 pH的大小 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、温度等 探究酶的最适温度(或pH)‎ 温度(或pH)‎ 酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间等