素養加強課1酶的相關試驗設計酶相關試驗設計中的“酶解法”某科研小組經探討得知X酶存在于人的肝細胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必需保持正常的結構才能發揮催化作用，請利用這一原理設計試驗，探究X酶的化學本質原委是蛋白質還是RNA。簡要寫出試驗思路，并預期試驗結果及結論(要求：試驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。[審題指導](1)據題干可知，X酶的功能是能將糖原分解為還原糖。(2)聯想到蛋白酶可以變更水解蛋白質從而使其失去功能。(3)RNA酶可以催化RNA發生水解而使其失去功能。(4)若X酶的化學本質是蛋白質，被蛋白酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(5)若X酶的化學本質是RNA，被RNA酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(6)題干中要求設計甲、乙兩組試驗，二者之間要能相互印證，因此聯想相互比照。[解析]試驗設置甲組和乙組，兩組試驗分別用蛋白酶和RNA酶處理X酶，然后與糖原混合檢測兩組試驗中X酶有無活性。檢測X酶是否有活性可用斐林試劑與產物反應是否產生了顏色變更來完成。[答案]試驗思路：甲組：將X酶用蛋白酶處理，再與糖原溶液混合，在相宜條件下保持一段時間后，檢測是否有還原糖產生。乙組：將X酶用RNA酶處理，再與糖原溶液混合，在相宜條件下保持一段時間后，檢測是否有還原糖產生。預期結果及結論：①若甲組有還原糖生成，乙組沒有還原糖生成，則說明X酶的化學本質是RNA；②若甲組沒有還原糖生成，乙組有還原糖生成，則說明X酶的化學本質是蛋白質。1．鑒定酶本質的“酶解法”模型“酶解法”——從酶的化學本質上來講，絕大多數的酶是蛋白質，少數的酶是RNA。其必需保持正常的空間結構才能發揮催化作用，因此可以分別利用蛋白酶和RNA酶處理某酶，再視察其功能是否受影響來確定該酶的本質。設計如圖方案。2．試驗設計中可用酶催化底物分解，依據酶處理后的變更或底物的變更，來證明底物的成分或酶的作用。1．某校探討性學習小組從芍藥中提取出一種酶，為探究該酶催化分解的底物是葡萄糖還是蔗糖，該探討性學習小組的同學們設計并做了如圖所示的試驗。下列相關敘述正確的是()甲乙甲乙甲乙A．與無機催化劑不同的是，該酶能通過降低活化能來提高化學反應速率B．圖中的斐林試劑是用0.1g/mL的NaOH溶液和0.01g/mL的CuSO4溶液配制的C．若兩支試管均出現磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是蔗糖D．若該酶催化的底物是葡萄糖，則只有一支試管會出現磚紅色沉淀C[無機催化劑與酶都能通過降低活化能來提高化學反應速率，與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，A項錯誤；斐林試劑是用0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液配制的，B項錯誤；葡萄糖屬于還原糖，蔗糖不屬于還原糖，若兩支試管均出現磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是蔗糖，若兩支試管均不出現磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是葡萄糖，C項正確、D項錯誤。]2．(2024·廣東深圳調研)將甲細菌提取物(含A、B、C、D四種有機物的混合物)和活的乙細菌混合培育一段時間后，從培育基中分別出了活的甲細菌。在無法對上述四種物質進行分別和提純的前提下，為確定A～D中是哪種物質能使乙細菌轉化為甲細菌，請依據題意設計相關試驗，要求寫出試驗設計思路、預期結果及結論。(1)設計思路：_________________________________________。(2)預期結果：_________________________________________。(3)結論：____________________________________________。[解析]該試驗的目的是探究甲細菌中含有的A、B、C、D四種有機物，哪種化合物可使乙細菌發生轉化。由于A、B、C、D四種有機物無法分別和提純，故只能將其分成4份，再向其中分別加入分解A的酶、分解B的酶、分解C的酶、分解D的酶。再將處理后組別中加入乙細菌，視察其轉化狀況。若其中某一個組別沒有分別出活的甲細菌，表明該物質是促進乙細菌轉化為甲細菌的物質。[答案](1)取適量的甲細菌的細胞提取物分成4等份，分別放入4支試管并編號，再分別加入可分解A、B、C、D的酶，一段時間后，分別和有乙細菌的培育基混合培育并視察結果(2)其中有一組混合培育基中沒有分別出活的甲細菌(3)加酶后沒有分別出活的甲細菌的試驗組中所含對應的有機物為轉化物質酶試驗設計中的“對比法”(2024·衡水金卷)某同學進行了如下有關酶的試驗：甲組：淀粉溶液＋簇新唾液→加入斐林試劑eq\o(→,\s\up14(水浴加熱))出現磚紅色沉淀乙組：蔗糖溶液＋簇新唾液→加入斐林試劑eq\o(→,\s\up14(水浴加熱))不出現磚紅色沉淀丙組：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林試劑eq\o(→,\s\up14(水浴加熱))？下列敘述正確的是()A．丙組的試驗結果是“不出現磚紅色沉淀”B．三組試驗中，底物的用量屬于自變量C．該同學的試驗目的是驗證酶的專一性D．可用碘液代替斐林試劑進行檢測[審題指導](1)依據三組試驗條件分析，甲組和乙組形成比照，自變量是底物的種類；乙組和丙組形成比照，自變量是酶的種類。(2)兩組比照試驗都是利用的試驗設計中的“對比法”。(3)唾液中含有淀粉酶，能催化淀粉水解為麥芽糖；蔗糖酶能催化蔗糖水解為葡萄糖和果糖。C[蔗糖酶能催化一分子蔗糖水解成一分子果糖和一分子葡萄糖，果糖和葡萄糖是還原糖，加入斐林試劑水浴加熱會使還原糖生成磚紅色沉淀，A項錯誤；底物的用量屬于無關變量，B項錯誤；從試驗所用的底物和酶的種類分析可知，該試驗的目的是驗證酶的專一性，C項正確；唾液淀粉酶能催化甲組淀粉水解成還原糖，不能催化蔗糖水解，碘液使淀粉呈現藍色，不能使還原糖和蔗糖呈現藍色，運用碘液無法檢測乙、丙組的反應，無法得出結論，D項錯誤。]1．驗證酶的高效性設計思路：將用酶催化的反應與用無機催化劑催化的反應進行比照，驗證酶的催化效率比無機催化劑高。設計方案示例：2．驗證酶的專一性設計思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。設計方案示例：結論：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。說明：若驗證某種詳細酶的專一性，設計思路應當是該種酶作用于不同種底物。1．(2024·成都二診)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”試驗如圖所示，3號試管滴加兩滴質量分數為3.5%的FeCl3溶液，4號試管滴加簇新的肝臟研磨液，下列分析錯誤的是()A．2、4號試管加快反應的原理不同B．1、4號試管進行比照試驗，不能證明酶的高效性C．該試驗可以證明催化劑能通過降低活化能加速反應D．2、3、4號試管底物反應完畢釋放的O2量應相同C[本試驗可以證明催化劑可以加速反應，但不能證明是通過降低活化能實現的。]2．(2024·青島檢測)小麥種子中含有α、β兩種淀粉酶，某學習小組對這兩種淀粉酶活性進行探究試驗，步驟如下：①將等量的α-淀粉酶(70℃活性不受影響，100℃高溫下失活)與β-淀粉酶(70℃處理15min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組；②甲組25℃下處理，乙組70℃水浴處理15min后取出，丙組100℃下處理15min后取出；③甲、乙、丙三組分別在25℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液；④一段時間后，測得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、c。請回答下列相關問題：(1)上述兩種酶存在差異的干脆緣由是_____________________。(2)三組淀粉剩余量最多的是________組(填“甲”“乙”或“丙”)，緣由是________________________________。(3)利用上述試驗結果，如何大致比較25℃條件下α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大小？_____________________________________________________________________________________________。[解析](3)甲組25℃下處理，α-淀粉酶和β-淀粉酶均發揮作用。乙組70℃水浴處理15min后，β-淀粉酶失活，只有α-淀粉酶發揮作用，丙組100℃下處理15min，兩種淀粉酶均失活。因此，b－a代表β-淀粉酶分解淀粉的量，c－b代表α-淀粉酶分解淀粉的量。[答案](1)氨基酸的種類、數目、排列依次及肽鏈的空間結構不同(2)丙兩種淀粉酶在100℃條件下均失去活性，且降到25℃活性不能復原(3)比較b－a(β-淀粉酶的活性)與c－b(α-淀粉酶的活性)數值的大小酶試驗設計中的“梯度法”37℃時，測量不同pH條件下人體兩種消化酶的活性，結果如表所示。下列有關敘述正確的是()pH1.02.03.04.05.06.07.08.0淀粉酶活性[mg/(g·30min)]200203250300350490450200蛋白酶活性[μg/(g·30min)]15201750150014001020980700500A.該試驗的自變量是淀粉酶活性和蛋白酶活性B．為進一步確定該淀粉酶的最適pH，應當在4.0到6.0間細化梯度C．由表可知不同酶的最適pH不同D．表中蛋白酶活性可以表示胰蛋白酶的活性[審題指導](1)試驗探究的內容是37℃條件下，pH對兩種消化酶活性的影響，自變量是pH及酶的種類。(2)要在相宜溫度和利用“梯度法”設置的不同pH下分別測定酶的活性。(3)依據pH梯度設置下的酶活性的測定結果推斷淀粉酶的相宜pH在5.0～7.0之間，蛋白酶的相宜pH在1.0～3.0之間。(4)胃蛋白酶的相宜pH為1.5左右。C[依據表格分析，該試驗的自變量是pH和酶的種類，因變量是淀粉酶活性和蛋白酶活性，A項錯誤；為進一步確定該淀粉酶的最適pH，應當在5.0到7.0間細化梯度，B項錯誤；表格顯示，兩種酶活性最高對應的pH不同，說明不同酶的最適pH不同，C項正確；表格中蛋白酶的活性最相宜pH在2.0左右，可以代表胃蛋白酶，而胰蛋白酶的最相宜pH是偏堿性的，D項錯誤。]1．探究酶的最適溫度(1)設計思路(2)設計方案2．探究酶的最適pH(1)設計思路(2)設計方案1．如圖表示酶X的活性與溫度的關系示意圖。下列有關分析錯誤的是()A．在實際生產中，酶X制劑幾乎在全部的季節都能運用B．酶X的化學本質是有機物，具有高效性和專一性的特點C．測定酶X的活性時，試驗對pH、底物量和酶量沒有要求D．在20～40℃范圍內設置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度C[據圖可知，酶X在10～70℃條件下的活性都較高，由此可推知在實際生產中，酶X制劑幾乎在全部的季節都能運用，A項正確；酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，酶具有高效性和專一性的特點，B項正確；本題探討的是酶X的活性與溫度的關系，自變量是溫度，pH、底物量和酶量均屬于無關變量，所以測定酶X的活性時，pH、底物量和酶量都應保持相同且相宜，C項錯誤；本試驗可確定酶X的最適溫度在20～40℃之間，但由于溫度梯度較大，所以要進一步探究酶X的最適溫度，可在20～40℃范圍內設置更小的溫度梯度，D項正確。]2．一般淀粉酶的最適溫度在40～60℃之間，而極端耐熱淀粉酶在100℃仍能保持較高的活性，因此在生產上具有更為廣泛的應用前景。請回答有關問題：(1)要鑒定該酶的化學本質，可將該酶液與________混合，若反應液呈________色，則該酶的化學本質為蛋白質。(2)測定淀粉酶活性時，應選擇________作為該酶作用的底物，反應液中應加入________溶液以維持其酸堿度穩定。(3)設計試驗測定極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。①此試驗中除自變量和因變量外，還須要考慮_____________(答出兩點即可)等因素。②結合題目信息，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的試驗思路：____________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)酶大多數是蛋白質，少數是RNA，要鑒定該酶的化學本質，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應液呈紫色，則該酶的化學本質為蛋白質。(2)測定淀粉酶活性時，依據酶的專一性，應選擇淀粉作為該酶作用的底物，反應液中應加入(酸堿)緩沖溶液以維持其酸堿度穩定。(3)①此試驗中除自變量和因變