2023届高考生物二轮复习高考命题热点二酶的相关实验学案

[高考命题热点二] 　酶的相关实验

1．剖析酶的实验题

2．解读实验设计步骤

第一步：根据实验的自变量确定实验分几组，然后分组编号。

第二步：控制自变量，同时排除无关变量。表述时注意怎样控制自变量，怎样排除无关变量。

第三步：检测因变量。注意检测因变量的方法应科学、准确。

　(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。

根据实验结果可以得出的结论是(　　)

A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性

B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高

C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性

D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性

解析：由表格数据可知，该实验的自变量是酶的组分、Mg2＋的浓度，因变量是有没有产物生成，底物为无关变量。第①组为正常组作为空白对照，其余组均为实验组。第①组中，酶P在低浓度Mg2＋条件，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C正确。故选C。

答案：C

1．(2022·广东惠州二模)玉米淀粉和玉米汁等产品生产过程中，由于玉米蛋白水溶性差，成为加工中的下脚料。水解下脚料中的玉米蛋白，加工成玉米蛋白肽，能有效的提高玉米蛋白的利用率。为探究中性蛋白酶和碱性蛋白酶对玉米蛋白水解的效果做了以下实验，结果如图。下列说法中正确的是(　　)

A．在玉米蛋白肽生产中碱性蛋白酶更适合作为食品添加剂

B．中性蛋白酶和碱性蛋白酶都能将玉米蛋白的所有肽键水解

C．中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适温度和最适pH完全不同

D．由图可知，pH从6升到9，碱性蛋白酶的酶活性逐渐升高

解析：从图1、图2中可以看出，碱性蛋白酶在最适温度和最适PH下，其催化活性更高，因而在玉米蛋白肽生产中碱性蛋白酶更适合作为食品添加剂，A正确；从图1和图2中可以看出，在中性蛋白酶和碱性蛋白酶的作用下，玉米蛋白被水解成玉米蛋白肽，并没有断裂所有的肽键，B错误；从图2中可以看出，中性蛋白酶和碱性蛋白酶的最适温度相同，都在55 ℃左右，C错误；过酸、过碱都会导致酶失活，失活是不可逆的。从图1中可以看出，对于碱性蛋白酶而言，pH为6时，部分酶已经失活，因而提升pH并不能使酶活性升高，D错误。故选A。

答案：A

2．漆酶在降解染料、造纸、食品等方面有重要作用。研究人员在温度梯度都为10 ℃，其他条件适宜的情况下，对漆酶的最适温度和温度稳定性(将纯化后的酶液在不同温度下保温1 h后，在最适温度条件下测酶活性)进行了测定，测定结果如下图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．漆酶不宜在低温下保存

B．在最适温度条件下，漆酶的结构会被破坏

C．在一定范围内，漆酶的稳定性随温度的升高而逐渐降低

D．酶的最适温度和温度稳定性的测定条件不同

解析：据题图可知，漆酶的最适温度为60 ℃，0～20 ℃条件下，漆酶的温度稳定性较高，温度20～60 ℃，漆酶的温度稳定性逐渐降低，在60 ℃时，漆酶的温度稳定性为0。据题图可知，0～20 ℃条件下，漆酶的温度稳定性较高，故漆酶宜在低温下保存，A错误；据题图可知，漆酶的最适温度为60 ℃，而在60 ℃时，漆酶的温度稳定性为0，说明此时漆酶的结构会被破坏，B正确；据题图可知，在一定范围内(20～60 ℃)，漆酶的稳定性随温度的升高而逐渐降低，C正确；据题干信息可知，研究人员在温度梯度都为10 ℃，其他条件适宜的情况下，测定漆酶的最适温度，将纯化后的酶液在不同温度下保温1 h后，在最适温度条件下测酶活性(温度稳定性)，二者测定条件不同，D正确。故选A。

答案：A

3.

(2022·福建模拟预测)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”“白片”。原理如下：胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色)，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时，将一定量的待测蔬菜剪碎，放入瓶中，加入适量纯净水；用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上；一段时间后，将速测卡对折(如图所示)，用手捏住，使“红片”与“白片”叠合；根据“白片”的颜色变化判读结果。以下叙述错误的是(　　)

A．速测卡“白片”部分含有胆碱酯酶

B．“白片”呈现的蓝色越深，说明蔬菜表面残留的有机磷农药越多

C．若环境温度较低，“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长

D．每批测定应设加清水的空白对照卡

解析：题图分析：已知速测卡有“红片”“白片”，靛酚乙酸酯为红色，其为“红片”，速测卡在使用时将“红片”与“白片”对折并捏住，由此可知“白片”部分含有胆碱酯酶，靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色)，最后根据“白片”的颜色变化判读结果。根据上述分析可知，速测卡“白片”部分含有胆碱酯酶，A正确；由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用，蔬菜表面残留的有机磷农药越多，“白片”部分含有胆碱酯酶的活性越低，而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色)，因此，有机磷农药越多蓝色会越浅，B错误；若环境温度较低，“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低，完成催化反应所需时间会适当延长，C正确；每批测定应设加清水的空白对照卡，排除实验中非测试因素对实验结果的影响，D正确。故选B。

答案：B

4．(2022·福建莆田一模)已知碘液呈黄色，淀粉遇碘变蓝。多孔反应板可以通过定时取样，滴加碘液和观察颜色，从而测定淀粉酶彻底催化淀粉水解所需的时间。下表表示某实验小组用多孔反应板探究温度对马铃薯淀粉酶活性影响的实验过程，本实验不考虑淀粉在酸性条件下的水解。回答下列问题：

(1)淀粉酶能分解淀粉的作用机理是_________________________________________。

(2)表中①处的操作为______________________________，图中滴加的②是________________________________________________________________________。

(3)当碘液颜色相近时，20 ℃条件下的时间短于60 ℃条件下的，说明在________(填“20 ℃”或“60 ℃”)下酶的活性更高。为防止实验误差，本实验中可采取的措施是________________。实验中滴加盐酸能终止反应的机理是_______________________________________。

(4)在常规实验中，高温下淀粉无法与碘液形成稳定的蓝色复合物，因此常见的处理办法是将各组试管都冷却至0 ℃后，再滴加碘液，但这样操作的弊端是______________________，而加入盐酸和用多孔反应板进行颜色反应可以尽可能地规避这个问题。

解析：探究温度对淀粉酶活性的影响，自变量是温度，因变量是加入碘液后的颜色变化，通过加入碘液后的溶液颜色的变化判断淀粉的水解程度。(1)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，故淀粉酶能分解淀粉的作用机理是淀粉酶降低了化学反应的活化能。(2)为了排除其他因素的干扰，表中①处的操作为将相同温度的淀粉与淀粉酶溶液混匀并开始计时。表中滴加的②是碘液，用于判断淀粉的水解程度。(3)酶活性越高，反应速率越快，所需时间越短，当碘液颜色相近时，20 ℃条件下的时间短于60 ℃条件下的，说明在20 ℃下酶的活性更高。为防止实验误差，本实验中可采取的措施是每个温度下做多组平行实验。由于强酸会导致蛋白质变性而使酶失活，因此实验中滴加盐酸能终止反应。(4)高温下淀粉无法与碘液形成稳定的蓝色复合物，因此常见的处理办法是将各组试管都冷却至0 ℃后，再滴加碘液。但这样操作会改变温度的变化，从而影响实验结果，而加入盐酸和用多孔反应板进行颜色反应恰好可以规避这个问题。

答案：(1)淀粉酶降低了化学反应的活化能

(2)将相同温度的淀粉与淀粉酶溶液混匀并开始计时　碘液

(3)20 ℃　每个温度下做多组平行实验　强酸会导致蛋白质变性，能使淀粉酶失去活性

(4)会改变自变量温度，从而影响实验结果