素养提升课1 酶的相关实验设计(重点变量控制、检测) 突破点一 同位素标记法在高中生物实验中的应用归纳 典例引领 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)。 【审题指导】 (1)据题干可知,X酶的功能是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。 解析:实验设置甲组和乙组,两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶,然后与糖原混合检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应是否产生了颜色变化来完成。 答案: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。 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。 素养提升 1.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。其必须保持正常的空间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: 2.实验设计中也可用酶催化底物分解,根据底物的变化,来证明酶的作用。 对点落实 1.(2018·河北邢台高三质检)为了验证狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶,某生物兴趣小组设计了如图所示的甲、乙两实验。在37 ℃水浴中保温一段时间后,1、2烧杯中不加任何试剂,3、4烧杯中加双缩脲试剂。下列实验组能达到实验目的的是( ) A.甲组 B.乙组 C.两组都能 D.两组都不能 A 解析:1、2烧杯中不加任何试剂,但可以根据蛋白块的变化判断狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶。由于胰蛋白酶也是蛋白质,3、4烧杯中加双缩脲试剂后,都显示紫色,不能达到实验目的。 2.(2018·山东潍坊一模)酶是活细胞产生的一类有机物,在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题: (1)真核细胞内酶的合成场所有 ,细胞内酶的合成 (填“能”或“不能”)影响生物的性状。? 答案: (1)细胞核、核糖体 能 解析:(2)实验给的是蔗糖酶,要求根据渗透作用原理,选用一套渗透装置验证酶的专一性,因此应选用质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的麦芽糖溶液,因为蔗糖和麦芽糖都是二糖,实验开始时U形管两侧的物质的量浓度相等,液面平齐,蔗糖酶能分解蔗糖,不能分解麦芽糖,U形管两侧加入蔗糖酶后,物质的量浓度发生变化。 (2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水;半透膜(只允许水分子通过);长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理、选用一套装置设计实验,实验现象能支持酶的催化作用具有专一性,要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。 答案: (2)实验思路:在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液,适宜温度下一段时间后,观察两侧液面的变化。 实验预期:蔗糖溶 ... ...
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