1、必备知识实验中的变量包括自变量、因变量和无关变量。自变量是实验中人为改变的量，因自变量的变化而改变的变量就是因变量。实验中能影响因变量变化的因素还有很多，但不是本实验要研究的内容，即为无关变量。通常在确定实验目的时，先根据题目给出的实验设计方案找出实验的自变量及因变量，然后根据自变量和因变量确定实验思路和过程。3.变量控制在酶相关实验中的应用巧用三种方法破解酶实验难题1鉴定酶的本质试剂检测法(1)实验变量分析：自变量：检测物质的种类；因变量：颜色反应的不同。(2)实验设计思路2验证酶的高效性和专一性对比法(1)验证酶的高效性变量分析自变量：催化剂的种类；因变量：化学反应速率快慢(如：O2 产生
2、的快慢)。设计方案项目实验组对照组 材料等量的同一种底物 试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂 现象反应速率很快或反应用时短反应速率缓慢或反应用时长 结论酶具有高效性操作示例(2)验证酶的专一性变量分析自变量：底物的种类(或酶的种类)；因变量：化学反应是否进行。设计方案项目方案一 方案二 实验组对照组实验组对照组 材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性操作示例设计方案组别编号12n 实验材料等量的同种底物 温度(pH)T1(a1)T2(a2)Tn(an)衡量指标相同时间内，各组酶
3、促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少 实验结论生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度(或 pH)为最适温度(或 pH)(1)探究酶的最适温度操作示例(2)探究酶的最适 pH操作示例 H2O2溶液pH1酶液H2O2溶液pH2酶液 H2O2溶液pHn酶液检测 O2 的产生速率|易 错 提 醒|酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用
4、斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。(3)在探究 pH 对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的 pH 调至实验要求的 pH 后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设 pH前，让反应物与酶接触。(4)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。技能展示1下列关于淀粉酶参与催化的实验中，可采用斐林试剂来检验淀粉水解情况的是()A探究 pH 对酶活性的影响B探究温度对酶活性的影响C探究酶是否具有专一性D探究 Cu2对酶活性的
5、影响解析：选 C 淀粉在酸性环境中能够直接水解为麦芽糖，故不能用淀粉酶探究 pH对酶活性的影响；用斐林试剂检测时需要水浴加热，故不能用来探究温度对酶活性的影响；可以用斐林试剂来检验淀粉水解情况，探究酶是否具有专一性；斐林试剂与还原糖反应的实质是还原糖将 Cu2还原为 Cu2O 而呈砖红色沉淀，故不能用来探究 Cu2对酶活性的影响。2为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了 4 套方案，如表所示。下列相关叙述，正确的是()方案催化剂底物pH温度胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜蛋白酶蛋白质适宜不同温度过氧化氢酶、氯化铁溶液过氧化氢强酸性室温A.方案的目
6、的是探究 pH 对酶活性的影响，自变量是酶的种类B方案的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C方案的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D方案的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多解析：选 B 在探究 pH 对酶活性的影响实验中，自变量是 pH，A 错误；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的，B 正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C 错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，
7、D错误。3(2019 届吉安期中)为研究 Cu2和 Cl对唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下操作顺序的实验方案：甲组：CuSO4 溶液缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测乙组：NaCl 溶液缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测丙组：蒸馏水缓冲液淀粉酶溶液淀粉溶液保温检测各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是()A缓冲液的 pH 应控制为最适 pHB设置的对照实验能达成实验目的C宜选用碘液来检测淀粉的剩余量D保温的温度应控制在 37 左右解析：选 B 缓冲液的作用是为了调节 pH 值，维持 pH 的稳定，本实验 pH 值以及温度都是无关变量，为了避免温度和 pH 值对实验的干扰，因此温
8、度和 pH 值都应该设置到最适，A、D 正确；甲、乙两组实验中除了有 Cu2和 Cl，还有硫酸根离子和钠离子，需要排除二者对实验的干扰，因此对照组还需要再设置一组排除硫酸根离子和钠离子干扰的对照实验，因此设置的对照实验只有一组不能达成实验目的，B 错误；本实验的因变量可以是淀粉的剩余量，根据碘遇淀粉变蓝可以检测实验中淀粉是否有剩余，与对照组相比较说明 Cu2和 Cl对唾液淀粉酶活性的影响，C 正确。4(2019 届太原中学联考)下列关于探究酶活性实验的设计思路，最适宜的是()A利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B利用过氧化氢和过氧化氢酶探究 pH 对酶活性的影响C利用淀粉、淀粉酶和
9、斐林试剂探究温度对酶活性的影响D利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究 pH 对酶活性的影响解析：选 B 温度影响过氧化氢的分解，从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰，A项错误；利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究 pH 对酶活性的影响，B 项正确；斐林试剂使用时需要水浴加热，温度会对实验结果造成干扰，C 项错误；酸性条件下淀粉会水解，会对实验结果造成干扰，D 项错误。5(2019 届道里区校级三模)研究人员从青菌中提取淀粉酶，在不同温度条件下分别催化(等量且足量)淀粉发生水解反应，相同时间内其产物的相对含量如图所示。相关分析正确的是()A淀粉酶的最适温度在 4550 之间B45 条件下，可通过增加底物浓度提高
10、酶活性C55 条件下，可通过增加酶量提高产物的相对含量D45 条件下比 40 条件下酶降低反应活化能的作用明显解析：选 D 由以上分析可知，淀粉酶的最适温度在 45 左右，即在 4050 之间，A 错误；酶的活性与温度、pH 等条件有关，底物浓度不影响酶的活性，B 错误；55 时酶已经变性失活，失去催化作用，C 错误；酶通过降低化学反应的活化能实现其催化作用，45 条件下比 40 条件下在相同时间内其产物的相对含量高，说明 45 条件下比 40 条件下酶的活性高，酶降低反应活化能的作用明显，D 正确。6如图的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放在 2 支试管中，然
11、后将 2 支试管放入同一温度的水中进行水浴 15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表：装置ABCDEF水浴温度/102030405060凝乳时间/min不凝固7.04.01.54.0不凝固据此实验，请判断下列叙述中正确的是()A凝乳时间越长，凝乳酶的活性越高B如果将 A 组的水温逐渐提高，乳汁可以凝固C低温破坏了酶的分子结构，所以 10 温度下乳汁不凝固D凝乳酶的最适温度一定为 40 解析：选 B A 组不凝固的原因是温度太低，酶的活性受到抑制，当温度逐渐升高时，会提高酶的活性，使乳汁凝固。7某研究小组在
12、研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是()AMn2降低了相应化学反应过程所必需的活化能BCo2或 Mg2可能导致酶结构改变使其活性降低C不同离子对酶的活性有提高或降低作用D该水解酶的用量是实验的无关变量解析：选 A 从图中可以看出，Mn2只是提高了该水解酶的活性，并不能降低反应过程所必需的活化能，A 项错误；Co2或 Mg2可能导致酶结构改变使该水解酶活性降低，B 项正确；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性，C 项正确；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量，D 项正确。8研究人
13、员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为这是一种能催化蔗糖分解的酶。请回答以下问题：(1)为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如图所示的实验过程，请预测可能的实验结果。水浴加热后，如果_，说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果_，则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。(2)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，且化学本质是蛋白质，现 需 要 确 定 其 催 化 作 用 的 最 适 温 度，设 计 实 验 的 基 本 思 路 是 先 确 定_，再参照图中甲试管的处理方法进行预实验。实验结束后，再在其中砖
14、红色沉淀最少的两支试管所对应的温度区间内，设置_，重复进行实验。解析：(1)葡萄糖是还原糖而蔗糖是非还原糖，但蔗糖分解的产物为还原糖，若两支试管都出现砖红色沉淀，则该物质是能催化蔗糖分解的酶；若两支试管都不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。(2)设计实验的基本思路：先确定系列温度梯度，再找出其中砖红色沉淀最少的两支试管，根据它们所对应的温度，在这两个温度值之间设置差值较小的系列温度梯度。答案：(1)两支试管均出现砖红色沉淀 两支试管均不出现砖红色沉淀(2)系列温度梯度 差值较小的系列温度梯度9(2019 届南昌期末)实验室现有半透膜、最适温度为
15、45 的蔗糖酶、最适温度为37 的唾液淀粉酶及质量分数均为 5%的麦芽糖溶液、蔗糖溶液及淀粉溶液等若干。某课题小组成员欲利用上述实验材料及如图实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。实验步骤如下：实验步骤ABA 端加入 20 mL 质量分数为 5%麦芽糖溶液？预设好水浴缸中的温度A，B 两端均加入等量的某种酶溶液预期实验结果：A 侧液面下降，B 侧液面上升请回答以下问题：(1)步 骤 中 为 了 使 U 形 管 的 A、B 两 端 初 始 液 面 平 齐，B 端 应 该 加 入_；此时半透膜处_(填“存在”或“不存在”)渗透现象，原因是_。(2)步骤应该控制的温度为_，步骤中的某种酶为_。(3
16、)请对步骤中的实验结果做出合理的解释：_。(4)步骤中，适当时间后若分别取 U 形管 A、B 端的溶液，加入斐林试剂并且水浴加热，则实验现象是_；该结果_(填“能”或“不能”)验证酶具有专一性。解析：(1)步骤中为了使 U 形管的 A、B 两端初始液面平齐，B 端应该加入等浓度的溶液，故应加入 20 mL 质量分数为 5%蔗糖溶液；由于两侧浓度相同，故此时半透膜处不存在渗透现象，原因是膜两侧的溶液没有浓度差。(2)由于蔗糖酶最适温度为 45，故步骤应该控制的温度为 45，步骤中的某种酶为蔗糖酶。(3)蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致 B 侧溶液浓度增大，
17、而A 侧溶液浓度不变，因此一段时间后 B 侧液面会升高，A 侧液面下降。(4)实验步骤中，一段时间后分别取 U 形管 A、B 侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，A、B 两侧溶液均呈现砖红色；该结果不能验证酶具有专一性。答案：(1)20 mL 质量分数为 5%蔗糖溶液 不存在 膜两侧的溶液没有浓度差(膜两侧溶液的渗透压相同)(2)45 蔗糖酶(3)蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致 B 侧溶液浓度增大(渗透压增大)，而 A 侧溶液浓度不变(渗透压不变)，因此一段时间后 B 侧液面会升高，A 侧液面下降(4)A、B 两侧的溶液均出现砖红色
18、沉淀 不能10已知 2H2O2=2H2OO2，可以通过观察反应过程中 O2 的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断 H2O2 分解的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果并得出结论。请回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的 H2O2 溶液、蒸馏水、质量分数为 3.5%的 FeCl3 溶液、新鲜的质量分数为 0.01%的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管若干。(1)实验步骤：_；_；_。(2)实验结果预测及结论：整 个 实 验 中，不 同 处 理 的 试 管 中O2 的 释 放 速 率 从 快 到 慢 依 次 是_。
19、由此可得出的结论是_。(3)如果仅将实验中的恒温水浴的温度改为 80，重做上述实验，O2 释放的速率最快的是_，原因是_。解析：该实验有两个目的：一是验证酶具有催化作用，可通过设置有酶和无酶的两组实验进行研究；二是验证酶具有高效性，可通过比较酶与无机催化剂的催化效率来实现。因此，本实验需要设置 3 组：H2O2 溶液蒸馏水、H2O2 溶液过氧化氢酶溶液、H2O2 溶液FeCl3 溶液。由于该实验属于验证性实验，所以实验结果是确定的，即加酶的一组中 O2 释放速率最快，加 FeCl3 溶液的一组次之，加蒸馏水的一组最慢。高温使过氧化氢酶变性失活，故经 80 处理后，加有 FeCl3 溶液的试管中 O2 释放速率最快。答案：(1)取 3 支试管，各加入等量且适量的 H2O2 溶液，放入 37 恒温水浴锅中保温适当时间 分别向上述 3 支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3 溶液和过氧化氢酶溶液 观察各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加 FeCl3 溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性(3)加 FeCl3 溶液的试管 在此温度下，过氧化氢酶已变性失活谢 谢 观 看 THANKS
