談談酶實驗的一般設計方法

1、談談酶實驗的一般設計方法楊重云（舟山中學 316000）“實驗與探究能力”是高考對能力考查的永恒主題，而酶是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質；適宜的溫度和pH值是維持酶正常功能所必需的；作為生物催化劑，酶不僅具有一般無機催化劑的特點，還具有專一性、高效性等特點；所有這些內容都是“實驗與探究能力”考查的好素材。掌握酶實驗的一般設計方法，將有助于解決有關酶實驗的問題。檢測一、酶的本質對照組：標準蛋白質溶液雙縮脲溶液 出現紫色反應檢測設計方法實驗組：待測酶溶液雙縮脲溶液 是否出現紫色實驗中單一變量是不同底物，即自變量是待測酶溶液和標準蛋白質溶液，而因變量是是否出現紫色反應

2、。通過對照，實驗組若出現紫色，則證明待測酶溶液是蛋白質，否則不是蛋白質。同理，也可用派洛寧（或吡咯紅）來鑒定酶是RNA的實驗。檢測二、酶的催化作用對照組：反應物蒸餾水 反應物不被分解檢測設計方法實驗組：反應物等量的相應酶溶液 反應物被分解實驗中單一變量是有無相應的酶溶液，即自變量是相應的酶溶液的有無，因變量是底物是否被分解。檢測三、酶的專一性實驗組：反應物相應酶溶液 反應物被分解檢測設計方法一 對照組：另一反應物等量相同酶溶液 反應物不被分解檢測此方法中的單一變量是不同反應物，即自變量是不同反應物，因變量是反應物是否被分解。在這實驗過程中要注意：選擇好檢測反應物的試劑。如反應物選擇淀粉和蔗糖，

3、酶溶液為淀粉酶，驗證酶的專一性，檢測反應物是否被分解的試劑宜選用本尼迪特試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。要保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實驗的關鍵。實驗組：反應物相應酶溶液 反應物被分解檢測設計方法二 對照組：相同反應物等量另一種酶溶液 反應物不被分解此方法中單一變量是不同酶溶液，即自變量是不同酶溶液，因變量是反應物是否被分解。例1、為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。請回答下列問題。水溫/1020304050組別甲

4、乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時間/min67668852518336347711126891167清除油漬時間/min93789587639182468575277769868（1）提高洗衣粉去污能力的方法有_ _。甲組在洗衣粉中加入了_ 。乙組在洗衣粉中加入了 。（2）甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有_。（3）如果甲、乙和丙3組均在水溫為80時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。 。解析：（1）根據所給信息，提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和適當提高溫度。（2）加的酶的種類不同，洗滌效果有差異，說明酶的專一性的充分體現。（3）解讀表格可以看出，沒有差異，因

5、為高溫使酶失活。答案：（1）加酶和適當提高溫度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 （2）專一性 （3）沒有差異，因為高溫使酶失活檢測四、酶的高效性對照組：反應物無機催化劑 底物分解速度檢測設計方法 實驗組：反應物等量酶溶液 底物分解速度此方法中的單一變量是無機催化劑和酶，即自變量是無機催化劑和酶，因變量是底物分解速度。例2、為了研究酶的有關特性，取兩支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2mL體積分數3的H2O2溶液；再向A管滴人2滴3.5FeCl3溶掖，向B管滿人2滴質量分數20的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振藹；用點燃但無火焰的衛(wèi)生香檢驗；觀察并記錄結果。（1）本實驗的主要目的是探索 。（2）如果兩支試管

6、的現象均不明顯，從實驗材料分析，原因可能是 。（3）過氧化物酶也能催化H2O2的分解，產生的O能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化物酶，設計了如下實驗。參照上圖所給信息，回答下列問題：3號試管內加入的物質是 。設計2號試管作為對照的具體目的是 。如果2號試管未產生顏色反應，則出現橙紅色沉淀的是第 號試管。解析：（1）本實驗探索酶催化效率具有高效性。（2）過氧化氫放置時間過久，會分解成氧氣和水，造成實驗現象不明顯。（3）根據對照原則，3號試管中應加入2mL焦性沒食子酸溶液、2滴過氧化氫溶液、2mL馬鈴薯塊莖提取液。因為馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質也可能

7、使無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀，影響結果，因此要設立2號試管作對照。1號試管沒有過氧化氫酶，所以過氧化氫不分解，無現象；2號試管沒有過氧化氫，也無現象；4號試管馬鈴薯提取液中過氧化氫酶的活性因煮熟而失去，也無現象，只有3號試管出現橙紅色沉淀。答案：（1）酶的高效性（過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低） （2）H2O2溶液放置時間過長而分解 （3）2m1焦性沒食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL馬鈴薯塊莖提取液 排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質對實驗結果的影響 3五、溫度影響酶活性的探究反應物t1酶溶液檢測 反應物t2酶溶液設計思路 反應物t3酶溶液 反應物分解的速度或存在的量，產 生生成

8、物的速度或生成物的產生量反應物tn酶溶液此方法中的單一變量是溫度，即自變量是溫度，因變量是反應物分解的速度或存在的量，也可以是產生生成物的速度或生成物的產生量。在這方法中要注意：在酶溶液和反應物混合之前，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間。若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測反應物被分解的試劑宜選用碘液，不應該選用本尼迪特試劑（斐林試劑），因本尼迪特試劑（斐林試劑）需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。例3、荔枝是著名的嶺南佳果，其果皮中存在多酚氧化酶，多酚氧化酶能夠氧化果皮中的一些無色物質，形成褐色物質。這是引起采后荔枝果皮褐變的原因之一，褐變的發(fā)生嚴重影響了荔枝的深鮮效果。

9、果皮褐變面積百分率常作為荔枝保鮮效果的指標，在不考慮其它因素影響褐變的前提下，利用上述現象，以荔枝果皮褐變面積百分率為多酚氧化酶活性的指標，某同學設計了一個實驗，旨在探究溫度對荔枝果皮內多酚氧化酶活性的影響。（1）請補充下列實驗設計中空缺的內容：設計溫度梯度：5、l0、15、20、25、30。確定測量指標：荔枝果皮褐變面積百分率。選擇同一品種、 和成熟度一致且無機械損傷的新鮮荔枝果實，將其分成 組，每組數量 ，裝入保鮮袋并作好標簽后，分別放入相應溫度的恒溫箱中。經過5天后，取出荔枝果實測定并記錄褐變面積。（2）請據右圖分析實驗結果： 。（3）請結合上述實驗結果，指出對荔枝具有較好保鮮效果所需的

10、溫度范圍。 （4）削皮后的蘋果和馬鈴薯容易發(fā)生褐變，請據此分析要選擇無機械損傷的荔枝果實為實驗材料的原因。 （5）在完全無氧條件下，多酚氧化酶將無法催化上述的褐變反應過程。如果在此條件下。荔枝果皮不會發(fā)生褐變，可否在此條件下貯藏荔枝?為什么? （6）除上述溫度、氧和機械損傷以外還有哪些因素影響果蔬保鮮效果，請?zhí)岢鰞煞N相應的保鮮措施。 解析：本題就是溫度影響酶活性的探究性實驗的一個變形實驗題目，解答時要抓住單一變量這條主線，問題就比較容易回答。答案：（1）大小 6 相等 （2）分析：在530范圍內，荔枝果皮褐變面積百分率隨溫度升高而增加，表明果皮內多酚氧化酶活性隨溫度的升高而增強 （3）015 （4）機械損傷的荔枝易發(fā)生褐變，從而影響實驗結果的準確性 （5）不可以。因為在完全無氧條件下，果實的有氧呼吸停止，但無氧呼吸明顯加強，造成酒精的大量積累，從而對細胞造成毒害，引起果實腐爛。 （6）控制水分如采用薄膜包裝或表面噴涂果蠟等；防止微生物感染如采摘后對果蔬進行殺菌處理。六、pH影響酶活性的探究反應物pH1酶溶液檢測 反應物pH2酶溶液設計方法 反應物pH3 酶溶液 反應物分解的速度或存在的量，產 生生成物的速度或生成物的