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微专题4酶的相关拓展实验
1.探究酶的本质
(1)试剂检测法
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。因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应、RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案:
(2)酶解法
酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用,因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理待鉴定酶,再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质,设计方案如下:
【典例1】(2020·四川质量考评)研究人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。请回答下列问题:
①写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种方法:
第一种鉴定方法:______________________________。
第二种鉴定方法:____________________________________________________。
②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。
解析①酶的本质大多数是蛋白质,少数是RNA。若要鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质,可以用双缩脲试剂来鉴定,看是否有紫色反应;也可以用蛋白酶来鉴定,看该物质是否被水解。②还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀,葡萄糖是还原糖,而蔗糖是非还原糖,但蔗糖的分解产物为还原糖。如果两支试管都出现砖红色沉淀,则说明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解,故该物质是能催化蔗糖分解的酶;如果两支试管都不出现砖红色沉淀,则说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解,故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
答案①用双缩脲试剂用蛋白酶处理②两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.验证酶的高效性
(1)设计思路
通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。
(2)设计方案
实验组:反应物+酶溶液→反应速率快(反应用时短)
对照组:等量的同一种反应物+等量无机催化剂→反应速率慢(反应用时长)
实例
【典例2】(2020·湖南雅礼中学调研)某同学设计了以新配制的体积分数为3%的H2O2溶液为反应底物的一组实验,预期实验结果如表所示,请回答下列问题。
组别
1
2
3
4
H2O2
2mL
2mL
2mL
/
FeCl3溶液
/
?
/
/
新鲜的肝
脏研磨液
/
/
2滴
2滴
温度
常温
常温
常温
常温
蒸馏水
1mL
1mL
1mL
1mL
预期实验结果
无明显现象
气泡稍多而小
气泡极多而大
无明显现象
注表中FeCl3溶液和肝脏研磨液的质量分数为3.5%和20%。
(1)本实验的对照组是________(填序号),因变量是________;第2组和第3组比较,实验的自变量是________,第2组中应加入________3.5%的FeCl3溶液。
(2)第1组和第3组比较,可得出的实验结论是
_________________________________________________________________;
第3组比第2组释放的气泡大且多,从作用机理上说,是因为
_______________________________________________________________。
(3)若该同学按照表格完成实验后,发现每个组别的实验现象都不明显,最可能的原因是__________________________________________________,该同学设计第4组实验的目的是______________________________________。
解析(1)分析表格可知,该实验分为4个组别,其中第1组中只加入2mLH2O2溶液,作为对照组。第2组中加入FeCl3溶液,作为无机催化剂,第3组中加入肝脏研磨液,其中含有过氧化氢酶。第2组和第3组比较,自变量是催化剂的种类,加入的催化剂不同,酶促反应的速率就不同,即该实验的因变量是酶促反应速率,可以通过气泡的大小及产生速率来判断。第2组为了保证其他的变量与第3组是一致的,加入FeCl3溶液的量应该跟新鲜的肝脏研磨液一样,也是2滴。(2)第1组和第3组比较,可得出的实验结论是肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用,第2组和第3组比较才能得出酶具有高效性。第3组比第2组释放的气泡大且多,从作用
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