1、- 1 -第 1 节 酶设计实验（二）【自主学习】【学习目标】1. 理解设计实验的基本原则和思路；2. 能说出酶特性相关证明实验的设计思路；【学习重点难点】重点1. 设计实验的基本原则和思路；2. 酶特性相关证明实验的设计思路。难点1.设计实验的基本原则和思路；2.酶特性相关证明实验的设计思路。【方法引导】仔细观察书本的“问题探讨” 、 “思考与讨论” 、 “资料分析”等材料，积极思考、交流，在讨论、探究中解决问题、得出结论、锻炼能力。【基础知识】1酶催化活性的表示方法单位时间内底物的减少量或产物的生成量。2表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
2、(2)酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。3表示酶专一性的曲线4温度、pH 影响酶活性的曲线- 2 -(1)分析图 A、B 可知，在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(2)过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。(3)反应溶液中 pH 的变化不影响酶作用的最适温度，如图 C 所示。5底物浓度酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受
3、到酶数量和酶活性的限制(如图)。6酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比(如图)。【综合提升】一、 设计实验基本思路：1、寻找实验中的变量2、探究实验课题的确定（一般模型：探究 X 对 Y 的影响）3、实验步骤的书写（主要是补充）和结果分析实验步骤三部曲：分组、编号（前测） 施加自变量，控制无关变量（注意材料条件）测量因变量4、数据统计表设计：（注意表格中栏目、数据梯度、单位）5、实验改错：（注意无关变量是否相同，是否有对照、顺序是否合理、检测试剂是否合理）二、课本实验总结：序号 项目 所用方法1. 研究分泌蛋白合成和运输过程 放射性同位素标记（ 3H）2.
4、研究证明细胞膜上蛋白质是运动的 荧光标记（人-鼠细胞）3. 光合作用过程中 C 和 O 元素移动路径 放射性同位素标记（ 18O14C）- 3 -4. 孟德尔发现基因的遗传定律 假说演绎法5. 萨顿提出基因在染色体上的假说 类比推理法6. 摩尔根证明基因在染色体上 假说演绎法7. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 放射性同位素标记（ 35S32P）8. 证明 DNA 的复制方式为半保留复制 放射性同位素标记（ 15N）9. 生长素类似物处理插条的方法 沾蘸法或浸泡法10. 调查植物种群密度的方法 样方法11. 调查活动能力强的动物种群密度的方法 标志重捕法12. 样方法中取样的方法 五点取样
5、法和等距取样法13. 酵母菌种群数量的统计方法 抽样检测法14. 调查土壤中小动物类群丰富度 取样器取样法15. 丰富度的统计方法 记名计算法、目测估计法 【预习自测】1.将发芽后的玉米种子研磨成匀浆、过滤，得到提取液，并按下表步骤操作： 加入淀粉液 加入提取液 水浴温度 水浴时间甲 2 mL 2 mL 20 30 min乙 2 mL 2 mL 40 30 min丙 2 mL 2 mL 100 30 min经上述处理后，各试管分别加入斐林试剂 1 mL，并置于 5065水浴 2 min，试管中液体呈砖红色且颜色由浅到深依次是 ( )A.甲乙丙 B.乙甲丙 C.丙甲乙 D.丙乙甲答案：C2.下列
6、图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，相关叙述正确的是 ( )某酶 试管2 mL 试管2 mL 试管2 mL- 4 -pH 8 8 7温度 60 40 40反应物 2 mL 2 mL 2 mLA.甲物质可能抑制该酶的活性B.该酶比较适合在 40的环境下起作用C.该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高D.该酶在作用 35 min 后便失去活性答案：B3.下列各图表示酶活性与有关因素之间的关系，表示不正确的是 ( )答案：A4.(2009海南高考)酶 A、B、C 是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。化
7、合物甲 化合物乙 化合物丙 化合物丁 酶 酶 酶 现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表：突变体添加物 突变体 a(酶 A 缺陷)突变体 b(酶 B 缺陷)突变体 c(酶 C 缺陷)化合物乙 不生长 不生长 生长化合物丙 不生长 生长 生长由上可知：酶 A、B、C 在该反应链中的作用顺序依次是 ( )A.酶 A、酶 B、酶 C B.酶 A、酶 C、酶 BC.酶 B、酶 C、酶 A D.酶 C、酶 B、酶 A答案：D5.(2010湛江质检)如图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图二的实线表示在温度为a 的情况下生成物量与时间的关系图。则当温度增加一倍时生成物
8、量与时间的关系是 ( )- 5 -A.曲线 1 B.曲线 2 C.曲线 3 D.曲线 4答案：B 【课堂检测】1、 （12 新课标-改）为了探究 6-BA 和 IAA 对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在 MS 培养基中加入 6-BA 和 IAA，配制成四种培养基（见下表） ，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m） ，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n） ，结果如下表。在该实验中，自变量是 ，自变量的取值范围是 。外植体再生丛芽的情况用 表示。无关变量有 。 （写出两点）2、 （12 全国-改）金鱼藻
9、是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示（图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放 O2的微摩尔数表示） 。浓度/mgL -1培养基编号6-BA IAAm/% n/个1 0 76.7 3.12 0.1 77.4 6.13 0.2 66.7 5.340.50.5 60.0 5.0- 6 -该研究探讨了 对金鱼藻 的影响。实验中净光合速率用 表示。3、 （12 天津）黄曲霉毒素 B1（AFB 1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以引起癌变。选取不含 AFB1的饲料和某种实验动物为材料，探究该 AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果见下表。据表回答问题：本
10、实验的两个自变量分别为 。因变量是 ，其观察指标是 。无关变量有 。 （写出两点）4、 （11 江苏）右图为某课题研究小组的实验结果，他们研究的实验课题是： 。- 7 -5、 （10 江苏）某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各 2 份，每份 10g。剪碎后分成两组，一组置于 20、另一组置于-20条件下保存 24h。DNA 粗提取：（略）DNA 检测：（略）结果如右表：该实验课题名称是_ _ 。6、 （11 海南）某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的 3 组某种植物幼苗分别放入 A、B、C 三个完全相同
11、的玻璃钟罩内（如下图所示） ，其中 A 不密封。B、C 密封。B 内培养皿中盛有 Ba（OH） 2溶液，A、C 内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。根据上述实验设计判断，该实验的目的是。 【当堂训练】1、 （10 安徽卷 29）.面对去冬今春我国西南部分地霉菌可以与植物区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性，请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与
12、河沙混合，体积比 9：1） ，大小一致的花盆。方法步骤：每个花盆中放置栽培土 3，并将花盆平均分成 A、B 两组A 组各花盆中 ，B 组各花盆中 。将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培养；6 周后， 处理 10d，每天观察、记录并统计 。2、根据提供的实验材料设计并完成pH对酶活性影响的实验。材料用具：试管、量筒、烧杯、酒精灯、温度计、新鲜唾液、质量分数为 3的可溶性淀粉溶液，- 8 -质量分数为 5的盐酸，质量分数为 5的 NaOH 溶液，清水、碘液。用正确方法完成实验中的一些步骤： （1）第一步：实验至少要取 支洁净的试管，编号 1、2、3 后分别注入 1mL 新鲜唾液。（2）第二
13、步： 。（3）第三步：分别向试管中注入 2mL 淀粉溶液，振荡手将试管下部浸入装有_ 的烧杯中，这样处理的原因是 。（4）第四步：10min 后 。（5）实验结果分析： 。3、某中学小组同学以小鼠为实验材料，探究胰岛素是否有降低血糖的作用。、实验材料和用具：小鼠若干只；普通饲料；适宜浓度的胰岛素；蒸馏水；其他所需条件均满足。、实验目的：探究胰岛素是否有降低血糖的作用。、实验步骤：（1）选取 随机均分为甲、乙两组并每天饲喂 。（2）破坏两组小鼠的 ， 一段时间后测定 。然后甲组小鼠注射适量胰岛素，乙组小鼠注射 。（3）在 条件下半小时后，测定两组小鼠的血糖浓度。、实验结果预期与分析：（至少写出两
14、种情况）如果两组小鼠血糖浓度降低幅度为 ，说明 。如果两组小鼠血糖浓度降低幅度为 ，说明 。、有人觉得该实验中破外手术产生的伤痛可能影响实验结果，认为应当再增加丙组小鼠作为空白对照。请问丙组小鼠应当如何处理？ 4、鹅肝是一种西餐食材，填饲碳水化合物诱导肥肝的生成伴随着血浆胰岛素浓度的升高。（1）胰岛素浓度升高能够促进组织细胞加速 ，从而降低血糖浓度。（2）为探究胰岛素浓度升高对鹅肝细胞蛋白质合成和细胞增殖的影响，研究人员利用不同浓度的胰岛素分别处理体外培养的鹅肝细胞，实验流程及结果如下。- 9 -获得细胞悬浮液需要用酶处理鹅肝组织，培养时需要在培养基中加入 等天然成分，并首先保证被培养的细胞处
15、于 的环境。该实验的自变量是 ，需要测定的样品为 。 实验结果表述如下: 。（拓展题）根据上述实验结果可以得出的结论是 。 【课后拓展】1、为探究不同浓度的生长素对植物不同器官生长的影响。某同学进行了以下实验：将燕麦幼苗的胚根及芽末端 4mm 切去，再将剩余的 10mm 的胚根及胚芽每 10 条一组分别放入保持在 25的不同浓度的生长素溶液中 2 天。 （生长素溶液的浓度单位为 molL1，浓度分别为1013 、10 12 、10 11 、10 10 、10 9 ）请回答下列问题：（4） 、请你设计一个用于记录观察结果的表格。2、通过预实验得知两种酶的适宜温度在 2030之间，为进一步探究两种
16、酶的最适温度及催化能力，某同学以 2为温度梯度设计了如下的实验记录表格。探究石油降解酶及石化酶的最适温度和催化能力实验记录表石油降解酶指出表中的三处错误： 。 。 。3、某活动小组用大豆作实验材料进行如下实验，请根据具体实验内容分析回答：（1） 、大豆种子在萌发过程中，有机物的种类和含量如何变化？ 。（2） 、用培养液培养大豆苗，很快植物出现了萎蔫现象，其原因可能是 ，可采用 措施，使植物正常生长。（3） 、大豆苗在光下培养一段时间后，基部叶片变黄，活动小组的学生在培养液中添加了一定温度2 天后石油含量（g/kg 污泥）酶- 10 -量的尿素，结果上述缺素症状仍存在，由此推测植物缺少的元素最可
17、能 。（4） 、为探究 CO2是光合作用的原料，某学们设计实验装置如右图，实验步骤为：直接将该装置放在光下照射，几小时后，将摘下的叶片放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热脱色，再将叶片漂洗后放在培养皿里，向叶片滴加碘液，观察叶片颜色的变化。请改正该实验设计中的两处错误。 ； ；实验专题突破参考答案一、 寻找实验中的变量1、IAA 浓度， 00.5mgL -1。 再生丛芽外植体的比率（m）及其上的丛芽平均数（n） 。 无关变量：外植体的数量（生长情况） 、外植体的品种、IAA 的使用剂量、培养时间等2、光照强度、CO 2浓度、PH 值 净光合速率 O2 的释放速率3、自变量：AFB1 的有无、AFB1
18、 解毒酶的含量。 因变量：AFB 1解毒酶的解毒效果 肝脏 AFB1残留量无关变量：实验动物的数量（发育情况） 、饲养时间、饲料的量二、探究实验课题的确定1、探究不同浓度的激素类似物甲和激素类似物乙对月季插条生根数（情况）的影响。2、探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响3、探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响三、实验步骤的书写（主要是补充）和结果分析1、接种等量的摩西球囊霉菌菌种 不接种 适宜且相同（4）干旱 紫花苜蓿死亡率或存活率或存活天数2、参考答案2。(1)三只 (2)分别向 1、2、3 号试管中注入 1mL 盐酸溶液，1mL NaOH 溶液，1mL 清水 (3
19、)35温水；酶的催化作用需要适宜的温度 (4)取出试管，分别滴入 1 滴碘液并摇匀 (5)1、2 号试管变蓝，淀粉未被分解，因为过酸过碱的环境都会影响唾液淀粉酶的活性，3 号试管不变蓝，淀粉已被分解3、 （1）身体健康、发育正常、体重相同的小组若干 等量的普通饲料（2）胰岛组织 两组小鼠的血糖浓度 等量的生理盐水（3）相同且适宜 度基本相同，说明胰岛素不具有降低血糖作用。- 11 -甲组明显大于乙组，说明胰岛素具有降低血糖作用。、丙组小鼠不破坏胰岛组织，只进行假手术，并注射等量生理盐水。4、 （1）摄取、利用、储存葡萄糖（2）胰蛋白酶 血清（血浆） 无菌、无毒 胰岛素浓度 30在一定范围内，随
20、着胰岛素浓度的升高，鹅肝细胞总蛋白浓度和总 DNA 含量逐渐提高。（在一定范围内， ）胰岛素浓度升高对鹅肝细胞蛋白质合成和细胞增殖起到促进作用。四、数据统计表设计：生长素溶液的浓度（molL 1 ）2 天后的平均长度器官种类 （mm）1013 1012 1011 1010 109 108胚根胚芽五、实验改错：1、 （3）没有标明具体的温度 温度设置少一列 缺少对石化酶的记录（顺序可颠倒）2、 （1） 、有机物的种类变多，有机物总量减少 （2） 、培养液过浓，植物细胞失水 加水稀释培养液 （3） 、Mg （4） 、将实验装置放在暗室内饥饿，消耗掉叶片内储藏的有机物，再转移到光下照射 应设对照实验，对照实验的装置需在玻璃罩内放一小杯 NaOH 溶液，其他与实验组的装置及处理方式相同
