题目内容
10.某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究温度对酶活性的影响”后,想进一步探究在一个小区间内的两个温度t1、t2(t1<Tm<t2)条件下的酶的活性,他们进行了如下实验:取4支试管,编号A、B、C、D,向A、B两试管中各加5mL 5%的淀粉溶液,向C、D两试管中各加入2mL淀粉酶溶液,将试管A、C和试管B、D分别置于温度为t1、t2的恒温水浴中保温10min,然后将C、D两试管中的溶液分别加到A、B两试管中,摇匀后继续在各自的恒温水浴中保温10min.请分析回答:(1)图示中Tm为酶的最适温度,该实验的自变量是温度.实验中需控制的无关变量主要有pH、淀粉溶液的量、淀粉酶的浓度等(写出两种即可).
(2)利用提供的U形管(已知溶液中的淀粉及其分解产物不能通过U形管底部的半透膜)继续完成探究实验.
实验步骤:
①从试管A、B中取等量的溶液,分别倒入U形管的A、B两侧并标记液面高度;
②一段时间后观察两侧)液面的变化.
实验结果预测和结论:
①如果A侧液面上升,B侧液面下降,则温度为t1时淀粉酶的活性强;
②如果A侧液面下降,B侧液面上升,则温度为t2时淀粉酶的活性强;
③如果A、B两侧液面高度相同,则温度为t1、t2时淀粉酶的活性相同.
分析 无关变量是对实验结果有影响,但是不是该实验要研究的量,一般无关变量要遵循等量性原则;酶的活性越高,分解淀粉产生的溶液摩尔浓度越大,U形管中液面越高.
解答 解:(1)分析图示可知:图示1中Tm为酶的最适温度.实验的自变量是根据实验目的:“探究温度对酶活性的影响”来设定的,该实验的自变量是温度,实验中需控制的无关变量主要有淀粉溶液的浓度和量、酶的量、PH值等.
(2)①此渗透装置可以看出U形管的A、B两侧哪边摩尔浓度大,从试管A、B中取等量的溶液,分别倒入U形管的A、B两侧并标记液面高度.
②一段时间后观察U形管的A、B两侧液面的变化.
实验结果预测和结论:
①如果A侧液面高于B侧,则温度为t2时淀粉酶的活性强;
②如果A侧液面低于于B侧,则温度为t2时淀粉酶的活性强;
③如果A侧液面高度等于B侧,则温度为t2、t1时淀粉酶的活性一样强.
故答案为:
(1)最适温度 温度 pH、淀粉溶液的量、淀粉酶的浓度等
(2)实验步骤:
①等量 ②(两侧)液面
实验结果预测和结论:
①A侧液面上升,B侧液面下降
②A侧液面下降,B侧液面上升
③如果A、B两侧液面高度相同,则温度为t1、t2时淀粉酶的活性相同
点评 本题考查与酶相关的探究实验,意在考查考生的识记能力和能理解所学知识要的能力;能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤.
练习册系列答案
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20.下列观点中不符合现代生物进化理论的是( )
| A. | 共同进化导致生物多样性的形成 | |
| B. | 基因频率的改变标志着新物种的产生 | |
| C. | 外来物种入侵能改变生物进化的速度和方向 | |
| D. | 地理隔离阻碍了不同种群间基因的自由交流 |
18.阅读材料:
材料1:“温度对唾液淀粉酶活性影响”的实验:将盛有2mL唾液淀粉酶溶液的试管和盛有2mL可溶性淀粉溶液的试管编为一组,共四组.在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一组,维持各自的温度5min.然后,将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后继续放回原来的温度下保温.
材料2:在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图Ⅰ所示.酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子.竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图Ⅱ、Ⅲ所示.

材料3:科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构想.在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:
(注:Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置)
(1)根据材料1回答下列问题:
①记录实验的起始时间从淀粉酶与淀粉混合时开始.再每隔1min,取一滴混合液滴在盛有碘液的点滴板上进行观察,记录每种混合液蓝色消失的时间.通过比较混合液中淀粉(物质)消失所需时间的长短来推知酶的活性.
②温度对酶活性的影响主要体现在两个方面.其一,随温度的升高会使酶与底物接触的机会增多,反应速率变快.其二,因为大多数酶是蛋白质,本身随温度升高而发生分子结构(空间结构)的改变,温度升到一定程度,酶将完全失活.这两种作用叠加在一起,使酶促反应在某一温度下最快,这一温度就是该酶的最适温度.
(2)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯甲二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用.此类药品作用于癌细胞分裂周期的间期,它的作用机制与材料2中的图Ⅲ相符.
(3)从材料3中可以看出溶菌酶热稳定性的提高是通过改变半胱氨酸的位置、数目和增加二硫键的数目得以实现的.
材料1:“温度对唾液淀粉酶活性影响”的实验:将盛有2mL唾液淀粉酶溶液的试管和盛有2mL可溶性淀粉溶液的试管编为一组,共四组.在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一组,维持各自的温度5min.然后,将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后继续放回原来的温度下保温.
材料2:在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图Ⅰ所示.酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子.竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图Ⅱ、Ⅲ所示.
材料3:科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构想.在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:
| 酶 | 半胱氨酸(Cys) 的位置和数目 | 二硫键数目 | Tm/℃ |
| 野生型T0溶菌酶 | Cys51,Cys97 | 无 | 41.9 |
| 突变酶1 | Cys21,Cys143 | 1 | 52.9 |
| 突变酶2 | Cys3,Cys9,Cys21,Cys142,Cys164 | 3 | 65.5 |
(1)根据材料1回答下列问题:
①记录实验的起始时间从淀粉酶与淀粉混合时开始.再每隔1min,取一滴混合液滴在盛有碘液的点滴板上进行观察,记录每种混合液蓝色消失的时间.通过比较混合液中淀粉(物质)消失所需时间的长短来推知酶的活性.
②温度对酶活性的影响主要体现在两个方面.其一,随温度的升高会使酶与底物接触的机会增多,反应速率变快.其二,因为大多数酶是蛋白质,本身随温度升高而发生分子结构(空间结构)的改变,温度升到一定程度,酶将完全失活.这两种作用叠加在一起,使酶促反应在某一温度下最快,这一温度就是该酶的最适温度.
(2)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯甲二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用.此类药品作用于癌细胞分裂周期的间期,它的作用机制与材料2中的图Ⅲ相符.
(3)从材料3中可以看出溶菌酶热稳定性的提高是通过改变半胱氨酸的位置、数目和增加二硫键的数目得以实现的.
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