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1、第3讲 与酶的特性有关的实验探究1.探究影响酶活性的因素（1)归纳对照实验设计的一般环节 (2)指出本实验中的自变量和无关变量(3)指出本实验中的因变量及其检测指标 （4)归纳实验设计应遵循的原则1.酶的高效性的实验探究酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效应更高。以e3+和过氧化氢酶催化H2O2分解为例：变量分析:实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为变化的变量称为自变量。随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。实验过程中也许还会存在某些可变因素，对实验成果导致影响，这些变量称为无关变量。对于自变量，要操纵其变化，对于因变量要观测或测量其变化，对于无关变量要加以控制，做到相似且合适。
2、根据这一实验，我们可以总结和理解实验设计的原则：1、科学性原则:所谓科学性，是指实验目的要明确,实验原理要对的，实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验措施的拟定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其她学科领域的基本原则。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。科学性原则：涉及实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验措施的科学性、实验成果解决的科学性。实验原理的科学性实验原理是实验设计的根据，也是用来检查和修正实验过程中失误的根据,因此它必须是经前人总结或经科学检查得出的科学理论。实验材料选择的科学性根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料,是保证明验达到预期
3、成果的核心因素之一。如孟德尔选择豌豆为实验材料，“还原性糖鉴定实验”中以苹果或雪梨细胞组织液为材料，以及“植物细胞质壁分离与复原”实验中以紫色洋葱为实验材料等实验都是某些典型的成功选材的范例。实验措施的科学性只有科学而严谨的实验措施,才干得出对的而可靠的实验成果。如在光合伙用强度的检测实验中用绿光灯照射可当作是黑暗条件，在鉴定光合伙用产物实验中，要对植物进行饥饿解决。实验成果解决的科学性对于实验过程中得到的某些数据,现象或其他信息,不能简朴解决,应一方面整顿后仔细分析，找出它们所可以透露给我们的最大信息量。2.对照性原则：科学、合理的设立对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。实
4、验中的无关变量诸多(同一种实验成果也许会被多种不同的实验因素所引起),必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验成果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效措施。（）如何设立对照实验：所谓对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设立的对的与否，核心就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：所有用生物材料要相似：所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相似或至少大体相似。所用实验器具要相似:试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全同样。所用实验试剂要相似:试剂的成分、浓度、体积要相似。特别要注意体积上等量
5、的问题。所用解决措施要相似如:保温或冷却：光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种解决对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但最佳还是要作同样的解决。（2)设立对照组有4种措施：空白对照：即不给对照组做任何解决。例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉水解”的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只加了等量的蒸馏水,起空白对照。条件对照：即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验解决因素。这种对照措施是指不管实验组还是对照组的对象都作不同条件的解决,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证明验结论的对的性。自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再此外设立对照组，例如“质壁分离与
6、复原”实验。自身对照简便，但核心要看清晰实验解决前后的现象及变化差别。互相对照(对比):不单独设立对照组,而是几种实验互相为对照。即实验与对照在同一对象上进行。这种措施常用于等组实验中。“植物向光性”实验中,运用若干组燕麦胚芽的不同条件解决的实验组之间的对照，阐明了生长素与植物生长弯曲的关系。本实验用的就是互相对照,也称对比实验。3.单因素变量原则单因素变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有一种变量，只有这样当实验组和对照组浮现不同成果时，才干拟定导致这种不同成果的因素肯定是这个变量导致的,从而证明实验组所给实验因素的作用,因此在设计对照组实验时一方面要拟定变量并加以对的设立，所要验证的中
7、心条件即为变量。如要验证光合伙用需要光则应将光作为变量;要验证光合伙用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。等量性原则等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验成果有影响的无关变量必须严格控制等量即相似，以平衡和消除无关变量对成果的影响,需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时,不仅要等量，并且是在合适条件下的等量,常态条件下的等量。如在摸索对酶活性影响的实验中,单一变量是H，除PH之外的其她一切对酶活性有影响的无关变量不仅要严格控制等量,并且要合适的量,如对温度的控制不仅要相似,并且要合适,即要予以酶活性所需的合适的温度,而不能控制在低温或高温条件下的等量。2.酶的专一性的实验探究设计方案
8、.温度对酶活性的影响的实验探究环节项目试管试管试管试管2试管3试管1加入可溶性淀粉溶液mL2 L mL加入新配制的-淀粉酶溶液1 mL1 mL mL3放置在不同温度环境中00001060604淀粉溶液与淀粉酶溶液混合混合混合混合5完毕反映5min5min5 min6滴入碘液2滴2滴2滴7观测成果变蓝变蓝不变蓝思考:(1）为什么不适宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解?（)为什么不选用斐林试剂进行检测?4.pH对酶活性的影响的实验探究环节项目试管1试管试管3注入等量过氧化氢酶溶液2滴滴2注入不同H的溶液 L蒸馏水 m盐酸mLaH溶液3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL m4观测现象有大量气泡产生
9、几乎无气泡产生几乎无气泡产生思考:(1）为什么不选用淀粉酶催化淀粉的水解1.酸会使淀粉水解,影响实验成果。2.碘会和NAOH反映，C(OH）会和HCl反映影响实验成果的检测。（2）环节2和环节3能不能颠倒顺序？根据上述两个实验总结此类实验的操作环节。第一,分组、编号，加底物；第二，自变量解决;第三，等量解决（加酶、加检测试剂等);第四,观测记录实验数据和现象；第五,分析成果,得出结论。【例1】(江苏卷，8)过氧化物酶能分解O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中与否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列有关论述对的的是（)管号1%焦性没食子酸mL2%2O/mL缓冲液/m过氧化物酶溶液/白菜
10、梗提取液/L煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1-222-2322-422-2.号管为对照组,其他不都是实验组B2号管为对照组，其他都为实验组.若3号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色，表白白菜梗中无过氧化物酶【例2】(全国课标卷，)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是（)A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量【例】(全国卷)某同窗为了探究
11、pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验环节:在A、C、E 5支试管中分别加入H5.0、6、0、.0、9.0的合适浓度缓冲液5 mL,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1m。各试管中分别加入合适浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入7恒温水浴中,保温时间相似且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。观测各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适H。上述实验环节中有2处错误,请改正并阐明改正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、p梯度以及实验反复次数),以便实验能得到对的的预期成果。(1)_。(2)_。【例】(课标，29)已知大麦在萌发过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤
12、霉素)溶液解决大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同窗做了如下实验:试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验环节实验成果环节1环节2111带胚2保温24 h后清除种子,在各试管中分别加入1m淀粉液25保温0 min后各试管中分别加入1 m碘液，混匀后观测溶液颜色深浅+201去胚+3.20.去胚+40.06去胚50.410.6不加种子+注:实验成果中“”越多表达颜色越深,表中液体量的单位均为mL。回答问题：（)淀粉酶催化_水解可生成二糖，该二糖是_。（2）综合分析试管1和的实验成果,可以判断反映后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_,这两支试管中淀粉量不同的因素是_ _。(3)综合分析试管2、3和5的实验成果,阐明在该实验中GA的作用是_。（4)综合分析试管2、3和4的实验成果,阐明_。【本讲答案】1.2.C. (1)中0应改为。由于人唾液淀粉酶作用的最适温度为37(2）在观测各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。由于在高温条件下斐林试剂与还原糖反映显色4. （1）淀粉 麦芽糖（2)少 带胚的种子保温后可以产生淀粉酶,使淀粉水解()诱导种子生成-淀粉酶(4)GA浓度高对-淀粉酶的诱导效果好
