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(共34張PPT)
第1節(jié)　降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
素能提升課2　科學(xué)探究中的變量控制與對(duì)照實(shí)驗(yàn)
第5章　細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
提升點(diǎn)1　科學(xué)探究中的變量控制
01
提升點(diǎn)2　對(duì)照實(shí)驗(yàn)
02
謝謝觀看 THANK YOU!
我仰
h
團(tuán)結(jié)守紀(jì)勤學(xué)春
空白
對(duì)照
不給對(duì)照組以任何處理因素
自身
對(duì)照
鞋
對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行
實(shí)
相互
對(duì)照
不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互
型
條件
對(duì)比
對(duì)照
給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理
是作為對(duì)照意義的
淺仰芹　科學(xué)探究中的變量控制
1．實(shí)驗(yàn)中的變量：實(shí)驗(yàn)過程中的變化因素。
2．實(shí)驗(yàn)中的變量分析
　↓
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：改變實(shí)驗(yàn)因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
　　　　　　(自變量)　　 　(因變量)
3．變量的特點(diǎn)及控制
1．酶在細(xì)胞代謝中具有重要作用。下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最合理的是(　　)
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 研究課題 選用材料與試劑
實(shí)驗(yàn)1 驗(yàn)證蛋白酶的催化作用 稀釋蛋清液、新鮮蛋白酶溶液、雙縮脲試劑
實(shí)驗(yàn)2 探究溫度對(duì)酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑
實(shí)驗(yàn)3 驗(yàn)證酶具有催化作用 新制的蔗糖酶溶液、新鮮的蔗糖溶液、斐林試劑
實(shí)驗(yàn)4 驗(yàn)證酶的專一性 淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、碘液
A．實(shí)驗(yàn)1　　B．實(shí)驗(yàn)2　　C．實(shí)驗(yàn)3　　D．實(shí)驗(yàn)4
C　[蛋白酶也是蛋白質(zhì)，因此實(shí)驗(yàn)1在“驗(yàn)證蛋白酶的催化作用”中不能用雙縮脲試劑檢測(cè)，A錯(cuò)誤；斐林試劑與還原糖的反應(yīng)需要水浴加熱，加熱會(huì)影響自變量，因此實(shí)驗(yàn)2在“探究溫度對(duì)酶活性影響”的實(shí)驗(yàn)中不能用斐林試劑檢測(cè)還原糖的產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)3“驗(yàn)證酶具有催化作用”中可以用新制的蔗糖酶溶液、新鮮的蔗糖溶液、斐林試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，C正確；淀粉酶能催化淀粉分解為麥芽糖(為還原糖)，但不能催化蔗糖的分解，實(shí)驗(yàn)4在“驗(yàn)證酶的專一性”中，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液，碘液可以檢測(cè)淀粉是否被分解、但不能檢測(cè)蔗糖是否被分解(應(yīng)該選用斐林試劑)，D錯(cuò)誤。]
2．某生物實(shí)驗(yàn)小組在探究酶的專一性時(shí)，按照以下表格的操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析表格數(shù)據(jù)，完成有關(guān)問題：
試管操作　　　　　　 ① ② ③
pH為6.8的緩沖液(mL) 1 mL a 1 mL
淀粉溶液(mL) 2 mL 2 mL b
淀粉酶溶液(mL) 1 mL
蔗糖酶溶液(mL) 1 mL
反應(yīng)溫度 37 ℃
碘液 2 mL
顏色及現(xiàn)象 變藍(lán) 不變藍(lán) 變藍(lán)
(1)請(qǐng)分析本實(shí)驗(yàn)的變量：
①自變量：________________；
②因變量：________________；
③無(wú)關(guān)變量：________________等。(填兩項(xiàng)即可)
(2)無(wú)關(guān)變量的控制：表格中的序號(hào)a和b各代表的含義是________________________、________________________，試總結(jié)實(shí)驗(yàn)中無(wú)關(guān)變量的控制原則是______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的分析：說明淀粉酶對(duì)淀粉有水解作用的兩組實(shí)驗(yàn)是________，說明蔗糖酶不能水解淀粉的兩組實(shí)驗(yàn)是________，證明酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)是________。
[解析]　(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究酶的專一性，由表格可知，由淀粉酶和蔗糖酶催化淀粉水解，所以自變量是酶的種類，因變量是淀粉是否水解，通過是否出現(xiàn)藍(lán)色來(lái)進(jìn)行觀測(cè)。實(shí)驗(yàn)中可以影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其他變量有溫度、pH、酶的量、淀粉溶液的量等，屬于無(wú)關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜。
(2)根據(jù)無(wú)關(guān)變量相同且適宜原則，a應(yīng)為1 mL、pH為6.8的緩沖液；b應(yīng)為2 mL淀粉溶液。
(3)通過①與②可以證明淀粉酶能催化淀粉水解；通過①和③能證明蔗糖酶不能催化淀粉水解，而通過①②③可以證明淀粉只能被淀粉酶催化水解，從而證明酶具有專一性。
[答案]　(1)①酶的種類　②淀粉是否水解　③溫度、pH、酶的量、淀粉溶液的量(填兩項(xiàng)即可)
(2)1 mL　2 mL　相同且適宜
(3)①②　①③　①②③
3．植物細(xì)胞受損后通常會(huì)釋放出酚氧化酶，使無(wú)色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)。例如，切開的馬鈴薯放置一會(huì)兒后表面會(huì)變色，就是酚氧化酶引起酶促褐變?cè)斐傻摹Ｕ?qǐng)據(jù)資料分析回答：
試管 ①酚氧化酶提取液的處理 ②加入緩沖液 ③加入酚類底物 實(shí)驗(yàn)后的顏色
A 不做處理 2 mL 2 mL 褐色
B 加入蛋白酶10分鐘 2 mL 2 mL 無(wú)色
C 加入三氯乙酸(強(qiáng)酸)10分鐘 2 mL 2 mL
(1)酚氧化酶與酚類底物分別儲(chǔ)存在細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)中。能實(shí)現(xiàn)這樣的分類存放是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)具有________系統(tǒng)，組成該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有的功能特性是________。酚氧化酶具有催化作用的機(jī)理是酶能夠___________________________。
(2)把含有酚氧化酶的提取液做如上表的處理，試管A、B對(duì)照，說明酚氧化酶的化學(xué)本質(zhì)是________，可用____________試劑檢測(cè)。推測(cè)實(shí)驗(yàn)后，試管C中的顏色是________，因?yàn)開___________________________。步驟②中加入緩沖液的作用是_________________________________________________________。
[解析]　(1)酚氧化酶與酚類底物分別儲(chǔ)存在細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)中，能實(shí)現(xiàn)分類存放，是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)具有生物膜系統(tǒng)，組成該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有的功能特性是選擇透過性。酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)酚氧化酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測(cè)。該實(shí)驗(yàn)的自變量是對(duì)酚氧化酶提取液的不同處理(不處理、加入蛋白酶、加入三氯乙酸)，因變量為酶是否失活。酚氧化酶提取液經(jīng)強(qiáng)酸處理后會(huì)使酶失去活性，因此試管C中的顏色是無(wú)色。緩沖液的作用是維持適宜的酸堿度。
[答案]　(1)生物膜　選擇透過性　降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
(2)蛋白質(zhì)　雙縮脲　無(wú)色　強(qiáng)酸使酶失活　維持適宜的酸堿度
　對(duì)照實(shí)驗(yàn)
1．含義：除作為自變量的因素外，其余因素(無(wú)關(guān)變量)都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。
2．對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類型
1．將甲、乙兩種植物的成熟細(xì)胞(體積大小相同)置于不同濃度的溶液中，5 min后鏡檢發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離情況如表，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
0.15 g/mL 0.20 g/mL 0.25 g/mL 0.30 g/mL
甲 — 初始分離 分離明顯 分離明顯
乙 — — 初始分離 分離明顯
A．本實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，通過改變細(xì)胞外溶液濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
B．植物甲細(xì)胞液的濃度約為0.20 g/mL，此時(shí)植物甲細(xì)胞原生質(zhì)體的體積大于植物乙細(xì)胞
C．植物甲細(xì)胞液的濃度小于植物乙細(xì)胞液的濃度
D．外界溶液濃度為0.15 g/mL時(shí)，這兩種細(xì)胞的體積明顯大于實(shí)驗(yàn)前的初始體積
C　[本實(shí)驗(yàn)將甲、乙兩種植物的成熟細(xì)胞分別放入4種不同濃度的溶液中，共設(shè)置了8個(gè)實(shí)驗(yàn)組，而不是甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，A錯(cuò)誤；細(xì)胞外溶液濃度為0.20 g/mL時(shí)，植物甲細(xì)胞質(zhì)壁初始分離，說明甲細(xì)胞液濃度略小于0.20 g/mL，此時(shí)甲細(xì)胞略微失水，原生質(zhì)體已發(fā)生收縮，而乙細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離，因此植物甲細(xì)胞原生質(zhì)體的體積小于植物乙細(xì)胞，B錯(cuò)誤；細(xì)胞外溶液濃度為0.25 g/mL時(shí)，植物甲細(xì)胞質(zhì)壁分離明顯，而植物乙細(xì)胞才開始發(fā)生質(zhì)壁分離，說明植物甲細(xì)胞液的濃度小于植物乙細(xì)胞液的濃度，C正確；外界溶液濃度為0.15 g/mL時(shí)，甲、乙細(xì)胞可能都在吸水，但由于細(xì)胞壁的伸縮性很小，故即使吸水細(xì)胞體積也不會(huì)明顯增大，D錯(cuò)誤。]
2．為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某同學(xué)設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如圖所示。在37 ℃水浴中保溫一段時(shí)間后，1、2號(hào)試管中加入適量雙縮脲試劑，3、4號(hào)試管中不加任何試劑，下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是(　　)
實(shí)驗(yàn)①　　　　　實(shí)驗(yàn)②
A．實(shí)驗(yàn)②　　 B．實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都能
C．實(shí)驗(yàn)① D．實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②都不能
A　[雙縮脲試劑檢測(cè)的是蛋白質(zhì)，蛋白酶也是蛋白質(zhì)，故實(shí)驗(yàn)①無(wú)法從化學(xué)特性上達(dá)到目的，只能考慮物理特性，如蛋白塊變小或消失，實(shí)驗(yàn)②可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹
3．不良環(huán)境能使植物體內(nèi)酶活力下降，酶活力降低的程度可作為衡量植株耐受性的重要指標(biāo)。為探究不同植物葉片對(duì)汽車尾氣的耐受能力，研究人員將兩年生的香樟和杜鵑分別置于密閉氣室中，用相同濃度的汽車尾氣處理16 h，取葉片研磨后獲得葉片研磨液。用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)測(cè)定4次，每次向錐形瓶中加入2 mL葉片研磨液后均測(cè)定5 min內(nèi)的氣體收集量，結(jié)果如表(單位：mL)。請(qǐng)回答下列問題：
植物 次數(shù)
第1次 第2次 第3次 第4次 平均
香樟 對(duì)照組 2.1 2.0 2.2 2.1 2.1
實(shí)驗(yàn)組 1.6 1.45 1.5 1.35 1.48
杜鵑 對(duì)照組 3.0 2.8 2.9 2.9 2.9
實(shí)驗(yàn)組 1.8 1.9 2.0 1.9 1.9
(1)本實(shí)驗(yàn)用氣體產(chǎn)生量衡量酶活力的原因是________________________。對(duì)照組的處理方式是__________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)每次實(shí)驗(yàn)均統(tǒng)計(jì)相同時(shí)間內(nèi)氣體收集量，目的是_____________________
______________________________________________________________，每種實(shí)驗(yàn)材料均進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)的目的是_______________________________________
___________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)汽車尾氣污染耐受力較強(qiáng)的植物是________，判斷的理由是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析]　(1)本實(shí)驗(yàn)用氣體產(chǎn)生量衡量酶活力的原因是酶活力越高，催化過氧化氫分解速率越快，氣體產(chǎn)生量越多，實(shí)驗(yàn)組的處理方式是將兩年生的香樟和杜鵑分別置于密閉氣室中，用相同濃度的汽車尾氣處理16 h，對(duì)照組的處理方式是將生理狀況相似的香樟或杜鵑在不含汽車尾氣的密閉氣室中放置16 h。
(2)每次實(shí)驗(yàn)均統(tǒng)計(jì)相同時(shí)間內(nèi)氣體收集量，目的是避免時(shí)間差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，每種實(shí)驗(yàn)材料均進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)的目的是重復(fù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算平均值，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：相同濃度的汽車尾氣處理后，香樟5 min內(nèi)的氣體收集量變化幅度較小，說明香樟過氧化氫酶活力下降的相對(duì)幅度較小，故對(duì)汽車尾氣污染耐受力較強(qiáng)的植物是香樟。
[答案]　(1)酶活力越高，催化過氧化氫分解速率越快，氣體產(chǎn)生量越多　將生理狀況相似的香樟或杜鵑在不含汽車尾氣的密閉氣室中放置16 h
(2)避免時(shí)間差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響　重復(fù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算平均值，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性
(3)香樟　相同濃度的汽車尾氣處理后，香樟過氧化氫酶活力下降的相對(duì)幅度較小
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