人教版必修1第5章第1節(jié)第2課時(shí)酶的特性學(xué)案

第2課時(shí)酶的特性學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.通過淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解實(shí)驗(yàn),理解某種酶只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。.通過探究溫度和pH對酶活性的影響,提升探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與分析能力。.通過分析溫度和pll影響的曲線，理解溫度和pH對酶活性的影響,提升從曲線中獲取信息的科學(xué)思維能力L運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋酶的功能與其空間結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。（科學(xué)思維）2.通過建立模型的方法,解釋溫度、pH對酶活性的影響，闡明酶的高效性和專一性。（科學(xué)思維）3.合理設(shè)計(jì)探究溫度、pH對醐活性影響的實(shí)驗(yàn)步驟,規(guī)范實(shí)施實(shí)驗(yàn)。（科學(xué)探究）一、酶的高效性和專一性.高效性⑴含義：酶的催化效率是無機(jī)催化劑的10,?10“倍。⑵意義:使細(xì)胞代謝快速地進(jìn)行。.專一性⑴含義:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。⑵意義:使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。二、酶的作用條件較溫和1.酶活性A.實(shí)驗(yàn)①B.實(shí)驗(yàn)②C.實(shí)驗(yàn)③D.實(shí)驗(yàn)④解析:過氧化氫不穩(wěn)定,在高溫下會分解成水和氧氣,不能作為“探究溫度對酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)材料;淀粉酶能促進(jìn)淀粉水解,淀粉酶的活性越高,淀粉水解越快,淀粉遇碘變藍(lán)色,可根據(jù)藍(lán)色褪去的時(shí)間來判斷酶的活性;酶具有專一性,蔗糖酶只能催化蔗糖水解,而對淀粉不起作用；淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應(yīng)。［情境］加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性蛋白酶制劑和堿性脂肪酶制劑等。這些酶制劑不僅可以有效地清除衣物上的污漬,而且對人體沒有毒害作用，并且這些酶制劑及其分解產(chǎn)物能夠被微生物分解,不會污染環(huán)境。所以，加酶洗衣粉受到了人們的普遍歡迎。探究：(1)許多加酶洗衣粉標(biāo)有“請勿用60℃以上的熱水，以免洗衣粉失效”。你能說明其中的理論依據(jù)嗎？提示:溫度過高會影響酶的活性,甚至酶會因高溫而變性失活。⑵過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應(yīng)速率的影響一樣嗎？提示:不一樣，過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高后可恢復(fù)活性。(3)從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)方面分析，應(yīng)如何保存酶？提示:應(yīng)在低溫和適宜pH條件下保存酶。課堂小結(jié)隨堂檢測.如圖曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下,反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。下列據(jù)圖分析正確的是（D）A.增大pH,重復(fù)該實(shí)驗(yàn),A、B點(diǎn)位置都不變B.B點(diǎn)后,升高溫度,酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)c所示變化C.酶量增加后，圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示D.反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素解析：由題干可知，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系，增大pH,酶的活性減弱,A、B點(diǎn)位置都下降;B點(diǎn)后,升高溫度,酶活性降低,反應(yīng)速率下降;酶量增加后,反應(yīng)速率加快,可用曲線c表示；由題圖可知,在曲線AB段反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度呈正相關(guān)，因此限制AB段反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物濃度。2.如圖表示在不同條件下,酶催化反應(yīng)的速率（或生成物量）變化。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（D）A.圖1中虛線可表示酶量增加一倍時(shí),底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系B.圖2中虛線表示增加酉每濃度,其他條件不變時(shí),生成物量的變化示意曲線C.若圖2中的實(shí)線表示F葭的催化效率,則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率D.圖3不能表示在反應(yīng)開始后的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系解析:反應(yīng)開始時(shí)底物濃度高,反應(yīng)速率大,后來底物逐漸被分解,反應(yīng)速率降低，因此圖3可表示在反應(yīng)開始后的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系。3.為了比較甲、乙兩種酶對溫度和pH的耐受程度(即保持活性的范圍)的差異,科研人員進(jìn)行了相關(guān)的研究,結(jié)果如圖。下列說法正確的是(B)A.甲酶對溫度的耐受程度比乙酶大B.在pH為6?7的環(huán)境下,幾乎測不到甲酶活性C.甲酶活性在任何環(huán)境中都比乙酶高D.測定pH對酶活性影響時(shí)溫度應(yīng)設(shè)為20℃解析:從溫度對酶活性影響的曲線分析，乙酶保持活性的溫度范圍大于甲酶,從曲線趨勢看出乙酉每比甲酶的溫度耐受程度大;從pH對醐活性影響的曲線分析,在pH為6?7的環(huán)境下,幾乎測不到甲醐的活性;20C時(shí)甲、乙兩種酶活性都較低,不宜用來測定pH對酶活性的影響。4.某實(shí)驗(yàn)小組要對酶的一些性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證,準(zhǔn)備了以下材料和用具：2%唾液淀粉酶溶液、20%肝臟研磨液、3%FeCh溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%過氧化氫溶液、5%的鹽酸、5%的NaOH溶液、碘液、斐林試劑、蒸偏水、恒溫水浴鍋、冰塊等。請回答下列問題。⑴可選用2%的唾液淀粉酶溶液作為催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶具有專一性,設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，兩組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物應(yīng)分別為。檢驗(yàn)試劑不宜用碘液,理由是。⑵若要驗(yàn)證酶的活性是否受pH的影響,上述所給的材料中的淀粉溶液不宜選為反應(yīng)物,最主要的原因是。解析：（1）研究淀粉酶的專一性，選用的反應(yīng)物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液，由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖,最好用加入斐林試劑水浴加熱,觀察磚紅色是否出現(xiàn)來觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不宜用碘液,理由是其中的蔗糖組無論是否被水解,碘液均無顏色變化。（2）由于酸性條件下淀粉易分解,因此淀粉不能作為探究pH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)材料。答案：（1）3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液其中的蔗糖組無論是否被水解，碘液均無顏色變化（2）淀粉在酸性條件下會被水解(1)含義:酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活性可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。(2)影響酶活性的主要因素:遍度電［四。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。2.溫度和pH對酶活性的影響(1)低溫時(shí),酶活性很低,但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在適宜的溫度下酶的活性會升高，因此,酶制劑適宜在低溫下保存。⑵在最適宜的溫度或pH條件下，酶的活性最高。⑶溫度過高、過酸或過堿時(shí),酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,醐永久失活。(4)溫度和pH對酶活性的影響示意圖①P點(diǎn):最適溫度;Q點(diǎn)：最適叱。②偏離P點(diǎn)或Q點(diǎn),酶的活性隆低。判斷正誤(1)在測定唾液淀粉酶活性時(shí),將溶液pH由3升高到6的過程中，該酶的活性將不斷上升。(X)提示：溶液pH為3時(shí),唾液淀粉酶已失活,升高到6的過程中酶活性不變。⑵探究溫度對酶活性的影響時(shí),將酶與底物溶液在室溫下混合后置于不同溫度下保溫。(X)提示:探究溫度對酶活性的影響時(shí)，將酶與底物溶液置于不同溫度下保溫,然后在相同的溫度下兩者混合。（3）用淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時(shí)，檢測試劑可用碘液也可用斐林試劑。（X）提示:檢測試劑不能用斐林試劑,斐林試劑在使用時(shí)需加熱,會改變自變量。（4）高溫和低溫均能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失去活性。（X）提示:低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。⑸酶的最適pH不會隨溫度改變而改變。（V）⑹纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁。（X）提示:細(xì)菌細(xì)胞壁成分是肽聚糖,不能被纖維素醐降解。探究一酶具有專一性1.閱讀教材P81?82相關(guān)內(nèi)容,并按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，思考，討論，回答下列問題。⑴1號試管有破紅色沉淀生成,2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀,得出的初步結(jié)論是什么？提示：1號試管中淀粉被水解,2號試管中蔗糖沒有被水解。⑵該實(shí)驗(yàn)說明了什么？提示:淀粉酶只催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。⑶肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸,是否說明肽酶沒有專一性？提示:不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),肽酶催化的是一類反應(yīng),也說明其具有專一-性。2,比較過氧化氫酣和Fe*的催化效率，回答下列問題。（4）通過比較1、2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論呢？提示:醐的催化效率比無機(jī)催化劑高,醐具有高效性。⑸如圖表示了未加催化劑、加無機(jī)催化劑、加酶的催化效率曲線圖,請辨析①②③曲線分別表示哪種情況？提示:①加酶;②加無機(jī)催化劑;③未加催化劑。對比法驗(yàn)證酶的專一性⑴設(shè)計(jì)思路:常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行,得出結(jié)論。⑵設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目方案一方案二實(shí)驗(yàn)組對照組實(shí)驗(yàn)組對照組材料同種底物（等量）與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物試齊與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶（等量）現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性L為驗(yàn)證酶的專一性，采用的最佳實(shí)驗(yàn)方案是（C）A.aB.bC.cD.d序號等量的底物分別加入等量的酶分別加入等量的試劑A組B組a麥芽糖葡萄糖麥芽糖酶斐林試劑b蔗糖麥芽糖蔗糖酶斐林試劑c淀粉蔗糖淀粉酶斐林試劑d淀粉蔗糖淀粉酣碘液解析:a中，由于麥芽糖及其水解產(chǎn)物和葡萄糖都是還原糖，因此使用斐林試劑鑒定,A、B兩組都會有磚紅色沉淀生成;b中，麥芽糖為還原糖,蔗糖雖然沒有還原性，但是被蔗糖酶水解后會有還原糖生成，因此也不合理;c中的淀粉和蔗糖都不具有還原性,在淀粉酶的催化下,淀粉水解可生成還原糖,而蔗糖不會被水解，因此可用斐林試劑進(jìn)行檢測；d中淀粉可被淀粉酶催化水解，因此,反應(yīng)完成后,A、B兩組都沒有淀粉存在,用碘液檢測不合理。2.如圖表示的是某種酶作用的模型。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是(D)A.該模型可以解釋酶的專一性B.該模型顯示,酶在反應(yīng)前后質(zhì)和量不變C.a催化d分解為e、fD.a表示酶,該模型可解釋酶的多樣性解析：由題圖可知,a是酶，只能催化d分解為e、f,不能催化b、c分解,揭示了酶作用的專一性；a在反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生改變;該圖中只有一種酶a,不能解釋酶的多樣性。探究二酶的作用條件較溫和1.探究溫度對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案步驟項(xiàng)目試管1試管2試管31加入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2放置在不同溫度環(huán)境中0℃100℃60℃3加入新配制的不同溫度環(huán)境中淀粉酶溶液1mL1mL1mL4反應(yīng)時(shí)間5min5min5min5滴入碘液2滴2滴2滴6觀察結(jié)果變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？實(shí)驗(yàn)是否要保持酶的最適pH條件?pH在該實(shí)驗(yàn)中屬于什么變量？提示:該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度。該實(shí)驗(yàn)需要在酶的最適pH條件下進(jìn)行。pH在該實(shí)驗(yàn)中屬于無關(guān)變量。⑵該實(shí)驗(yàn)的思路如圖所示。為什么要將底物和酶溶液的溫度控制到預(yù)設(shè)的溫度后再混合？提示:嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)的自變量，以免底物與酶接觸時(shí)未達(dá)到預(yù)設(shè)溫度而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力。(3)探究溫度對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，能否用過氧化氫酶催化過氧化氫的分解作為實(shí)驗(yàn)對象？提示:不能,過氧化氫在加熱的情況下會分解。(4)探究溫度對醐活性影響的實(shí)驗(yàn)中，能否用斐林試劑作為檢測試劑？提示:不能。因?yàn)殪沉衷噭┰谑褂脮r(shí)需要水浴加熱,對反應(yīng)溫度形成干擾。.探究pH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案⑸該實(shí)驗(yàn)中，能否將步驟2、3調(diào)換?為什么？步驟操作試管1試管2試管31注入新鮮的肝臟研磨液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸儲水1mL鹽酸1mLNaOH溶液3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀察現(xiàn)象大量氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生提示:不能。若調(diào)換步驟2、3,在調(diào)節(jié)pH之前,試管中已經(jīng)發(fā)生了反應(yīng)，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(6)該實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉的水解做實(shí)驗(yàn),為什么？提示：因?yàn)榈矸勖复呋牡孜镆灰坏矸墼谒嵝詶l件下也會發(fā)生水解反應(yīng),無法排除無關(guān)變量的干擾。.底物和酶的濃度是影響酶促反應(yīng)速率的因素,觀察下面的模型，思考，討論，回答下列問題。⑺甲中酶促反應(yīng)速率隨底物濃度如何變化？甲中當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,酶促反應(yīng)速率不再加快的原因是什么？提示:在其他條件適宜、酷濃度一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,醐促反應(yīng)速率不再增加;不再加快的原因是受到酶數(shù)量和酶活性的限制。(8)分析并描述乙曲線的含義。提示:在底物充足、其他條件都適宜的情況下,酶濃度與酶促反應(yīng)速率呈正相關(guān)。底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響圖甲中0P段酶促反應(yīng)速率的限制因素是底物濃度，而P點(diǎn)之后的限制因素可能為醐濃度或醐活性；圖乙對反應(yīng)底物的要求是底物足量。抑制酶活性的兩個(gè)模型模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點(diǎn),從而降低酶對底物的催化效應(yīng);模型B中的抑制劑和酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合,能改變酶的構(gòu)型，使酶不能與底物結(jié)合,從而使酶失去催化活性。3.圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響，圖乙是將一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麥芽糖積累量隨溫度變化的情況。下列說法中不正確的是(C)A.圖甲中T。表示淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度B.圖甲中,L和n時(shí)淀粉酶的催化效率很低，但對酶活性的影響有本質(zhì)的區(qū)別C.圖乙中L到幾的曲線表明隨溫度的升高,麥芽糖積累量不再增加，酶的活性已達(dá)到最大D.圖乙中A點(diǎn)可能對應(yīng)圖甲中的溫度為T。解析：由題圖可知，圖甲中T。時(shí)淀粉酶的活性最高,所以T。為淀粉酶的最適溫度；圖甲中,Ta時(shí)淀粉酶的催化效率很低是因?yàn)榈蜏叵碌矸勖傅幕钚允艿揭种?Tb時(shí)淀粉酶催化效率很低是因?yàn)楦邷仄茐牧嗣傅目臻g結(jié)