浙科版（2023）生物必修一 第三章第二節(jié)課時2 探究影響酶催化功能的因素課件（共34張PPT）

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課時2探究影響酶催化功能的因素

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1

一、pH對酶活性的影響

1.典型曲線

2.曲線解讀

(1)酶通常在一定的pH范圍內(nèi)才起作用,而且在某一pH下作用最強,該pH稱為。

(2)在一定pH范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶的活性逐漸增強,酶促反應(yīng)速率逐漸加快;在時,酶的活性最大,酶促反應(yīng)速率最快;超過最適pH,隨著pH的升高,酶的活性逐漸,酶促反應(yīng)速率逐漸。

(3)不同酶的最適的pH范圍可能很窄,也可能較寬,這取決于

。

最適pH

最適pH

減弱

減慢

不同酶的特性

二、溫度對酶活性的影響

1.典型曲線

2.曲線解讀

(1)酶促反應(yīng)都有一個溫度,在此溫度以上或以下,酶活性均會下降。

(2)溫度對酶促反應(yīng)的影響有兩個方面:

①溫度升高,反應(yīng)物分子具有的能量增加,反應(yīng)速度加快,如圖示中曲線所示。

最適

a

②溫度影響酶的空間結(jié)構(gòu),溫度升得越高,酶變性的速率越快,升到一定溫度,酶將完全失活,如曲線所示。

③a、b所示的作用疊加在一起,使得酶催化的反應(yīng)表現(xiàn)出最適溫度,如曲線所示。

b

c

當(dāng)人發(fā)燒時會感到全身不適、無力、食欲不振,如果持續(xù)高燒就會休克甚至有生命危險。人發(fā)燒時為何食欲不振

提示:高溫使體內(nèi)的酶,包括消化酶活性降低,消化能力減弱,所以食欲不振。

三、其他影響因素

、重金屬離子、酶的和抑制劑等都會影響酶的活性。

四、探究影響酶催化功能的因素——pH對過氧化氫酶的影響

1.實驗原理

(1)過氧化氫酶能夠催化過氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣,通過檢測

的變化可反映酶催化速率的強弱。

(2)不同的pH能影響酶的活性,在pH條件下酶的催化效率最高。

有機溶劑

激活劑

氧氣

最適

2.實驗裝置

(1)甲表示反應(yīng)前的狀態(tài),浸過肝臟勻漿的濾紙片不與H2O2溶液接觸。

(2)乙表示旋轉(zhuǎn),使浸過肝臟勻漿的濾紙片與H2O2溶液接觸,倒置的量筒收集氣體。

反應(yīng)小室

3.實驗步驟

(1)安裝裝置。

①乙裝置的中加水至快滿為止。

②將大小相同的8片濾紙片在中浸泡1min,用鑷子夾起濾紙片貼靠在培養(yǎng)皿壁上,待多余的勻漿流盡后,貼在甲反應(yīng)小室的內(nèi)壁上。

③向反應(yīng)小室中加入2mL、2mL3%的過氧化氫溶液,將小室塞緊。

④將裝置按圖乙所示進行組裝。

水槽

新鮮肝臟勻漿

pH緩沖液

(2)反應(yīng)與氣體收集。

①將反應(yīng)小室小心旋轉(zhuǎn)180°,使過氧化氫溶液與

接觸,并開始計時。

②每隔30s讀取量筒中水平面的刻度1次,共進行4次,并記錄結(jié)果。

(3)利用該裝置進行其他pH的檢測(特別提醒:每次檢測之前需要反應(yīng)小室,再重復(fù)上述實驗過程)。

濾紙片

反復(fù)沖洗

4.實驗結(jié)果

緩沖液pH5.0pH6.0pH7.0pH8.0

收集的氣體體積(mL)0.5min

1min

1.在探究pH對酶活性的影響中,若將反應(yīng)體系的pH從1.0逐漸連續(xù)升高到12.0,則H2O2酶的活性不會發(fā)生改變,其原因是什么

提示:在pH為1.0的強酸條件下H2O2酶已變性失活。

2.能否利用探究pH對過氧化氫酶的影響實驗的試劑、材料、裝置等探究不同溫度對酶促反應(yīng)速率的影響并說明理由。

提示:不能。因過氧化氫的分解受溫度影響較大,若溫度升高,過氧化氫分解速率明顯加快,這樣實驗的變量不唯一。

[自主學(xué)習(xí)檢測]——教材基礎(chǔ)熟記于心

1.酶催化的最適pH范圍都很窄,一旦超過這個范圍都會降低反應(yīng)速率。()

提示:酶催化的最適pH范圍有的很窄,有的很寬。

2.酶分子會隨溫度的升高而發(fā)生空間結(jié)構(gòu)改變,導(dǎo)致熱變性。()

3.底物濃度和酶濃度通過影響酶與底物的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率。()

√

×

√

4.隨著溫度降低,酶促反應(yīng)的活化能下降,低溫能降低酶活性的原因是低溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。()

提示:活化能是指進行化學(xué)反應(yīng)所需要的能量,不會隨溫度而改變,只是酶降低了反應(yīng)的活化能;低溫時,酶活性低,但空間結(jié)構(gòu)幾乎不變。

×

5.在溫度影響酶的活性的實驗中,若某兩支試管的反應(yīng)速率相同,在其他條件均相同的條件下,可判斷這兩支試管所處的環(huán)境溫度也一定是相同的。()

提示:環(huán)境溫度不一定相同。同一反應(yīng)速率,一般會有兩種不同的溫度。

6.經(jīng)高溫處理的胃蛋白酶,加入雙縮脲試劑后不會出現(xiàn)紫色。

()

提示:高溫處理胃蛋白酶,胃蛋白酶雖然變性但仍為蛋白質(zhì),加入雙縮脲試劑后仍會出現(xiàn)紫色。

×

×

7.探究“pH對過氧化氫酶的影響”時,反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180°時開始計時。()

√

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2

[任務(wù)突破]

歸納總結(jié)與酶相關(guān)曲線

任務(wù)一酶促反應(yīng)曲線及分析方法

酶的特性曲線曲線解讀

高效性①酶的催化效率遠(yuǎn)高于無機催化劑;②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間,不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點;③酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)

專一性加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同,說明酶B對此反應(yīng)無催化作用,而加入酶A的反應(yīng)速率隨底物濃度的增大明顯加快,說明酶具有專一性

反應(yīng)物濃度及酶濃度對酶促反應(yīng)的影響①甲:底物充足,其他條件適宜,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比;②乙:其他條件適宜,酶量一定,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性的限制,酶促反應(yīng)速率不再增加

溫度和pH對酶活性的影響①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱;②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,酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞,溫度升高可恢復(fù)活性

[典例1-1](2022·衢溫“51”聯(lián)盟期中)如圖為乳糖酶催化乳糖水解的兩個實驗結(jié)果,除自變量和圖中條件外,其他實驗條件均設(shè)置為最適條件。下列有關(guān)敘述錯誤的是()

[遷移應(yīng)用]

A.若增大實驗1的酶濃度,相對反應(yīng)速率增大

B.若繼續(xù)增大實驗1的乳糖濃度,相對反應(yīng)速率將降低

C.若繼續(xù)增大實驗2的酶濃度,相對反應(yīng)速率可能不再增大

D.若降低兩個實驗的反應(yīng)溫度,相對反應(yīng)速率都將降低

√

解析:分析實驗1的圖,酶濃度為2%時,隨著乳糖濃度升高,酶促反應(yīng)速率先上升,達(dá)到一定速率后不變。分析實驗2的圖,乳糖濃度為20%,隨著酶濃度上升,酶促反應(yīng)速率不斷增大。實驗1最終限制酶促反應(yīng)速率的因素是酶的濃度有限,若增大實驗1的酶濃度,相對反應(yīng)速率增大;若繼續(xù)增大實驗1的乳糖濃度,相對反應(yīng)速率將不變;若繼續(xù)增大實驗2的酶濃度,相對反應(yīng)速率可能不再增大,因為乳糖濃度有限;根據(jù)題意,兩個實驗都處于最適條件(最適溫度和最適pH),所以若降低兩個實驗的反應(yīng)溫度,酶的活性下降,相對反應(yīng)速率都將降低。

[典例1-2](2022·浙北G2聯(lián)盟高一聯(lián)考)下圖表示不同pH及溫度對某反應(yīng)產(chǎn)物生成量的影響,下列相關(guān)敘述正確的是()

A.隨著pH的升高,酶的活性先降低后增大

B.在30～37℃范圍內(nèi),該酶的最適溫度一定是35℃

C.酶的最適pH是一定的,不隨著溫度的升高而改變

D.隨著溫度的升高,酶的活性逐漸降低

√

解析:pH在0～8時,隨著pH的升高,酶的活性表現(xiàn)為逐漸升高,

pH大于8后,隨著pH的升高,酶的活性逐漸降低,可見在一定范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶的活性先升高后降低;該圖表示產(chǎn)物生成量隨pH及溫度的變化情況,產(chǎn)物生成量越多,表示反應(yīng)越快,但該圖沒有更小溫度梯度的實驗,所以不能得出該酶的最適溫度是35℃;由圖可知溫度不影響酶的最適pH,所以隨著溫度的升高,酶的最適pH(pH=8)保持不變;溫度在30～35℃時,隨著溫度的升高,酶的活性逐漸升高。

任務(wù)二探究pH對過氧化氫酶活性的影響

[任務(wù)突破]

分析實驗操作過程中的細(xì)節(jié)

(1)實驗操作過程中裝置只有一套,因此檢測不同pH對過氧化氫酶活性的影響,需要對實驗裝置進行反復(fù)沖洗,以免影響實驗結(jié)果。

(2)浸過肝臟勻漿的濾紙片表示酶的數(shù)量,不同裝置中濾紙片的數(shù)量需相同,但特別指出的是改變?yōu)V紙片的數(shù)量無法改變產(chǎn)物的量,只可以改變反應(yīng)速率。

(3)本實驗中,量筒中的水要灌滿,且不能產(chǎn)生氣泡,否則會影響后面氣體體積的測量。

(4)收集到的氣體不能直接表示酶的活性(或催化效率),而是需要計算單位時間內(nèi)的氣體產(chǎn)生量以此表示不同pH下的酶活性。

(5)在將各次實驗的反應(yīng)小室內(nèi)的過氧化氫溶液旋轉(zhuǎn)180°前,要把過氧化氫溶液先與緩沖液混合,二者不能顛倒順序。若顛倒順序,底物會在未調(diào)好pH的情況下就在酶的作用下發(fā)生反應(yīng),影響實驗的準(zhǔn)確性。因此,必須先將底物置于預(yù)設(shè)環(huán)境下,再與酶混合。

[典例2-1](2022·紹興高一期末)下圖為“探究影響酶催化功能的因素——pH對過氧化氫酶的影響”的實驗裝置,下列相關(guān)敘述正確的是()

[遷移應(yīng)用]

A.肝臟勻漿的新鮮程度對實驗效果沒有影響

B.計時應(yīng)從過氧化氫溶液接觸濾紙片開始

C.實驗一段時間后,氣泡不再產(chǎn)生,說明酶已失活

D.實驗裝置使用清水沖洗后即可進行下次實驗

√

解析:肝臟勻漿中含有過氧化氫酶,肝臟勻漿的新鮮程度影響過氧化氫酶的活性,所以肝臟勻漿的新鮮程度對實驗效果有影響;該實驗的因變量是單位時間內(nèi)氣體的產(chǎn)生量,所以計時應(yīng)從過氧化氫溶液接觸濾紙片開始;實驗一段時間后,氣泡不再產(chǎn)生,說明過氧化氫已經(jīng)被分解完,并不是過氧化氫酶失活;實驗裝置使用清水沖洗后,不能馬上進行下次實驗,因為不確定里面的過氧化氫酶是否被清洗干凈。

[典例2-2]某同學(xué)采用新鮮肝臟勻漿探究pH對過氧化氫酶的影響。下列敘述正確的是()

A.反應(yīng)小室不宜放入滿水位的托盤中,以防其漂浮

B.在新鮮肝臟勻漿中浸泡后的濾紙片用鑷子直接轉(zhuǎn)移到反應(yīng)小室內(nèi)壁上

C.用于收集氣體的量筒內(nèi)若出現(xiàn)少量氣泡,應(yīng)先將氣泡趕出,