高中生物人教版必修1課件第5章第1節(jié)第2課時(shí)酶的特性

第2課時(shí)酶的特性第5章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”的探究活動(dòng),闡明酶具有專一性,學(xué)會(huì)“控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)方法。2.通過“影響酶活性的條件”的探究活動(dòng),分析推導(dǎo)“酶的作用條件較溫和”的特性,訓(xùn)練模型建構(gòu)的科學(xué)思維。3.通過酶在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用的實(shí)例,認(rèn)同酶在生產(chǎn)應(yīng)用上具有高效、環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)。課前篇自主預(yù)習(xí)一、淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用1.實(shí)驗(yàn)原理淀粉和蔗糖都是非還原糖。它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖。用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖的水解反應(yīng),再用斐林試劑鑒定溶液中有無還原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。2.本實(shí)驗(yàn)的自變量是底物的種類;因變量是底物是否被水解。【微思考】

在已知淀粉酶可以催化淀粉水解的情況下,設(shè)置1號(hào)試管有無必要?答案

有必要。本實(shí)驗(yàn)設(shè)置1號(hào)試管,可以進(jìn)一步確認(rèn)淀粉酶能夠催化淀粉水解成還原糖,對(duì)2號(hào)試管起到對(duì)照的作用。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解而不能催化淀粉的水解,體現(xiàn)了酶的專一性。(√)(2)酶具有專一性是指一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。(

×

)2.能夠促使脂肪酶水解的酶是(

)A.脂肪酶

B.淀粉酶C.蛋白酶

酶答案

C解析

脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),因此能夠促使脂肪酶水解的酶是蛋白酶。二、影響酶活性的條件1.酶活性酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性。酶活性可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率來表示。2.溫度和pH對(duì)酶活性的影響

酶活性溫

度pH最高最適最適降低偏高或偏低偏高或偏低失活過高過高或過低曲線

【微思考】

從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)方面分析,在過酸、過堿或溫度過高的條件下,酶為什么會(huì)失活?該如何保存酶?答案

過酸、過堿或高溫會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,酶活性喪失,應(yīng)在低溫和適宜pH下保存酶。預(yù)習(xí)反饋1.酶的特性(連線)。2.識(shí)圖。

(1)圖甲中AB段說明在一定溫度范圍內(nèi),隨溫度

,酶的活性逐漸

,溫度為t2時(shí)酶的活性

,t2為酶的

。超過這一溫度(如BC段),隨溫度升高,酶的活性逐漸

,甚至

。

(2)分析圖乙可知,胃蛋白酶、胰蛋白酶的最適pH分別為

、

。胃蛋白酶能水解進(jìn)入胃中的淀粉嗎?

。胃蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后,還能催化蛋白質(zhì)水解嗎?

。

升高增高最高最適溫度降低失活8不能不能課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點(diǎn)一淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用無機(jī)催化劑和酶都能催化化學(xué)反應(yīng)。無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣,例如,酸既能催化蛋白質(zhì)水解,也能催化脂肪水解,還能催化淀粉水解。目前發(fā)現(xiàn)的酶有8

000多種,酶能像無機(jī)催化劑一樣,催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎?下表是探究“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”的實(shí)驗(yàn)流程。序號(hào)項(xiàng)

目試

管121注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入新鮮淀粉酶溶液2mL2mL460℃保溫5min5min5滴加斐林試劑2mL,振蕩2mL,振蕩6沸水浴加熱1min1min7觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀1.本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁x用碘液檢測(cè)?答案

本實(shí)驗(yàn)不能選用碘液,因?yàn)檎崽羌捌渌猱a(chǎn)物遇碘液都不會(huì)發(fā)生顯色反應(yīng),無法檢測(cè)蔗糖是否被水解。2.實(shí)驗(yàn)中如果2號(hào)試管也產(chǎn)生了磚紅色沉淀,可能的原因有哪些?應(yīng)如何處理?答案

蔗糖溶液放置的時(shí)間過長(zhǎng),蔗糖被溶液中的微生物分解成還原性的糖,從而影響了實(shí)驗(yàn)效果。這時(shí)應(yīng)臨時(shí)配制蔗糖溶液。另一個(gè)可能的原因是試管不干凈,實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)將試管用清水再清洗一次,試管編號(hào)要醒目。3.本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么?答案

淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有專一性?！練w納提升】1.專一性模型(1)物理模型①圖中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì),C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。要點(diǎn)筆記

酶具有專一性,主要與酶的活性部位有關(guān),該活性部位與底物分子在空間結(jié)構(gòu)上有特殊的匹配關(guān)系。(2)曲線模型①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(duì)此反應(yīng)無催化作用。②加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快,說明酶A可催化該反應(yīng),即酶具有專一性。2.實(shí)驗(yàn)思路

(1)(2)【探究應(yīng)用】1.為了證明酶的作用具有專一性,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下5組實(shí)驗(yàn),分別選擇一定的試劑進(jìn)行檢測(cè),合理的實(shí)驗(yàn)方案是(

)A.①和③對(duì)比,用雙縮脲試劑檢測(cè)B.②和④對(duì)比,用碘液檢測(cè)C.④和⑤對(duì)比,用斐林試劑檢測(cè)D.③和④對(duì)比,用斐林試劑檢測(cè)組別①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應(yīng)物蛋白質(zhì)淀粉蛋白質(zhì)淀粉麥芽糖答案

B解析

蛋白酶和淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),①和③對(duì)比,加入雙縮脲試劑都會(huì)變紫色,A項(xiàng)錯(cuò)誤;②和④對(duì)比,自變量是酶的種類,可用碘液檢測(cè),B項(xiàng)正確;淀粉酶水解淀粉后產(chǎn)生麥芽糖,麥芽糖屬于還原糖,且麥芽糖水解后的產(chǎn)物葡萄糖也是還原糖,用斐林試劑檢測(cè),均會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀,不能確定⑤中麥芽糖是否水解,C項(xiàng)錯(cuò)誤;斐林試劑不能檢測(cè)蛋白質(zhì)是否水解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.纖維素分子水解成葡萄糖需三類酶協(xié)同催化。下表信息體現(xiàn)出酶的催化特性是(

)A.專一性 B.高效性C.多樣性 D.作用條件溫和酶種類作用部位作用化學(xué)鍵葡聚糖內(nèi)切酶纖維素分子內(nèi)部β-1,4糖苷鍵葡聚糖外切酶纖維素分子非還原端β-1,4糖苷鍵β-葡萄糖苷酶纖維素二糖β-1,4糖苷鍵答案

A解析

根據(jù)題干信息和表格信息分析,纖維素分子水解成葡萄糖需三類酶協(xié)同催化,三種酶(葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶、β-葡萄糖苷酶)都作用于β-1,4糖苷鍵,但是作用的部位不同,即三種酶作用于不同部位的β-1,4糖苷鍵,說明酶的催化作用具有專一性。3.在甲、乙、丙三支試管中加入下列物質(zhì)并保溫一段時(shí)間后,有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(

)試管編號(hào)甲乙丙步驟12mL可溶性淀粉溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL可溶性淀粉溶液步驟21mL淀粉酶溶液1mL麥芽糖酶制劑0.5mL淀粉酶溶液0.5mL麥芽糖酶制劑步驟3適宜溫度下保溫至反應(yīng)完成A.溫度、pH在本實(shí)驗(yàn)中均屬于無關(guān)變量B.加入碘液后,溶液變藍(lán)的只有乙試管C.加入斐林試劑后水浴加熱,溶液呈現(xiàn)磚紅色的是甲試管和丙試管D.加入雙縮脲試劑后,三支試管中的溶液均變藍(lán)色答案

D解析

本實(shí)驗(yàn)的自變量是酶的種類,溫度、pH在本實(shí)驗(yàn)中均屬于無關(guān)變量;甲試管淀粉在淀粉酶的作用下水解產(chǎn)生還原糖,故加入斐林試劑水浴加熱會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀,乙試管麥芽糖酶不能水解淀粉,加入碘液后溶液變藍(lán),加入斐林試劑水浴加熱不能產(chǎn)生磚紅色沉淀;丙試管內(nèi)可發(fā)生和甲一樣的過程;加入雙縮脲試劑后,三支試管中的溶液均變紫色。探究點(diǎn)二影響酶活性的條件新買的果蔬放在冰箱中冷藏保鮮、加酶洗衣粉最好用溫水處理洗滌衣物、發(fā)燒后往往食欲不振,這些現(xiàn)象都與酶的活性有關(guān)。影響酶活性的條件有哪些?1.若要探究溫度或pH對(duì)酶活性的影響,應(yīng)分別選擇何種實(shí)驗(yàn)材料?請(qǐng)說明原因。答案

最好用淀粉溶液、唾液淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,因?yàn)檫^氧化氫在加熱條件下可以分解。應(yīng)用肝臟研磨液、過氧化氫溶液探究pH對(duì)酶活性的影響,因?yàn)榈矸墼谒嵝詶l件下可以水解。2.變量的控制是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,請(qǐng)完成下表。

課題用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響用過氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響自變量

自變量的設(shè)置方法分別用

的水、沸水、冰水處理

分別用蒸餾水、

溶液、

溶液處理

因變量酶活性酶活性因變量的觀察指標(biāo)

無關(guān)變量

及其他因素均保持相同且適宜

及其他因素均保持相同且適宜

溫度pH37℃

HClNaOH加碘液后溶液顏色變化氣泡產(chǎn)生的速率pH溫度3.若要探究溫度對(duì)酶活性的影響,你怎樣保證酶液和底物在同一溫度下發(fā)揮作用?答案

將底物和酶液分別注入兩支試管中,在同一溫度下保溫一段時(shí)間,然后再把底物和酶液混合處理。4.甲、乙兩圖分別是溫度和pH對(duì)酶活性影響的數(shù)學(xué)模型,請(qǐng)分析比較甲、乙兩圖中甲圖起點(diǎn)酶活性不為0,而乙圖起點(diǎn)、終點(diǎn)酶活性都為0的原因。答案

甲圖起點(diǎn)酶活性不為0的原因是低溫僅僅降低酶的活性但不會(huì)使酶失活;乙圖起點(diǎn)、終點(diǎn)酶活性都為0的原因是pH過低(或強(qiáng)酸)或過高(強(qiáng)堿)會(huì)使酶失活。【歸納提升】1.探究溫度對(duì)酶活性影響的思路淀粉淀粉酶

↓

↓各自在所控制的溫度下處理一段時(shí)間 ↓淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合 ↓在各自所控制的溫度下保溫一段時(shí)間 ↓滴加碘液,觀察顏色變化2.探究pH對(duì)酶活性影響的思路

3.探究溫度和pH影響酶活性實(shí)驗(yàn)的4個(gè)注意點(diǎn)(1)在探究影響酶活性的條件時(shí),酶活性大小通常以單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量來表示。(2)當(dāng)研究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),溫度是自變量,pH等能夠影響酶活性的其他因素屬于無關(guān)變量,在實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要使無關(guān)變量保持相同且適宜。(3)在探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響時(shí),不能先將酶和反應(yīng)物混合后再分別放置在不同條件下處理,原因是把酶和反應(yīng)物混合后會(huì)立即發(fā)生催化反應(yīng)。(4)不能用H2O2為原料探究溫度對(duì)過氧化氫酶催化活性的影響,原因是溫度升高時(shí)H2O2會(huì)分解?！咎骄繎?yīng)用】1.某研究小組利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的雞肝勻漿、體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液、pH緩沖液等,在適宜溫度下探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸龅慕Y(jié)論是(

)A.過氧化氫酶具有高效性B.雞肝勻漿中過氧化氫酶最適pH一定為為時(shí)提高溫度,酶活性會(huì)提高D.過氧化氫酶對(duì)酸性環(huán)境的耐受性低pH3.05.07.09.011.0酶活性(30

s產(chǎn)生的氣泡個(gè)數(shù))48252010答案

D解析

此實(shí)驗(yàn)不涉及無機(jī)催化劑催化過氧化氫分解,無法說明過氧化氫酶具有高效性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;表中設(shè)置的pH梯度不是足夠小,因此過氧化氫酶的最適pH不一定是7.0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)是在適宜溫度下進(jìn)行的,因此當(dāng)溫度提高時(shí),酶的活性會(huì)降低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;pH為3時(shí),酶活性降低的程度比pH為11時(shí)多,因此過氧化氫酶對(duì)酸性環(huán)境的耐受性低,D項(xiàng)正確。2.若除酶外所有試劑已預(yù)保溫,則在測(cè)定酶活力的實(shí)驗(yàn)中,下列操作順序合理的是(

)A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量B.加入底物→加入酶→計(jì)時(shí)→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計(jì)時(shí)→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量D.加入底物→計(jì)時(shí)→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)物的量答案

C解析

依題意可知,該實(shí)驗(yàn)的pH為無關(guān)變量,為了排除pH的干擾,應(yīng)在酶和底物混合之前加入緩沖液,為酶促反應(yīng)提供穩(wěn)定的pH環(huán)境,A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。3.下列甲、乙、丙三圖依次表示酶濃度一定時(shí),反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度、pH的關(guān)系。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。(1)圖甲中,反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí),反應(yīng)速率不再上升,原因是

。

(2)圖乙中,A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱為

。

(3)圖乙中,A點(diǎn)到B點(diǎn)的曲線急劇下降,原因是

。

(4)將酶液等量適量分別裝入A、B兩試管中,將反應(yīng)物溶液等量適量分別裝入C、D兩試管中,將A、C兩試管同時(shí)放入12℃水浴鍋中,將B、D兩試管同時(shí)放入75℃水浴鍋中,20min后同時(shí)取出,將A試管中的酶液倒入C試管中,將B試管中的酶液倒入D試管中,混合均勻后都轉(zhuǎn)入37℃水浴鍋中保溫,C、D兩試管中的反應(yīng)分別是:

;

。

(5)圖丙表示了

催化反應(yīng)的速率變化曲線。

A.唾液淀粉酶

B.胃蛋白酶C.胰蛋白酶

D.植物淀粉酶(6)若在圖甲的M點(diǎn)時(shí)增加酶的數(shù)量,反應(yīng)速率如何變化?試在圖甲中畫出其變化曲線。答案

(