2020-2021學(xué)年-浙科版-必修一-影響酶催化功能的因素-教案

第2課時(shí)影響酶催化功能的因素課標(biāo)要求核心素養(yǎng)素養(yǎng)對(duì)接素養(yǎng)水平1.闡明酶的催化作用受多種因素的影響。2．探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響?？茖W(xué)思維：構(gòu)建溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的模型。水平二科學(xué)探究：通過(guò)探究“pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”發(fā)展科學(xué)探究能力。水平三一、酶的催化功能受許多因素影響1．影響酶作用的主要因素：pH、溫度和某些化合物等。2．在最適的pH和溫度條件下，酶的活性最高。(1)酶通常在一定pH范圍內(nèi)起作用，而且在某一pH下作用最強(qiáng)。最適的pH范圍取決于不同酶的特性。(2)酶促反應(yīng)都有一個(gè)最適溫度，在此溫度以上或以下，酶活性均會(huì)下降。3．溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響有兩個(gè)方面：其一，溫度升高，反應(yīng)物分子具有的能量增加，反應(yīng)速度加快。其二，酶是蛋白質(zhì)，酶分子本身會(huì)隨溫度的升高而發(fā)生空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致熱受性，溫度升得越高，酶變性的速率越快，升到一定溫度，酶將完全失去活性。這兩個(gè)作用疊加在一起，使得酶所催化的反應(yīng)表現(xiàn)出最適溫度。4．影響酶活性的其他因素：底物濃度、有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶的濃度、酶的激活劑和抑制劑等。二、探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響1．實(shí)驗(yàn)原理(1)2H2O2eq\o(→,\s\up7(過(guò)氧化氫酶))2H2O＋O2。(2)pH影響過(guò)氧化氫酶的活性，從而影響O2的生成量。2．實(shí)驗(yàn)步驟步驟實(shí)驗(yàn)操作培養(yǎng)瓶1培養(yǎng)瓶2培養(yǎng)瓶3培養(yǎng)瓶41等量過(guò)氧化氫酶3片浸有肝臟勻漿的濾紙片3片浸有肝臟勻漿的濾紙片3片浸有肝臟勻漿的濾紙片3片浸有肝臟勻漿的濾紙片2注入2mL不同pH的緩沖液pH5.0的緩沖液pH6.0的緩沖液pH7.0的緩沖液pH8.0的緩沖液3注入3%的H2O2溶液2mL2__mL2__mL2__mL4記錄量筒中氣體的體積V1V2V3V45比較分析以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以釋放的O2量為縱坐標(biāo)，將不同pH條件下H2O2隨時(shí)間推移分解產(chǎn)生的氣體體積標(biāo)記在坐標(biāo)圖中并繪制成曲線3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：pH影響酶的活性，酶活性有一定的最適pH范圍。[正誤判斷](1)溫度過(guò)高或過(guò)低，過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(×)(2)探究酶催化作用的最適pH時(shí)，應(yīng)設(shè)置過(guò)酸、過(guò)堿、中性三組。(×)(3)反應(yīng)底物的濃度越大，酶的活性越高。(×)知識(shí)點(diǎn)一探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響1．實(shí)驗(yàn)課題及變量分析課題名稱用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝臟研磨液、過(guò)氧化氫溶液自變量溫度pH自變量的設(shè)置方法分別用37℃的水、沸水、冰水處理分別用蒸餾水、HCl溶液、NaOH溶液處理因變量酶活性酶活性因變量的觀察指標(biāo)加碘—碘化鉀溶液后溶液顏色變化的深淺氧氣產(chǎn)生的速率無(wú)關(guān)變量pH相同且適宜等溫度相同且適宜等2.方法步驟3．曲線分析(1)P點(diǎn)：最適溫度；Q點(diǎn)：最適pH。(2)偏離P點(diǎn)或Q點(diǎn)：酶的活性降低。(3)過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高：酶失活。發(fā)展素養(yǎng)理性思維高溫影響酶的活性，直至失活；過(guò)酸、過(guò)堿也會(huì)破壞酶的結(jié)構(gòu)使酶失活。請(qǐng)思考下列問(wèn)題：(1)唾液淀粉酶進(jìn)入胃后還能正常發(fā)揮作用嗎？胃蛋白酶進(jìn)入小腸呢？為什么？提示：唾液淀粉酶進(jìn)入胃以后因pH太低而失去活性，不能正常發(fā)揮作用；胃蛋白酶進(jìn)入小腸后因?yàn)閜H太高而失去活性，也不能正常發(fā)揮作用。(2)生活中使用加酶洗衣粉時(shí)能否用剛燒開的水溶解？提示：不能用開水(溫度超過(guò)50℃)溶解加酶洗衣粉，否則會(huì)把洗衣粉中的酶殺死。1．為了探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響，下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最合理的是()選項(xiàng)探究課題選用材料與試劑A溫度對(duì)酶活性的影響過(guò)氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液BpH對(duì)酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、本尼迪特試劑CpH對(duì)酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘—碘化鉀溶液D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、碘—碘化鉀溶液解析：選D。加熱能夠使過(guò)氧化氫溶液分解，可溶性淀粉在酸性并加熱條件下會(huì)發(fā)生水解，不能保證單一變量；酶具有專一性，蔗糖酶不能分解淀粉，不能用來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響。2．下圖分別表示溫度、pH與酶活性(酶促反應(yīng)速率)的關(guān)系，下列敘述不正確的是()A．曲線P上的b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度表示該酶的最適溫度B．人體內(nèi)胃蛋白酶的活性與曲線Q相似C．曲線Q、R說(shuō)明不同的酶有不同的最適pHD．酶活性隨溫度的升高而增強(qiáng)解析：選D。在一定的溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的活性增強(qiáng)；超過(guò)酶的最適溫度后，隨溫度的升高，酶的活性減弱。eq\a\vs4\al()(1)不能用H2O2溶液來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響。因?yàn)樘骄繙囟葘?duì)酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度，而H2O2溶液在高溫時(shí)會(huì)分解，影響對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。(2)不能用淀粉與淀粉酶來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響。因?yàn)閜H會(huì)影響淀粉酶的活性進(jìn)而影響淀粉水解的速率，且酸也能催化淀粉的水解。(3)在探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，不能用本尼迪特試劑來(lái)檢測(cè)。因?yàn)楸灸岬咸卦噭┡c還原糖只有在沸水浴的條件下才有紅黃色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同溫度。知識(shí)點(diǎn)二影響酶活性的因素1．影響酶活性的曲線(1)曲線(2)解讀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(qiáng)，超過(guò)這一范圍酶的催化作用逐漸減弱。②過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)溫度升高時(shí)可恢復(fù)活性。③反應(yīng)溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。2．底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響(1)曲線(2)解讀①在其他條件適宜、酶量一定的條件下，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，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。②在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。1．(2020·杭州高一期末)將1mL體積分?jǐn)?shù)為5%的胃液稀釋液倒入裝有10mL蛋白質(zhì)膠體的試管內(nèi)，置于25℃的溫水中水浴，研究其對(duì)蛋白質(zhì)的消化情況。下列各方法中能提高酶活性的是()A．在試管內(nèi)再加入1mL體積分?jǐn)?shù)為5%的胃液稀釋液B．把實(shí)驗(yàn)溫度提高到37℃C．將pH由2調(diào)為7D．在試管內(nèi)加入1mL唾液解析：選B。酶具有高效性，在試管內(nèi)再加入1mL體積分?jǐn)?shù)為5%的胃液稀釋液，胃蛋白酶的活性不變，A錯(cuò)誤；人體的溫度在37℃左右，該溫度下胃蛋白酶的活性最高，把實(shí)驗(yàn)溫度由25℃提高到37℃，胃蛋白酶的活性會(huì)升高，B正確；胃蛋白酶的最適pH為1.5，將pH由2調(diào)為7的過(guò)程中，胃蛋白酶的活性會(huì)降低，C錯(cuò)誤；在試管內(nèi)加入1mL唾液，溶液pH會(huì)升高，胃蛋白酶活性降低，D錯(cuò)誤。2．對(duì)化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶而言，下圖符合其催化反應(yīng)變化規(guī)律的曲線應(yīng)是()解析：選D。酶的活性在最適溫度前隨溫度的升高而升高，超過(guò)最適溫度后，隨溫度升高活性降低，直至變性失活，故產(chǎn)物量隨溫度的變化應(yīng)是先增加、后不變，A錯(cuò)誤；酶的活性在超過(guò)最適pH后，隨著pH的升高，酶活性逐漸降低，甚至失活，其反應(yīng)速率也降低，B錯(cuò)誤；底物的量一定，酶濃度較低時(shí)，酶濃度越高的化學(xué)反應(yīng)速率越快，因此酶量為2X時(shí)的反應(yīng)速率大于酶量為X時(shí)的反應(yīng)速率，所以兩條曲線中的產(chǎn)物量在開始時(shí)不能重疊，而最后產(chǎn)物的量相等，故曲線最后應(yīng)重疊，C錯(cuò)誤；在酶的量一定時(shí)，隨著底物濃度的升高，酶促反應(yīng)速率逐漸加快，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值后，由于酶的數(shù)量有限，隨著底物濃度的升高，酶促反應(yīng)速率不再改變，D正確。eq\a\vs4\al()(1)影響酶促反應(yīng)速率的因素及其作用實(shí)質(zhì)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(溫度,pH))\o(→,\s\up7(影響))酶活性,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(酶濃度,底物濃度))\o(→,\s\up7(影響))酶與底物的接觸面積))eq\o(→,\s\up7(影響))eq\a\vs4\al(酶促反,應(yīng)速率)(2)酶不同，其最適pH不同，最適溫度不同。對(duì)于同一種酶，改變pH時(shí)，不會(huì)影響到它的最適溫度，同樣改變溫度時(shí)不會(huì)影響其最適pH。(3)適量增加酶的濃度會(huì)提高反應(yīng)速率，但不會(huì)改變化學(xué)平衡；若適宜增加反應(yīng)物的濃度，提高反應(yīng)速率的同時(shí)改變了化學(xué)平衡。核心知識(shí)小結(jié)[要點(diǎn)回眸][答題必備]影響酶作用的因素主要有pH、溫度和某些化合物