人教版必修1第5章第1节第2课时酶的特性学案

第2课时酶的特性学习目标素养定位.通过淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解实验,理解某种酶只能催化特定的化学反应。.通过探究温度和pH对酶活性的影响,提升探究实验的设计与分析能力。.通过分析温度和pll影响的曲线，理解温度和pH对酶活性的影响,提升从曲线中获取信息的科学思维能力L运用结构与功能观解释酶的功能与其空间结构之间的关系。（科学思维）2.通过建立模型的方法,解释温度、pH对酶活性的影响，阐明酶的高效性和专一性。（科学思维）3.合理设计探究温度、pH对醐活性影响的实验步骤,规范实施实验。（科学探究）一、酶的高效性和专一性.高效性⑴含义：酶的催化效率是无机催化剂的10,〜10“倍。⑵意义:使细胞代谢快速地进行。.专一性⑴含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。⑵意义:使细胞代谢有条不紊地进行。二、酶的作用条件较温和1.酶活性A.实验①B.实验②C.实验③D.实验④解析:过氧化氢不稳定,在高温下会分解成水和氧气,不能作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料;淀粉酶能促进淀粉水解,淀粉酶的活性越高,淀粉水解越快,淀粉遇碘变蓝色,可根据蓝色褪去的时间来判断酶的活性;酶具有专一性,蔗糖酶只能催化蔗糖水解,而对淀粉不起作用；淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。［情境］加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解,不会污染环境。所以，加酶洗衣粉受到了人们的普遍欢迎。探究：(1)许多加酶洗衣粉标有“请勿用60℃以上的热水，以免洗衣粉失效”。你能说明其中的理论依据吗？提示:温度过高会影响酶的活性,甚至酶会因高温而变性失活。⑵过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？提示:不一样，过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高后可恢复活性。(3)从蛋白质的结构和特点方面分析，应如何保存酶？提示:应在低温和适宜pH条件下保存酶。课堂小结随堂检测.如图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。下列据图分析正确的是（D）A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变B.B点后,升高温度,酶活性增加，曲线将呈现c所示变化C.酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素解析：由题干可知，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下反应物浓度与酶促反应速率的关系，增大pH,酶的活性减弱,A、B点位置都下降;B点后,升高温度,酶活性降低,反应速率下降;酶量增加后,反应速率加快,可用曲线c表示；由题图可知,在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此限制AB段反应速率的主要因素是反应物浓度。2.如图表示在不同条件下,酶催化反应的速率（或生成物量）变化。下列有关叙述错误的是（D）A.图1中虚线可表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速率的关系B.图2中虚线表示增加酉每浓度,其他条件不变时,生成物量的变化示意曲线C.若图2中的实线表示F葭的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D.图3不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系解析:反应开始时底物浓度高,反应速率大,后来底物逐渐被分解,反应速率降低，因此图3可表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系。3.为了比较甲、乙两种酶对温度和pH的耐受程度(即保持活性的范围)的差异,科研人员进行了相关的研究,结果如图。下列说法正确的是(B)A.甲酶对温度的耐受程度比乙酶大B.在pH为6〜7的环境下,几乎测不到甲酶活性C.甲酶活性在任何环境中都比乙酶高D.测定pH对酶活性影响时温度应设为20℃解析:从温度对酶活性影响的曲线分析，乙酶保持活性的温度范围大于甲酶,从曲线趋势看出乙酉每比甲酶的温度耐受程度大;从pH对醐活性影响的曲线分析,在pH为6〜7的环境下,几乎测不到甲醐的活性;20C时甲、乙两种酶活性都较低,不宜用来测定pH对酶活性的影响。4.某实验小组要对酶的一些性质进行验证,准备了以下材料和用具：2%唾液淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCh溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%过氧化氢溶液、5%的盐酸、5%的NaOH溶液、碘液、斐林试剂、蒸偏水、恒温水浴锅、冰块等。请回答下列问题。⑴可选用2%的唾液淀粉酶溶液作为催化剂进行实验验证酶具有专一性,设置两组实验，两组实验的反应物应分别为。检验试剂不宜用碘液,理由是。⑵若要验证酶的活性是否受pH的影响,上述所给的材料中的淀粉溶液不宜选为反应物,最主要的原因是。解析：（1）研究淀粉酶的专一性，选用的反应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,最好用加入斐林试剂水浴加热,观察砖红色是否出现来观察实验结果。不宜用碘液,理由是其中的蔗糖组无论是否被水解,碘液均无颜色变化。（2）由于酸性条件下淀粉易分解,因此淀粉不能作为探究pH对酶活性影响的实验材料。答案：（1）3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液其中的蔗糖组无论是否被水解，碘液均无颜色变化（2）淀粉在酸性条件下会被水解(1)含义:酶催化特定化学反应的能力。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。(2)影响酶活性的主要因素:遍度电［四。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。2.温度和pH对酶活性的影响(1)低温时,酶活性很低,但酶的空间结构稳定。在适宜的温度下酶的活性会升高，因此,酶制剂适宜在低温下保存。⑵在最适宜的温度或pH条件下，酶的活性最高。⑶温度过高、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏,醐永久失活。(4)温度和pH对酶活性的影响示意图①P点:最适温度;Q点：最适叱。②偏离P点或Q点,酶的活性隆低。判断正误(1)在测定唾液淀粉酶活性时,将溶液pH由3升高到6的过程中，该酶的活性将不断上升。(X)提示：溶液pH为3时,唾液淀粉酶已失活,升高到6的过程中酶活性不变。⑵探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后置于不同温度下保温。(X)提示:探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液置于不同温度下保温,然后在相同的温度下两者混合。（3）用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，检测试剂可用碘液也可用斐林试剂。（X）提示:检测试剂不能用斐林试剂,斐林试剂在使用时需加热,会改变自变量。（4）高温和低温均能破坏酶的空间结构使其失去活性。（X）提示:低温不会破坏酶的空间结构。⑸酶的最适pH不会随温度改变而改变。（V）⑹纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。（X）提示:细菌细胞壁成分是肽聚糖,不能被纤维素醐降解。探究一酶具有专一性1.阅读教材P81〜82相关内容,并按要求进行实验，思考，讨论，回答下列问题。⑴1号试管有破红色沉淀生成,2号试管不出现砖红色沉淀,得出的初步结论是什么？提示：1号试管中淀粉被水解,2号试管中蔗糖没有被水解。⑵该实验说明了什么？提示:淀粉酶只催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。⑶肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸,是否说明肽酶没有专一性？提示:不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应,肽酶催化的是一类反应,也说明其具有专一-性。2,比较过氧化氢酣和Fe*的催化效率，回答下列问题。（4）通过比较1、2的实验结果，你能得出什么结论呢？提示:醐的催化效率比无机催化剂高,醐具有高效性。⑸如图表示了未加催化剂、加无机催化剂、加酶的催化效率曲线图,请辨析①②③曲线分别表示哪种情况？提示:①加酶;②加无机催化剂;③未加催化剂。对比法验证酶的专一性⑴设计思路:常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行,得出结论。⑵设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物（等量）与酶相对应的底物另外一种底物试齐与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶（等量）现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性L为验证酶的专一性，采用的最佳实验方案是（C）A.aB.bC.cD.d序号等量的底物分别加入等量的酶分别加入等量的试剂A组B组a麦芽糖葡萄糖麦芽糖酶斐林试剂b蔗糖麦芽糖蔗糖酶斐林试剂c淀粉蔗糖淀粉酶斐林试剂d淀粉蔗糖淀粉酣碘液解析:a中，由于麦芽糖及其水解产物和葡萄糖都是还原糖，因此使用斐林试剂鉴定,A、B两组都会有砖红色沉淀生成;b中，麦芽糖为还原糖,蔗糖虽然没有还原性，但是被蔗糖酶水解后会有还原糖生成，因此也不合理;c中的淀粉和蔗糖都不具有还原性,在淀粉酶的催化下,淀粉水解可生成还原糖,而蔗糖不会被水解，因此可用斐林试剂进行检测；d中淀粉可被淀粉酶催化水解，因此,反应完成后,A、B两组都没有淀粉存在,用碘液检测不合理。2.如图表示的是某种酶作用的模型。下列有关叙述中，错误的是(D)A.该模型可以解释酶的专一性B.该模型显示,酶在反应前后质和量不变C.a催化d分解为e、fD.a表示酶,该模型可解释酶的多样性解析：由题图可知,a是酶，只能催化d分解为e、f,不能催化b、c分解,揭示了酶作用的专一性；a在反应前后性质和数量不发生改变;该图中只有一种酶a,不能解释酶的多样性。探究二酶的作用条件较温和1.探究温度对酶活性影响的实验方案步骤项目试管1试管2试管31加入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2放置在不同温度环境中0℃100℃60℃3加入新配制的不同温度环境中淀粉酶溶液1mL1mL1mL4反应时间5min5min5min5滴入碘液2滴2滴2滴6观察结果变蓝变蓝不变蓝(1)该实验的自变量是什么？实验是否要保持酶的最适pH条件?pH在该实验中属于什么变量？提示:该实验的自变量是温度。该实验需要在酶的最适pH条件下进行。pH在该实验中属于无关变量。⑵该实验的思路如图所示。为什么要将底物和酶溶液的温度控制到预设的温度后再混合？提示:严格控制实验的自变量，以免底物与酶接触时未达到预设温度而影响实验结果,增强实验的说服力。(3)探究温度对酶活性影响的实验中，能否用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解作为实验对象？提示:不能,过氧化氢在加热的情况下会分解。(4)探究温度对醐活性影响的实验中，能否用斐林试剂作为检测试剂？提示:不能。因为斐林试剂在使用时需要水浴加热,对反应温度形成干扰。.探究pH对酶活性影响的实验方案⑸该实验中，能否将步骤2、3调换?为什么？步骤操作试管1试管2试管31注入新鲜的肝脏研磨液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸储水1mL盐酸1mLNaOH溶液3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象大量气泡产生无明显气泡产生无明显气泡产生提示:不能。若调换步骤2、3,在调节pH之前,试管中已经发生了反应，会影响实验结果。(6)该实验不宜选用淀粉酶催化淀粉的水解做实验,为什么？提示：因为淀粉酶催化的底物一一淀粉在酸性条件下也会发生水解反应,无法排除无关变量的干扰。.底物和酶的浓度是影响酶促反应速率的因素,观察下面的模型，思考，讨论，回答下列问题。⑺甲中酶促反应速率随底物浓度如何变化？甲中当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再加快的原因是什么？提示:在其他条件适宜、酷浓度一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后,醐促反应速率不再增加;不再加快的原因是受到酶数量和酶活性的限制。(8)分析并描述乙曲线的含义。提示:在底物充足、其他条件都适宜的情况下,酶浓度与酶促反应速率呈正相关。底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响图甲中0P段酶促反应速率的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素可能为醐浓度或醐活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。抑制酶活性的两个模型模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;模型B中的抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型，使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。3.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响，图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是(C)A.图甲中T。表示淀粉酶催化反应的最适温度B.图甲中,L和n时淀粉酶的催化效率很低，但对酶活性的影响有本质的区别C.图乙中L到几的曲线表明随温度的升高,麦芽糖积累量不再增加，酶的活性已达到最大D.图乙中A点可能对应图甲中的温度为T。解析：由题图可知，图甲中T。时淀粉酶的活性最高,所以T。为淀粉酶的最适温度；图甲中,Ta时淀粉酶的催化效率很低是因为低温下淀粉酶的活性受到抑制,Tb时淀粉酶催化效率很低是因为高温破坏了酶的空间结