高中生物《酶的作用和本质》教学课件6

二酶的特性一、酶的本质1.产生场所:_______。2.生理作用:_________。3.化学本质:____________。活细胞催化作用蛋白质或RNA二、酶的特性(连线)三、影响酶活性的因素下列是温度和pH对酶活性的影响示意图,请写出其中某点或某段表示的含义。图中P点表示_________,Q点表示_______,偏离P点或Q点,酶的活性_____。最适温度最适pH降低【预习自测】1.当人所处的环境温度从25℃下降到5℃时,体内酶活性的变化为(

)A.不确定B.不变C.降低D.增加【解析】选B。因为人是恒温动物,其体温不会随外界环境温度降低而改变,所以体内酶活性基本不变。2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是(

)A.淀粉酶 B.蛋白酶C.脂肪酶 D.麦芽糖酶【解析】选B。唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质,酶具有专一性。3.淀粉酶只能催化淀粉的水解,不能催化蛋白质的水解。这一事实说明(

)A.酶具有多样性 B.酶具有专一性(特异性)C.酶具有高效性 D.酶的化学成分是蛋白质【解析】选B。由题意可知,淀粉酶只能催化淀粉的水解,不能催化蛋白质的水解,这一事实说明酶的作用具有专一性。4.在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁,在不损伤植物细胞内部结构的情况下,下列哪种物质可用于去除细胞壁(

)A.蛋白酶 B.纤维素酶C.盐酸 D.淀粉酶【解析】选B。细胞壁的成分是纤维素和果胶,蛋白酶的作用是催化蛋白质的水解,不能除去细胞壁,A错误;纤维素酶的作用是催化纤维素的水解从而除去细胞壁,B正确;盐酸不能除去细胞壁,还能杀死细胞,C错误;淀粉酶的作用是催化淀粉的水解,不能除去细胞壁,D错误。主题1酶的高效性和专一性【问题探究】1.酶的高效性:若通过实验验证酶的高效性,探讨实验思路和可能出现的实验现象。(1)实验思路:________________________________________________。用酶和无机催化剂催化同一化学反应,观察反应的速率(2)实验现象:_______________________________________。酶促反应速率明显高于无机催化剂催化速率2.酶的专一性:(1)为验证酶的专一性,某同学设计了以下表格,请填写两组实验的实验现象。项目检测试剂现象实验组淀粉酶+淀粉碘液_______对照组蔗糖酶+淀粉碘液_____不变蓝变蓝(2)上述实验中,除了碘液可作为检测试剂外,还可用什么试剂检测淀粉是否被分解?试剂:_________。原因:_____________________________________________________________________________。斐林试剂淀粉酶能水解淀粉产生麦芽糖,在水浴加热条件下斐林试剂能与麦芽糖产生砖红色沉淀(3)验证酶的专一性,实验组仍然为“淀粉酶+淀粉”,对照组的设置除上表方法外,还可以设置为_____________。淀粉酶+蔗糖【探究总结】探究酶专一性的实验设计思路【探究训练】据表分析,下列说法正确的是(

)组别①②③3%淀粉溶液2mL2mL2mL2%α-淀粉酶溶液1mL1mL1mL反应温度0℃60℃100℃碘液2滴2滴2滴A.α-淀粉酶溶液的用量是无关变量B.本实验探究的是淀粉酶具有专一性C.淀粉溶液和酶溶液可直接混合后再在相应温度下保温D.①③组实验结果均出现蓝色,其原因都是酶永久失活【解析】选A。题中自变量是温度,其他条件如α-淀粉酶溶液的用量是无关变量;本实验探究的是温度对酶活性的影响;探究温度对酶活性的影响时,应先将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别控制到相同温度后再混合;0℃时,淀粉酶活性很低,但未失活,100℃时淀粉酶变性永久失活。【补偿训练】现有3支试管A、B、C,先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液,再按下图中所示步骤操作,然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是(

)A.实验结果是B、C试管内出现砖红色沉淀B.A和C试管对照,说明酶的活性受温度的影响C.实验结果是A试管内出现砖红色沉淀D.A和B试管对照,说明酶具有专一性【解题指南】解答本题的关键是分清不同试管作对照时的自变量,根据因变量的变化得出相应的结论。【解析】选A。酶具有专一性。胃蛋白酶不能分解淀粉,所以B试管不会出现砖红色沉淀;C试管的唾液淀粉酶煮沸10min后失去了活性,所以不会催化淀粉分解,该试管也不会出现砖红色沉淀。主题2探究温度、pH对酶活性的影响【问题探究】绝大多数酶的化学本质为蛋白质,很多理化因素都能使蛋白质因变性而失活,如温度、pH、重金属盐离子等均影响酶的活性。1.探究温度对酶活性的影响:(1)探究温度对酶活性的影响时,过氧化氢酶能否作为实验材料?提示:不能,因为温度会影响过氧化氢的分解,影响实验结果。(2)根据教材所给试剂和器材,完成实验设计。步骤试管编号123加入3%可溶性淀粉溶液2mL________提供环境温度____________________________________保温5min__________2mL2mL温水(60℃)沸水(100℃)冰水(0℃)5min5min步骤试管编号123注入2%新鲜淀粉酶溶液(已保温至相应温度)1mL________继续保温5min__________滴入碘液1滴________实验现象无明显变化______________1mL1mL5min5min1滴1滴变蓝色变蓝色(3)实验结论:________________________________________________________________。酶的催化作用需要适宜的温度,高于或低于最适温度都会使酶的活性降低2.探究pH对酶活性的影响:(1)探究pH对酶活性的影响时,能否选择淀粉酶作为实验材料?提示:不能选择淀粉酶,因为在酸性条件下淀粉会被分解,影响实验结论。应选取过氧化氢酶作为实验材料。(2)实验设计:步骤试管编号12320%肝脏研磨液1mL________蒸馏水1mL5%氢氧化钠溶液1mL5%盐酸溶液1mL1mL1mL步骤试管编号1233%过氧化氢溶液1mL1mL1mL振荡试管实验结果产生大量气泡______________________无明显气泡无明显气泡(3)实验结论:____________________________________________________________。酶的催化作用需要适宜的pH,低于或高于最适pH都会使酶的活性降低【拓展延伸】一定不能将酶和反应物混合后再调节温度或pH,否则会造成混合之后酶与反应物立即发生反应,从而导致实验因未达到预设条件而失败。【探究总结】探究影响酶活性实验的“四步曲”(1)分组编号:将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。(2)控制变量:控制影响酶活性的条件(如温度),即首先将底物、酶液分别处理到预设的温度。(3)进行反应:让酶液与底物混合,仍在预设的条件(如温度、pH等)下反应,无关变量保持相同。(4)结果检测:检测实验的因变量,观察并记录实验结果,推出结论。【探究训练】1.(2016·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是(

)A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)关键词:酶活力(即酶活性)、缓冲液(调节酸碱度)、底物(参与生化反应)。(2)解题关键:明确实验的基本原则——单一变量原则。【解析】选C。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中,除酶本身外其余条件应保持适宜,即无关变量不能影响酶活力;在该实验中pH为无关变量,为了排除pH的干扰,应在酶和底物混合之前加入缓冲液,为酶促反应提供稳定的pH环境,故C项正确。2.下列有关酶的实验的叙述正确的是(

)A.探究温度和pH对酶活性的影响时,分别选用淀粉和H2O2作为底物B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,可用碘液检测实验结果C.用H2O2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序:淀粉+淀粉酶→置于相应水浴温度5min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化【解析】选A。探究pH对酶活性的影响,自变量是pH,可选择H2O2为底物;探究温度对酶活性的影响,自变量是温度,可以选用淀粉作为底物,A正确;由于蔗糖是否发生水解,都不与碘液反应,因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检测实验结果,B错误;用H2O2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放的速率可达到目的,由于底物量一定,最终实验组和对照组气泡或者氧气释放量应该相同,C错误;探究淀粉酶的最适温度的实验顺序:淀粉、淀粉酶分别置于相应水浴温度5min→将相同温度下的酶和底物混合保持5min→滴加碘液→观察溶液颜色变化,不能先将酶和底物混合再置于相应水浴温度5min,因为酶有高效性,会迅速将底物分解;不能用斐林试剂检测实验结果,因为斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,破坏设定的温度条件,D错误。【补偿训练】为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是(

)实验编号探究课题选用材料与试剂A温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液B温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液实验编号探究课题选用材料与试剂CpH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液DpH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、新制的麦芽糖溶液、斐林试剂【解题指南】解答本题时注意所选材料不能受反应条件影响,如过氧化氢的分解受温度影响。【解析】选B。A项中,过氧化氢受热会分解,所以不适合探究温度对酶活性的影响,故错误。B项中,在不同温度下,根据蓝色的深浅或是否变蓝,来确定淀粉在淀粉酶作用下的分解速度,故正确。C项中,淀粉不能被蔗糖酶分解,故该实验不能鉴定pH对酶活性的影响,故错误。D项中,麦芽糖不会被淀粉酶分解,因此该实验不适合鉴定pH对酶活性的影响,故错误。主题3分析影响酶促反应的因素【问题探究】1.温度和pH对酶活性的影响:甲、乙两图分别是温度和pH对酶活性影响的示意图,分析比较甲、乙两图,回答下列问题:(1)分析两曲线的起点。甲图起点酶活性不为0的原因:_______________________________________;乙图起点酶活性为0的原因:_____________________________________。低温时并不破坏酶的结构,酶活性并未丧失过酸条件下,破坏了酶的结构,酶失去活性(2)分析甲图曲线不同区段随温度的变化酶活性是如何变化的。A～B段:酶活性随温度升高而_____;B～C段:酶活性随温度升高而__________________。升高降低,甚至变性失活(3)乙图曲线中,若酶起始条件的pH为a,则将pH调至其最适pH下,该酶活性如何变化?提示:酶活性不变。因为pH为a时,酶的活性完全丧失,即使恢复到最适pH,酶的活性也不能恢复。2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响:(1)甲图中在其他条件适宜、酶浓度一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度的改变怎样变化?提示:酶促反应速率随底物浓度增大而加快,但当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增大。(2)分析甲图曲线不同区段限制酶促反应速率的因素。A～B段限制因素:_________;B以后稳定阶段限制因素:___________________。(3)乙图显示在底物足够、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率和酶浓度之间的关系_______。底物浓度酶的数量和酶的活性成正比【规律方法】突破酶促反应速率影响因素曲线图的一般方法(1)识标:理解图中纵坐标和横坐标的含义,一般横坐标表示温度、pH、反应时间等,纵坐标表示反应速率等。(2)明点:分析图中起止点和最高点的含义,一般起点为零,最高点表示最适温度或pH,酶的活性最大,止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。(3)析图:根据相关原理判断曲线的变化情况,具体看曲线是上升还是下降,从而确定酶促反应速率的变化趋势。【探究总结】温度和pH影响酶活性的特点(1)温度影响酶的活性:低温时酶的活性会降低,但酶的空间结构不会被破坏,在适宜温度下酶的活性可以恢复。而高温、过酸、过碱均会破坏酶的空间结构。(2)不同酶的最适温度可能不同:一般来说,动物体内酶的最适温度在35～40℃,植物体内酶的最适温度在40～50℃。(3)不同酶的最适pH可能不同:如动物体内酶的最适pH大多在6.5～8.0,但胃蛋白酶的最适pH为1.5。(4)影响酶促反应速率的因素及其作用实质:【探究训练】1.关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是(

)A.不同酶的最适温度可能相同B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果【解析】选B。在某种恒温动物如人体内各种酶的最适温度均为37℃左右,A正确;随着温度降低,酶的活性下降,酶促反应的活化能不变,B错误;低温有利于酶的保存,C正确;高温下酶空间结构被破坏导致酶失活,D正确。2.(2017·德州高一检测)啤酒生产时,麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量,因此,制备麦芽过程中需降低其活性。下图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是(

)A.PPO催化多酚类物质的氧化反应B.相同温度时,pH7.8的酶促反应产物比pH8.4的少C.在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度80℃、pH8.4D.高于90℃,若PPO发生热变性,一定温度范围内温度越高变性越快【解析】选C。PPO是酶,起到催化作用,故A正确。由题图可知在相同温度下pH8.4是最适的pH,酶活性最高,所以pH7.8的酶促反应产物比pH8.4的少,故B正确。在制备麦芽过程中应抑制PPO的活性,而在温度为80℃、pH8.4时其活性最高,故C错误。高于90℃,若PPO发生热变性,PPO最可能是蛋白质,一定温度范围内温度越高变性越快,故D正确。【补偿训练】1.如图表示在最适温度和最适pH条件下,反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是(

)A.曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系B.限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为反应物浓度C.形成曲线c的原因可能是B点时酶量增加或适当升温D.若在适当升高温度条件下重复该实验,图中A点位置将下移【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)对于曲线图的分析,曲线表示的是因变量与哪些自变量之间的关系,即分析好曲线的横纵坐标,会找出曲线的拐点并描述曲线的走势。(2)知道反应速率除了受反应物浓度影响外,还受温度、酶活性、酶