3.1.2影响酶促反应速率的因素课件高一上学期生物2

第2课时

影响酶促反应速率的因素1必备知识·自主学习

1.酶活性:酶催化特定_________的能力。2.酶活性的表示方法:一定条件下,___________________________。3.探究pH对酶活性的影响:(1)本实验的自变量:___,因变量:_______。(2)选取的酶:___________。(3)实验观察指标:滤纸片从液面下沉到_________所用时间。化学反应酶所催化某一化学反应的速率pH酶活性过氧化氢酶浮出液面影响酶活性的条件【问·答】探究pH对酶活性的影响时能否选择淀粉酶?为什么?提示:不能。酸性环境和碱性环境均可以使淀粉水解,实验中的变量不唯一,影响实验结果的分析。2关键能力·合作学习1、实验原理:①2H2O22H2O+O2

②滤纸片随着氧气泡的增多,逐渐浮出液面。2、实验设计:①自变量:H2O2溶液的pH。②无关变量:温度、H2O2溶液的浓度和量、滤纸片大小等。③因变量:滤纸片从液面下沉到浮出液面所用的时间。一、探究pH对酶促反应速率的影响:3、实验结果:①在最适pH时酶活性最大,酶促反应速率最大。②pH偏高或偏低,酶活性均降低。③pH过高或过低,酶会失活。特别提醒:①在探究酶的最适温度的实验中,材料不能用H2O2溶液,因为H2O2的分解本身受温度影响,温度越高,分解越快。②在探究酶的最适温度或pH的实验中,不能把酶与反应物混合后再控制相应的条件。应先将酶、反应物分别置于对应的温度或pH条件下,然后再混合。③该实验计时不是记录滤纸片从烧杯底部到浮出液面所用的时间,而是记录从液面下沉到浮出液面所用的时间,原因是滤纸片接触H2O2溶液即开始催化H2O2水解。

(1)最适温度时酶活性最大,酶促反应速率最大。(2)温度偏高或偏低,酶活性降低。(3)温度过高,酶会变性。二、温度对酶促反应速率的影响:特别提醒:①低温时酶的活性较低,但空间结构不会发生改变,升高一定温度,酶的活性会升高。②温度过高时酶的空间结构发生改变,即使降低温度,酶的活性也不能恢复。(1)当反应物浓度大大超过酶浓度时,酶浓度和酶促反应速率成正比例关系。(2)在酶浓度一定时,一定的反应物浓度范围内,酶促反应速率与反应物浓度成正比例关系;当反应物浓度达到某一定值后,再增加反应物浓度,酶促反应速率不再上升。三、酶浓度和反应物浓度对酶促反应速率的影响:

【知识拓展】影响酶活性的因素(1)温度和pH均通过影响酶的空间结构影响酶的活性。(2)激活剂:凡是能提高酶活性的物质,都是激活剂。许多酶只有当某一种激活剂存在时,才表现出催化活性或强化催化活性。激活剂种类有很多,有无机阳离子、无机阴离子、有机化合物。(3)抑制剂:能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质。①竞争性抑制:与底物结构类似的物质争先与酶的活性中心结合,从而降低酶促反应速率,这种作用称为竞争性抑制;②非竞争性抑制:抑制剂与酶活性中心以外的位点结合,底物仍和酶的活性中心结合,但酶不显示活性,这种作用称为非竞争性抑制。【典例示范】(2020·泰州高一检测)某兴趣小组为了探究温度对酶活性的影响,用打孔器获取新鲜的厚度为5mm的三片土豆,进行了以下实验。有关叙述不正确的是(

)实验步骤土豆片A土豆片B土豆片C①处理静置煮熟后冷却冰冻②滴加3%H2O21滴1滴1滴③观察实验现象产生大量气泡几乎不产生气泡产生少量气泡A.土豆片的厚度是该实验的自变量B.新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶C.高温和低温都能影响过氧化氢酶的活性D.该实验无法确定过氧化氢酶的最适温度【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点:【解析】选A。在实验中,自变量是由实验者操纵、掌握的变量。因变量是随自变量的变化而产生变化的变量,本实验中自变量为温度,温度的改变会引起酶活性的改变,A项错误;由表可知,在土豆片A中会分解产生大量的气泡,在土豆片B中,由于高温使酶失活,几乎不会被分解产生气泡,在土豆片C中,由于低温使酶活性降低,分解产生少量的气泡,三种不同处理后的土豆片分解的能力不同,所以可以推测新鲜土豆组织中含有过氧化氢酶,B项正确;由表可知,在土豆片A中会分解产生大量的气泡,在土豆片B中,由于高温使酶失活,几乎不会被分解产生气泡,在土豆片C中,由于低温使酶活性降低,分解产生少量的气泡,通过对比实验结果,可以推测出高温和低温都能影响过氧化氢酶的活性,C项正确;由表可知,本实验中实验组温度梯度设置的太大,实验组太少,所以无法确定过氧化氢酶的最适温度,D项正确。【母题追问】(1)上述实验的无关变量是什么?是否会对实验现象产生影响?提示:土豆片的新鲜程度、厚度、H2O2的量、浓度等。会,无关变量是指除自变量之外仍对实验结果造成影响的可变因素。(2)上述土豆片换成等量的唾液淀粉酶,实验现象是否相同?为什么?提示:不同。酶具有专一性,唾液淀粉酶只能水解淀粉,不能催化H2O2分解。【审答误区】本题常见错因有两种:(1)不能通过审题得到关键信息:例如自变量是温度(室温、高温、低温),因变量是气泡产生数目。(2)不能根据实验现象进行分组对照从而得出结论,例如A、B对照,可以得出高温对酶活性的影响。【方法规律】【类题精炼】如图为不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用结果,下列相关分析正确的是(

)A.该实验可用来探究pH对该淀粉酶活性的影响为4和pH为8时该淀粉酶的活性相同由9调节到8时,试管中淀粉的量不变D.该实验可用碘液来准确测定淀粉分解的量【解析】选A。该实验的自变量为pH,因变量为淀粉剩余量相对值,此实验可用于探究不同pH对淀粉酶活性的影响,A项正确;图中未标出pH为4和pH为8时的淀粉剩余量相对值,因此无法判断,B项错误;由图可知,淀粉酶的最适pH在7左右,而pH为8时的淀粉酶活性未知,但可以确定pH为8时的淀粉酶活性高于pH为9时的淀粉酶活性,且pH为9时淀粉酶没有完全失活,因此pH由9调节到8时淀粉酶的活性会增高,淀粉剩余量减少,C项错误;淀粉遇碘液呈蓝色,可用于淀粉的检测,但无法准确测定淀粉分解的量,D项错误。【补偿训练】下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,a～d代表试管,①～⑦代表实验步骤。对该实验方案的有关评价,错误的是(

)A.淀粉酶的用量属于自变量B.②和④会影响酶的活性C.②④和⑥的温度设置错误D.④和⑥的顺序有误步骤abcd①淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL唾液淀粉酶溶液2mL②50～65℃温水中水浴加热10min③将c倒入a,将d倒入b④50～65℃温水中水浴加热10min⑤加入现配的斐林试剂溶液2mL⑥37℃恒温水浴⑦观察并记录颜色变化【解析】选A。由题干信息可知,验证酶专一性的方式是用同一种酶催化不同物质的反应,因此淀粉酶的用量在不同实验组应完全相同,不属于自变量,故A错误;酶的催化活性受温度影响,故B正确;由于唾液淀粉酶的最适温度是37℃左右,而斐林试剂与还原糖发生反应的最适温度是50～65℃,因此②④和⑥的温度设置错误,故C正确;加入现配的斐林试剂溶液2mL后,需要在50～65℃温水中水浴加热10min,故D正确。3核心素养·情境探究【生活情境】

下面请看某工厂生产的一种加酶洗衣粉包装袋的使用说明书。XX牌加酶洗衣粉成分:碱性蛋白酶等用法:洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳。注意:切勿用于丝质及羊毛衣料。用后洗净双手。探究:(1)使用说明中为什么强调丝质及羊毛衣料不能用该洗衣粉洗涤?(社会责任)提示:丝质、毛织物中主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉含有生物催化剂酶,可以催化蛋白质的分解,容易毁坏衣物。(2)加酶洗衣粉洗涤时宜用温水,热水或冷水是否可以?为什么?(社会责任)提示:均不可以。低温会抑制酶的活性,使酶的催化效率降低,达不到理想的洗涤效果;高温会破坏酶的空间结构,使酶永久失活,同样达不到理想的洗涤效果。【生活情境】饮茶对防辐射、抗癌症有很大的益处。茶叶中的茶多酚可以减轻辐射对人体的危害,对造血功能有显著的保护作用。茶多酚是茶树的叶肉细胞内的一种植物碱,可以在氧化酶的作用下被氧化,氧化的茶多酚使茶叶变红。根据这一原理,人们制作出了绿茶、红茶、乌龙茶等品种的茶叶。探究:(1)在制作绿茶时有一道工序是迅速将温度提高到70℃左右,其目的是什么?(生命观念)提示:使氧化酶变性失活,使茶叶不会因茶多酚氧化而变色,从而保持茶叶鲜绿。(2)在制作红茶时,需要将茶叶保持在30℃～40℃发酵一段时间,原理是什么?(生命观念)提示:增强氧化酶的活性,使茶多酚氧化变为红色,从而使茶叶变为红褐色。(3)乌龙茶是一种半发酵的茶,即茶叶边缘呈红色,中间为绿色,试推测制作乌龙茶的大致思路。(科学探究)提示:通过某种手段提高茶叶边缘氧化酶的活性,使茶多酚氧化变为红色,而使中间部分氧化酶失活。4课堂检测·素养达标酶的催化效率受pH影响,人体消化道不同部位的消化酶最适pH不同。如图表示某种消化酶催化效率与pH的关系,据此推测该酶最可能是 (