2021-2022学年-人教版-必修一-酶的特性-学案

第2课时酶的特性(见学生用书P49)1.通过阅读酶的相关资料,理解酶的定义及初步了解酶的特性。2.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,培养科学探究的素养。3.通过分析温度和pH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。一、酶的定义酶是①活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是②蛋白质。

二、酶的特性1.高效性:与③无机催化剂相比,酶的催化效率更高。

2.专一性:每一种酶只能催化④一种或一类化学反响。

3.作用条件较温和:酶所催化的化学反响一般是在比拟⑤温和的条件下进行的。

三、探究影响酶活性的条件(1)实验步骤:将多组酶和底物分别在一系列等梯度的⑥温度条件下发生反响,观察各组反响的速率。

(2)实验结论:在一定范围内,随温度升高,酶促反响的速率上升,但当温度升高到⑦最适温度后,随温度上升,酶促反响速率下降,当温度超过一定值时,酶发生⑧变性失活。

(1)实验步骤:将多组酶和底物分别在一系列等梯度的⑨pH条件下发生反响,观察各组反响的速率。

(2)实验结论:在一定范围内,随pH升高,酶促反响的速率上升,但当pH升高到⑩最适pH后,随pH上升,酶促反响速率下降,当pH低于或高于一定值时,酶发生变性失活。

阅读课本,判断正误。1.在测定唾液淀粉酶活性时,将溶液pH由3提高到6的过程中,该酶的活性将不断上升。(×)2.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于不同温度下保温。(×)3.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。(×)4.用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型的加酶洗衣粉好。(×)5.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×)6.酶活性最高时的温度不适合酶的保存。(√)与酶相关的实验1.如何设计实验验证酶具有催化作用?答案实验组:底物+适量的酶液;对照组:底物+适量且等量的蒸馏水,观察两组底物是否被分解。实验组底物被分解,对照组底物未被分解,从而证明了酶具有催化作用。2.酶有哪些特性?如何设计实验验证酶的专一性?答案酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性。验证酶的专一性可以设计两个实验方案。方案一:用同种酶催化两种不同的物质。例如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解,通过斐林试剂检测复原糖发现淀粉酶能够催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。方案二:用不同酶催化同一物质。例如用淀粉酶和蔗糖酶分别催化同一物质淀粉,通过碘液检测发现淀粉酶能催化淀粉水解,蔗糖酶不能催化淀粉水解。但是,要验证某种特定酶的专一性,只能采用方案一。3.在探究温度对酶活性影响的实验中,底物为什么不能选择H2O2?当用淀粉作底物时,其自变量和因变量分别是什么?能否用斐林试剂检测实验结果?答案底物不能选择H2O2,因为加热会促进H2O2的分解。底物可选择可溶性淀粉溶液,自变量为温度,因变量为酶的活性(通过一定时间内反响物的剩余量或生成物的生成量表达),该实验结束后,用碘液检测淀粉的剩余量,蓝色越浅,说明反响速率越快,酶活性越高。不能用斐林试剂检测复原糖的生成量,因为斐林试剂需要水浴加热,会对自变量造成干扰。为了在实验过程中严格控制自变量,应该在酶和底物接触之前分别对酶和底物控制温度,酶和底物都到达相应的温度后再混合,保证反响从始至终在该温度下进行。4.哪些因素会破坏酶的空间结构?答案过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。要选择好检测反响物的试剂,如果反响物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,那么宜选用斐林试剂检测反响物是否被分解,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(1)实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜,肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解,使组织中酶分子的数量减少且活性降低。(2)滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管,因为酶的催化效率具有高效性,少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性。(1)由于H2O2不稳定,因此探究温度对酶活性的影响时,不选择H2O2作反响物。(2)本实验不宜选用斐林试剂鉴定,温度是干扰条件。(3)预设温度:在酶和底物接触之前分别对酶和底物控制温度,酶和底物都到达相应的温度后再混合。4.随反响时间的延长,酶活性逐步降低。右图表示酶的有关实验:取甲、乙、丙三支洁净的试管,分别往甲、乙试管中注入3mL淀粉糊,往丙试管中注入3mL蔗糖溶液。然后往甲、丙试管中各注入2mL新鲜的小麦淀粉酶滤液,往乙试管中注入2mL清水,振荡这三支试管。以下说法正确的选项是()。A.往三支试管中分别滴入1滴碘液,在35℃水浴中保温5min,甲、乙试管中的溶液都变蓝B.三支试管内各物质的量要求相同,是为了排除物质用量的不同对实验结果的影响C.35℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度解析甲试管中的淀粉被淀粉酶水解,丙试管中不存在淀粉,所以滴入碘液后只有乙试管中的溶液变成蓝色,A项错误;该实验只在一种温度条件下进行,所以不能说明35℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度,C项错误;该实验可以用斐林试剂检验颜色变化,其中甲试管中会出现砖红色沉淀,D项错误。答案B解此题需分析淀粉酶的专一性。淀粉酶只能水解淀粉,形成麦芽糖(复原糖),这是实验原理之一。淀粉遇碘液变蓝色,复原糖与斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀,这也属于实验原理。通过曲线分析研究影响酶促反响的因素1.假设探究不同温度条件下淀粉酶催化淀粉的水解,实验的自变量和无关变量分别是什么?如何检测和观察实验结果(因变量)?答案自变量:不同的温度。无关变量:酶的浓度和用量、淀粉的用量、碘液的用量、反响时间等。通常在反响后的各试管中滴加碘液,观察各试管中溶液是否变蓝以及蓝色深浅。2.低温条件下,酶为什么能保持催化活性?答案低温能使酶的活性降低,但酶的空间结构没有被破坏,在适宜的温度下,酶活性可以恢复,所以酶适于在低温下保存。3.右图表示温度对酶促反响速率的影响曲线,请画出pH、酶浓度、底物浓度对酶促反响速率的影响曲线。答案见以下图。(在底物足量的情况下)该知识点要注意两个方面:一是分析温度、pH对酶促反响速率关系的曲线时,一定要注意分段表达自变量(温度或pH)与因变量(酶促反响速率)的关系;二是实验过程中一定要遵循单一变量原那么,如探究温度对酶促反响速率的影响时,各组应分别在事先设置好的不同温度条件下实验。当检测淀粉是否被水解时,注意不能改变各组实验的温度,此时可用碘液检测,而不宜使用斐林试剂,因为使用斐林试剂检测会改变原实验组的温度。另外,酶的浓度和底物的浓度对反响速率也有影响,底物浓度一定时,在一定范围内反响速率与酶浓度成正比;当底物浓度较低时,反响速率随底物浓度的增加而加快。以下图1表示温度对酶促反响速率的影响示意图,图2的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图,那么图2中能表示当温度增加一倍时生成物量与时间的关系的是()。解析温度由a变为2a时,酶的活性变大,酶的活性只会改变反响的速率,而不会改变化学反响的平衡点,所以到达平衡的时间减少,如图中曲线2所示。答案B酶发挥催化效应需要适宜的条件,如适宜的温度、适宜的pH等,这些条件可以由体内细胞提供,也可以人为地为酶提供体外的催化条件;当酶存在的环境变得不适合酶催化化学反响时,酶的活性会降低,甚至丧失。酶一旦丧失活性,无论怎样将条件变回酶的最适宜条件,酶的活性都不会恢复,如以下图,底物的量与温度变化关系曲线表达了这一点。生命观念——酶的结构决定其功能酶是具有生物活性的蛋白质或RNA,它具有复杂的空间结构。能够与酶的空间结构相互识别、作用并发生反响的物质才是酶的作用底物,这表达了酶的专一性。同时,因为酶的空间结构复杂,当受到外界条件(过酸、过碱、温度过高等)的影响时,其空间结构容易发生变化,从而影响其催化功能,这表现为酶的催化需要适宜的环境条件。内化运用根据酶的特