人教版高中生物必修1分子与细胞第5章第1节第2课时酶的特性和影响酶活性的条件课件

第2课时酶的特性和影响酶活性的条件第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶1．高效性(1)含义：与__________相比，酶的催化效率更高。(2)意义：保证了________的快速进行；保证了细胞内________的稳定。知识点1酶具有高效性和专一性无机催化剂细胞代谢能量供应酶具有高效性的实质是什么？提示：与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著。2．专一性(1)含义：每一种酶只能催化__________化学反应。(2)实验验证①实验原理：淀粉和蔗糖都是______糖。它们在酶的催化作用下都能水解成______，在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用________鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。一种或一类非还原还原糖斐林试剂②方法步骤试管编号12可溶性淀粉溶液2mL－蔗糖溶液－2mL新鲜的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保温5min新配制的斐林试剂2mL2mL沸水浴煮沸1min实验现象__________________________有砖红色沉淀没有砖红色沉淀(3)实验结论：淀粉酶只能催化____水解，而不能催化____水解，酶具有______。淀粉蔗糖专一性基于对酶的高效性和专一性的认识，判断下列表述是否正确。1．细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性有关。

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)2．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

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)3．能够催化酶水解的酶是蛋白酶。

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)提示：酶的化学本质是蛋白质或RNA，催化其水解的酶是蛋白酶或RNA酶。√√×4．二肽酶能够催化多种二肽水解，说明不是所有的酶都具有专一性。

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)提示：二肽酶能催化多种二肽水解，而不能催化多肽水解，说明酶具有专一性。×探究：酶专一性实验的变量分析及鉴定试剂的选择等1．根据教材“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，分析回答下列有关问题：(1)该实验的自变量和因变量分别是什么？提示：自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。(2)该实验能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？提示：不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。(3)写出该实验的其他设计思路。提示：探究不同种类的酶能否催化一种底物的水解。2．如图可以解释酶具有专一性及其原理，据图分析各字母代表什么意义。提示：图中A表示酶，B表示被A催化分解的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。[深化归纳]1．酶的高效性及实验设计(1)实验组：底物＋酶→底物分解速度(或产物形成速度)。(2)对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速度(或产物形成速度)。(3)酶具有高效性的曲线(如图)2．酶的专一性及实验设计(1)设计思路验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：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。(2)设计方案项目方案一方案二对照组实验组对照组实验组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂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(3)酶具有专一性的曲线(如图)[对点练习]1．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是(

)组别①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖A．①和③对比，用双缩脲试剂检测B．②和④对比，用碘液检测C．④和⑤对比，用斐林试剂检测D．③和④对比，用斐林试剂检测B

[蛋白酶和淀粉酶的化学本质都是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变成紫色，A不合理；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测，B合理；麦芽糖和其水解产物葡萄糖都属于还原糖，故不能用斐林试剂检测麦芽糖是否发生了水解反应，C不合理；斐林试剂不能检测蛋白质是否水解，D不合理。]√2．某同学为验证酶的专一性和高效性设计了两套实验方案，如表所示。实验温度和pH均处于适宜条件。下列相关叙述错误的是(

)方案催化剂底物①淀粉酶、蔗糖酶淀粉②过氧化氢酶、FeCl3溶液过氧化氢A．方案①的自变量是酶的种类，淀粉溶液浓度属于无关变量B．方案①的目的是验证酶的专一性，可用斐林试剂或碘液检测C．方案②的pH和温度都属于无关变量，不会影响实验结果D．方案②的目的是验证酶的高效性，加酶组产生气泡速率快√C

[方案①是验证酶的专一性，自变量是酶的种类，其他条件如淀粉溶液浓度属于无关变量，A正确。淀粉在淀粉酶的作用下水解为麦芽糖，麦芽糖是还原糖，可以用斐林试剂检测；淀粉在蔗糖酶的作用下不发生水解反应，淀粉是非还原糖，与斐林试剂作用无砖红色沉淀生成，故方案①的目的是验证酶的专一性，可用斐林试剂检测；淀粉遇碘变蓝，一组淀粉水解，另一组淀粉没有水解，也可用碘液进行检测是否将淀粉水解，B正确。方案②验证酶的高效性，自变量是催化剂的种类，pH和温度属于无关变量，会影响实验结果，故无关变量应保持相同且适宜，C错误。方案②的目的是验证酶的高效性，相同的时间内加酶的一组产生气泡数较多，加酶组产生气泡速率快，D正确。]1．酶活性及其表示方法(1)酶活性：酶催化__________________称为酶活性。(2)表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的____表示。知识点2酶的作用条件较温和特定化学反应的能力速率2．酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较____的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法，分别得到了酶的活性受温度和pH影响的示意图。温和(1)酶活性受温度影响示意图(如图)在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而____；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而____。加快下降(2)酶活性受pH影响示意图(如图)在一定条件下，酶活性最大时的pH称为该酶的最适pH。pH偏高或偏低，酶促反应速率都会____。(3)过酸、过碱或温度过高时，酶失活的原因是____________________；酶制剂适宜在____下保存的原因是_______________________________________________________________________________。(4)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____。下降酶的空间结构遭到破坏低温在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高1.5人发烧时不想吃东西，原因是什么？提示：体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。3．细胞代谢有序进行的原因(1)原因：细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与________________有关。(2)实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，互不干扰。酶在细胞中的分布基于对影响酶活性的因素的认识，判断下列表述是否正确。1．高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。

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)2．如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以用淀粉的分解速率表示，也可以用淀粉水解产物的生成速率表示。

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)3．pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解。

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)4．探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。

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)√√√√材料1新买的果蔬放在冰箱中冷藏保鲜、用加酶洗衣粉时最好用温水处理洗涤衣物、发烧后往往食欲不振，这些现象都与酶的活性有关。影响酶活性的条件有哪些？下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对淀粉酶活性影响的实验步骤和pH对过氧化氢酶活性影响的实验步骤。实验1探究温度对酶活性的影响步骤试管11′22′33′淀粉溶液2mL－2mL－2mL－淀粉酶溶液－1mL－1mL－1mL不同温度下处理5min0℃60℃100℃将同一温度下的两种物质混合后保温5min滴加碘液1滴1滴1滴结果(现象)变蓝不变蓝变蓝实验2探究pH对酶活性的影响步骤试管编号12320%的肝脏研磨液1mL1mL1mL蒸馏水1mL－－0.01mol/L的氢氧化钠溶液－1mL－步骤试管编号1230.01mol/L的盐酸溶液－－1mL3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL振荡试管结果有大量气泡产生无明显气泡无明显气泡材料2为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图所示。1．同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？提示：保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。2．能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？提示：不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化3．在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？提示：不能。因为加热会改变反应体系的温度，从而给实验引入额外变量。4．实验2中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH?提示：不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。5．实验2能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？提示：不能。因为调节pH所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉分解的检测，碱性条件下会干扰碘液与淀粉的蓝色反应，斐林试剂的碱性会影响淀粉酶的活性。6．在时间t1之前，若A组温度提高10℃，则A组酶催化反应的速度会如何变化？提示：加快。7．如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量如何变化？并说明理由。提示：不变。60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加。[深化归纳]1．探究影响酶活性的实验设计思路(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、pH等)，即首先将底物、酶液分别处理到预设的条件下。(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。2．温度、pH对酶活性的影响(1)图甲曲线分析①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。②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，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。(2)图乙曲线分析纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为较适宜的pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。3．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。(2)图乙：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。[对点练习]3．图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是(

)A．温度降低时，e点不移，d点右移B．H2O2量增加时，e点不移，d点左移C．pH＝c时，e点为0D．pH＝a时，e点下移，d点左移√A

[温度降低时，过氧化氢酶的活性降低，产生O2的总量不变，反应速率减慢，d点右移，A正确；H2O2量增加，产生的O2量增加，e点上移，d点右移，B错误；pH＝c时，酶失活，但H2O2在常温下也会分解，e不为0，C错误；pH＝a时，酶的活性低于pH＝b时的活性，反应速率较慢，d点右移，e点不动，D错误。]易错警示

(1)适当增加酶的浓度会提高反应速率，但生成物的量不会增加；在一定条件下，若适当增加反应物的浓度，提高反应速率的同时生成物的量也增加。(2)不同因素影响酶促反应速率的本质不同①温度和pH通过影响酶的活性而影响酶促反应速率。②底物浓度和酶浓度通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。③抑制剂、激活剂也影响酶活性。4．为探究影响酶活性的因素，某同学设计了一个实验方案，见下表：试管底物和试剂实验条件1号1cm3瘦肉块＋4mL蒸馏水37℃水浴；pH＝1.52号1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶①________；pH＝1.53号1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶0℃水浴；pH＝1.54号1cm3瘦肉块＋4mL胃蛋白酶37℃水浴；pH＝8(1)请完成实验设计：①应为____________。(2)与1号试管相比，2号试管出现的现象是_____________________，这一现象说明酶具有____________作用。(3)2、3号试管为一组对照实验，本组实验中要探究的自变量是________，请为该组实验拟定一个课题名称：_____________________________。37℃水浴瘦肉块减小甚至消催化温度探究温度对胃蛋白酶活性的影响(4)2、4号试管为一组对照实验，本组实验中要探究的自变量是________，因变量可通过观察_____________________________________________________来确定。温度属于________变量。pH相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)无关[解析]

(1)由题意可知，本实验意在探究温度、pH对酶活性的影响，实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，所以3号试管的实验条件①应为37℃水浴。(2)1号试管中加入的是蒸馏水，2号试管中加入的是胃蛋白酶，酶具有催化作用，瘦肉块中富含蛋白质，所以胃蛋白酶会催化瘦肉块水解，因此与1号试管相比，2号试管出现的现象是瘦肉块减小甚至消失，这一现象说明酶具有催化作用。(3)2、3号试管为一组对照实验，其中变化的量是温度，说明本组实验中要探究的自变量是温度，为该组实验拟定的课题名称是探究温度对胃蛋白酶活性的影响。(4)2、4号试管为一组对照实验，其中变化的量是pH，说明本组实验中要探究的自变量是pH，因变量可通过观察相同时间内瘦肉块大小的变化来确定，相同时间内瘦肉块大小减少得越多，说明酶活性越高。温度不是2、4号试管要探究的因素，所以温度属于无关变量。1．无机催化剂催化的化学反应范围比较广，但一种酶只能催化一种或一类化学反应。2．细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。3．许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，但酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。4．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。5．酶制剂适宜在低温下保存。1．某生物兴趣小组利用下图所示实验装置开展了对酶的实验研究。下列分析错误的是(

)A．实验中产生大量气体，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B．一段时间后量筒中气体量不再增加，是过氧化氢酶消耗完所致C．若适当增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气泡的速率将加快D．若增加用二氧化锰替代新鲜土豆片的实验，可用于证明酶的高效性课堂检测素养测评243题号15√B

[实验中产生大量气体，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，过氧化氢在过氧化氢酶催化下生成氧气，所以产生的气泡是氧气，A正确；一段时间后量筒中气体量不再增加，是过氧化氢消耗完所致，B错误；若适当增加新鲜土豆片的数量，过氧化氢酶浓度增大，量筒中产生气泡的速率将加快，C正确；要证明酶的高效性需要用无机催化剂和酶作对比，新鲜土豆片含有过氧化氢酶，若增加用二氧化锰替代新鲜土豆片的实验，可用于证明酶的高效性，D正确。]243题号152．如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是(

)A．图中代表酶的是AB．底物与酶特定部位的结合具有专一性C．酶能提供化学反应所需的活化能D．反应前后酶的质量不变√243题号15C

[图中的A在化学反应前后其性质和数量不变，代表酶，A、D正确；由图知，酶分子有一定的形状，恰好能和底物分子结合形成酶—底物复合物，即底物与酶特定部位的结合具有专一性，体现了酶的专一性，B正确；酶能降低化学反应所需的活化能，不能为化学反应提供活化能，C错误。]243题号153．某同学设计了如表所示的两组实验。下列有关该实验的说法，错误的是(

)243题号15组别催化剂底物温度①淀粉酶淀粉25℃②蔗糖A．该实验可以验证酶的专一性B．温度是该实验中的无关变量C．底物的种类是该实验的自变量D．可用碘液检测该实验的实验结果√D

[淀粉酶能分解淀粉但不能分解蔗糖，该实验可以验证酶的专一性，A正确；该实验自变量是底物的种类，其他为无关变量，因此温度是无关变量，B正确；组别①和组别②都用了淀粉酶，组别①的底物是淀粉，组别②的底物是蔗糖，因此自变量是底物的种类，C正确；碘液无法检测蔗糖是否被分解，因此不能选用，可使用斐林试剂进行鉴定，D错误。]243题号154．如图是酶活性影响因素的相关曲线，下列有关说法不正确的是(

)A．据图可知酶的最适温度为M，最适pH为8B．图中所示反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度C．温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低D．0℃时酶的活性很低，但酶的空间结构稳定243题号15√A

[在不同pH条件下，酶的最适温度不变，据图可知酶的最适温度为M，但是该实验的组别太少，无法得出最适pH为8的结论，