生物 第五章 細胞的能量供應(yīng)和利用 第1節(jié) 第2課時 酶的特性 新人教版必修1

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1、第2課時酶的特性第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標1.闡明酶的高效性、專一性和作用條件較溫和。2.通過探究“影響酶活性的條件”發(fā)展科學(xué)探究能力。新知導(dǎo)學(xué)達標檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.酶的特性及驗證實驗酶的特性及驗證實驗(1)酶的高效性含義：酶的催化效率比無機催化劑高很多，大約是無機催化劑_倍。意義：可以使生命活動更加高效地進行。(2)酶的專一性含義：每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。如過氧化氫酶只能催化 分解。脲酶除了催化 分解外，對其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。意義：使細胞代謝能夠有條不紊地進行。一、酶的特性1071013一種或一類尿素過氧化氫(3)酶的作用條件較溫和酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是

2、在 的條件下進行的。過酸、過堿或溫度過高，都會使酶的 遭到破壞，使酶永久 。低溫只能使酶活性降低，不會使酶失活。比較溫和失活空間結(jié)構(gòu)特別提醒特別提醒酶與無機催化劑的共同點酶與無機催化劑的共同點(1)只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不改變化學(xué)反應(yīng)的方向。(2)不為化學(xué)反應(yīng)提供物質(zhì)和能量，本身不被消耗。(3)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)速率加快，縮短達到平衡點的時間。2.酶特性的驗證實驗酶特性的驗證實驗(1)酶高效性的實驗分析實驗組：底物 底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)對照組：底物 底物分解速率(或產(chǎn)物形成的速率)(2)酶專一性的實驗分析無機催化劑生物催化劑(酶)另一底物底物沒被分解底物被分解另一酶液步驟1

3、 淀粉酶蔗糖淀粉酶2等量 ，水浴加熱相同時間現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀_結(jié)論酶具有專一性實例：實驗驗證淀粉酶具有專一性斐林試劑淀粉無顏色變化歸納總結(jié)歸納總結(jié)酶的高效性和專一性相關(guān)曲線的解讀酶的高效性和專一性相關(guān)曲線的解讀比較項目曲線解讀酶的高效性與無機催化劑相比，酶的催化效率更高；酶只能改變反應(yīng)速率，不改變生成物的量酶的專一性在反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率比未加酶時明顯加快，說明酶A催化該反應(yīng)；在反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率與未加酶時相同，說明酶B不催化該反應(yīng)解析解析圖示酶促反應(yīng)表明，a在反應(yīng)前后形態(tài)結(jié)構(gòu)未改變，是酶分子，b是底物，c是產(chǎn)物。a與b特異性結(jié)合后，在a的作用下，大分子b分解為含2個結(jié)構(gòu)單元的

4、小分子，說明酶具有專一性；對照四個選項，淀粉是多糖，麥芽糖是二糖，符合圖示現(xiàn)象，B項正確。例例1下圖表示一個酶促反應(yīng)，它所能反映的酶的一個特性和a、b、c最可能的物質(zhì)依次是A.高效性蛋白酶蛋白質(zhì)多肽B.專一性淀粉酶淀粉麥芽糖C.專一性麥芽糖酶麥芽糖葡萄糖D.高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸答案解析例例2如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率(或生成物量)變化，下列有關(guān)敘述不正確的是A.甲中虛線表示酶量增加一倍時，底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系B.乙中虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，生成物量的變化示意曲線C.若乙中的實線表示Fe3的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率D.圖丙不能表示在反應(yīng)開始后

5、的一段時間內(nèi)，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系答案解析解析解析底物濃度充足時，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比，甲中虛線反應(yīng)速率加快，可表示酶量增加一倍時底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系；催化劑只能縮短達到化學(xué)平衡所需要的時間，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點，同時酶的催化效率高，故乙中虛線表示增加酶濃度，生成物量的變化示意曲線；由于酶具有高效性，若乙中實線表示Fe3的催化效率，則虛線為過氧化氫酶的催化效率；酶促反應(yīng)開始時底物濃度高，反應(yīng)快，后來底物逐漸被分解，反應(yīng)速率降低，則圖丙能表示在反應(yīng)開始后的一段時間內(nèi)，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系。二、探究影響酶活性的條件1.酶活性的含義：酶活性的含義：酶對化學(xué)反應(yīng)的 。2.探究酶活性的適宜

6、條件探究酶活性的適宜條件思路：催化效率實例：課題名稱用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響實驗材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝臟研磨液、過氧化氫溶液自變量溫度pH自變量的設(shè)置方法分別用37 的水、沸水、冰水處理分別用蒸餾水、HCl溶液、NaOH溶液處理因變量酶活性酶活性因變量的觀察指標加碘液后溶液顏色變化的速率氧氣產(chǎn)生的速率無關(guān)變量pH相同且適宜等溫度相同且適宜等3.溫度和溫度和pH影響酶活性的相關(guān)影響酶活性的相關(guān)曲線曲線(1)溫度在一定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的 。在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而 ；但當(dāng)溫度升高到一定限度時，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快

7、反而隨著溫度的升高而 。(2)pH在一定條件下，酶活性最大時的pH值稱為該酶的 。偏離該pH，不論升高還是降低，酶促反應(yīng)速率都會 。下降最適pH最適溫度下降加快例例3下列有關(guān)“探究影響酶活性的條件”實驗的敘述，正確的是A.若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，則pH是自變量，過氧化氫分解 速率是無關(guān)變量B.若探究溫度對酶活性的影響，可選擇新鮮肝臟研磨液和過氧化氫溶 液進行反應(yīng)C.若探究溫度對淀粉酶活性的影響，應(yīng)將淀粉與淀粉酶兩溶液混合后 再調(diào)溫度D.若探究溫度對淀粉酶活性的影響，不可選擇斐林試劑對實驗結(jié)果進 行檢測答案解析解析解析若探究pH對過氧化氫酶活性的影響，則pH是自變量，過氧化氫分解速率是

8、因變量，A項錯誤；若探究溫度對酶活性的影響，不可選擇新鮮肝臟研磨液和過氧化氫溶液進行反應(yīng)，因為過氧化氫本身的分解就受溫度的影響，B項錯誤；若探究溫度對淀粉酶活性的影響，應(yīng)先將淀粉溶液與淀粉酶溶液在各自所需的溫度下保溫一段時間再混合，C項錯誤；若探究溫度對淀粉酶活性的影響，不可選擇斐林試劑對實驗結(jié)果進行檢測，因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該實驗中需嚴格控制溫度，D項正確。易錯警示易錯警示(1)探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應(yīng)物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間，再進行混合。(2)選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測的試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需

9、在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該實驗中需嚴格控制溫度。(3)探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應(yīng)物，因為H2O2遇熱會分解，氧氣的產(chǎn)生速率增加并不能反映酶的活性增大。答案例例4某同學(xué)研究溫度和pH對某酶促反應(yīng)速率的影響，得到如圖所示的曲線。下列分析正確的是A.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為35 左右，最適pH為8左右B.當(dāng)pH為8時，影響酶促反應(yīng)速率的主要因素是底物濃度和酶濃度C.隨pH升高，該酶催化反應(yīng)的最適溫度也隨之變化D.當(dāng)pH為任一固定值時，實驗結(jié)果都可以證明溫度對酶促反應(yīng)速率的 影響解析解析解析分析曲線可知，溫度約為35 、pH為8時，酶促反應(yīng)速率相對較快，溫度約為3

10、5 、pH大于或小于8時，酶促反應(yīng)速率均下降，所以該酶的最適溫度為35 左右，最適pH為8；當(dāng)pH為8時，不同溫度下酶促反應(yīng)速率不同，此時溫度為影響酶促反應(yīng)速率的主要因素；在一定范圍內(nèi)，隨pH的升高或降低，該酶促反應(yīng)的最適溫度均為35 左右；但當(dāng)pH過高或過低時，酶變性失活，不同溫度下的反應(yīng)速率可能相同，此時溫度已不再是酶促反應(yīng)速率的影響因素。思維啟迪思維啟迪影響酶促反應(yīng)速率的因素及其作用實質(zhì)影響酶促反應(yīng)速率的因素及其作用實質(zhì)最高一種或一類無機催化劑學(xué)習(xí)小結(jié)明顯降低達標檢測1.下列敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)酶具有專一性、高效性，且受溫度和pH的影響()(2)蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的

11、水解而不能催化淀粉的水解，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了酶的專一性()(3)由于酶在化學(xué)反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量沒改變，所以酶具有高效性()(4)高溫、低溫、強堿、強酸都會使酶失活()(5)pH影響酶活性的實驗中實驗材料不選擇淀粉，原因是酸能促進淀粉水解()(6)探究酶的最適pH，需要在酶的最適溫度條件下進行()答案123452.現(xiàn)有3支試管甲、乙、丙，先向各試管內(nèi)加入2 mL可溶性淀粉溶液，再按圖中所示步驟操作，然后分別用斐林試劑檢驗。下列說法中不正確的是A.實驗結(jié)果是乙、丙試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀B.甲和丙試管對照，說明酶的活性受溫度的影響C.實驗結(jié)果是甲試管內(nèi)出現(xiàn)磚紅色沉淀D.甲和乙試管對照，說明酶具有專一性12

12、45答案解析3解析解析實驗結(jié)果是甲試管內(nèi)出現(xiàn)了磚紅色沉淀，乙、丙試管內(nèi)不出現(xiàn)磚紅色沉淀，A項錯誤，C項正確；甲和丙試管對照，自變量是溫度，故說明酶的活性受溫度的影響，B項正確；甲和乙試管對照，乙試管中的胃蛋白酶不能水解淀粉，故說明酶具有專一性，D項正確。12453選項實驗?zāi)康闹饕獙嶒灢襟EA酶催化具有高效性實驗組：2 mL體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液1 mL過氧化氫酶溶液，保溫5 min對照組：2 mL體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液1 mL蒸餾水，保溫5 minB酶催化具有專一性實驗組：2 mL質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液1 mL新鮮唾液，保溫5 min后碘液檢驗對照組：2 mL質(zhì)量分數(shù)為3%的

13、蔗糖溶液1 mL新鮮唾液，保溫5 min后碘液檢驗3.(2017黃石二中模擬)下列有關(guān)酶的特性的實驗設(shè)計中最科學(xué)、嚴謹?shù)氖?24531245答案解析C探究溫度對酶活性的影響2 mL質(zhì)量分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液2 mL新鮮唾液碘液每隔5 min將溶液溫度升高10 ，觀察溶液顏色變化D探究pH對酶活性的影響對三支試管進行以下處理：分別加入2滴新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液；分別加入1 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸、1 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH溶液和1 mL蒸餾水；分別加入2 mL體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液；觀察現(xiàn)象3解析解析酶催化作用的高效性是酶與無機催化劑相比較而言的，用酶與蒸餾水作對照

14、，只能證明酶具有催化作用，不能證明酶催化具有高效性，A項錯誤；探究酶催化具有專一性時，若對照組用蔗糖溶液，則不能用碘液檢驗，應(yīng)用斐林試劑檢測是否有還原糖產(chǎn)生，B項錯誤；探究溫度對酶活性的影響時，應(yīng)設(shè)置多支試管，分別設(shè)置不同的溫度條件進行比較，C項錯誤。124534.如圖是在不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的速率曲線，其中1、2、3代表的反應(yīng)條件是A.無機催化劑酶未加催化劑B.酶無機催化劑未加催化劑C.未加催化劑酶無機催化劑D.酶未加催化劑無機催化劑1245答案解析解析解析酶和無機催化劑都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使反應(yīng)速率加快，更快達到平衡點，其中酶的催化效果更顯著，故B項正確。312455.某研究小組

15、為探究影響H2O2分解的因素，做了三個實驗。相應(yīng)的實驗結(jié)果如下圖所示(實驗1、實驗2均在適宜條件下進行，實驗3其他條件適宜)。請分析回答下列問題：答案解析(1)實驗1、2、3中的自變量分別為_。催化劑的種類、H2O2濃度和pH解析解析分析曲線圖可知，實驗1、2、3中的自變量分別為催化劑的種類、H2O2濃度、pH。31245(2)實驗2結(jié)果反映，在b、c所對應(yīng)的H2O2濃度范圍內(nèi)，H2O2溶液濃度會_(填“升高”“降低”或“不影響”)過氧化氫酶的活性，bc段O2產(chǎn)生速率不再增大的原因最可能是_。不影響酶的數(shù)量有限解析解析由實驗2曲線圖可知，在bc段，O2的產(chǎn)生速率不隨H2O2濃度的變化而變化，可

16、能是因為酶的數(shù)量有限。答案解析31245答案解析(3)實驗1若溫度升高10 ，加過氧化氫酶的催化反應(yīng)曲線斜率將_(填“增大”“減小”或“不變”)，加Fe3的催化反應(yīng)曲線斜率將_(填“增大”“減小”或“不變”)。增大解析解析已知實驗1是在適宜條件下進行的，若溫度升高，酶的活性將會降低，加Fe3的催化反應(yīng)速率會變大；減小31245(4)實驗3的結(jié)果顯示，H2O2酶的最適pH為_，實驗結(jié)果表明，當(dāng)pH小于d或大于f時，過氧化氫酶的活性將永久喪失，其原因是_。答案解析e解析解析由實驗3曲線可知，過氧化氫酶的最適pH為e，當(dāng)pH值過大或過小時，會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致酶的活性永久喪失。酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞3