酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、酶的特性和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用具有高效性專一性溫和性酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常溫常溫 加熱加熱 FeCl3 溶液溶液 加肝液加肝液 復(fù)燃復(fù)燃 猛烈燃燒猛烈燃燒1號(hào)與號(hào)與4號(hào)相比較酶具有：號(hào)相比較酶具有： ；3號(hào)與號(hào)與4號(hào)相比較酶具有：號(hào)相比較酶具有： ；1、2、3、4相比較酶具有：相比較酶具有： 。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫常溫90FeCl3肝臟研肝臟研磨液磨液2 2滴清水滴清水2 2滴清水滴清水2 2滴滴不明顯不明顯少量少量較多較多大量大量不復(fù)燃不復(fù)

2、燃不復(fù)燃不復(fù)燃變亮變亮復(fù)燃復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣樣反應(yīng)條件反應(yīng)條件 2 22 2 濃度濃度劑量劑量劑量劑量氣泡產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒衛(wèi)生香燃燒酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)H H2 2O O2 2過(guò)程過(guò)程現(xiàn)現(xiàn) 象象說(shuō)說(shuō) 明明原原 因因1 1號(hào)號(hào)2 2號(hào)號(hào)3 3號(hào)號(hào)4 4號(hào)號(hào)常溫常溫加加2 2滴滴FeClFeCl3 3加加2 2滴滴H2O2酶酶9090水水浴加熱浴加熱幾乎幾乎 無(wú)氣泡無(wú)氣泡產(chǎn)生產(chǎn)生氣泡很少氣泡很少 氣泡較少氣泡較少 燃燒燃燒 不猛烈不猛烈氣泡較多氣泡較多 燃燒猛烈燃燒猛烈加熱能促加熱能促進(jìn)進(jìn)H2O2分解，提分解，提高反應(yīng)速高反應(yīng)速率

3、率 H2O2酶和酶和Fe3+都能都能加快加快H2O2分解，且分解，且酶的催化酶的催化效率高效率高加熱使加熱使H2O2得到能量，得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸鉃槿菀追纸獾幕钴S態(tài)的活躍態(tài)H2O2酶和酶和Fe3+都降低了都降低了H2O2反應(yīng)的反應(yīng)的活化能，且酶活化能，且酶的作用更顯著的作用更顯著2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）為何要選新鮮的肝臟？）為何要選新鮮的肝臟？（2）該實(shí)驗(yàn)中所用試管應(yīng)選較粗的還是較）該實(shí)驗(yàn)中所用試管應(yīng)選較粗的還是較細(xì)的？為什么？細(xì)的？為什么？1、因?yàn)樵诓恍迈r的肝臟中，過(guò)氧化氫酶的、因?yàn)樵诓恍迈r的肝臟中，過(guò)氧化氫酶的活性

4、會(huì)由于細(xì)菌的破壞而降低。活性會(huì)由于細(xì)菌的破壞而降低。2、應(yīng)選用、應(yīng)選用較粗的，因?yàn)樵谳^細(xì)的試管中容易形成大量較粗的，因?yàn)樵谳^細(xì)的試管中容易形成大量的氣泡，而影響衛(wèi)生香的復(fù)燃。的氣泡，而影響衛(wèi)生香的復(fù)燃。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（3）為何要選動(dòng)物的肝臟組織來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其他動(dòng)）為何要選動(dòng)物的肝臟組織來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其他動(dòng)植物的組織的研磨液能替代嗎？植物的組織的研磨液能替代嗎？（4）相同質(zhì)量的塊狀肝臟和肝臟研磨液，哪一個(gè)）相同質(zhì)量的塊狀肝臟和肝臟研磨液，哪一個(gè)催化效果好？為什么？催化效果好？為什么？（5）滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用）滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí)，可否共用下個(gè)吸管？為什么？下個(gè)吸

5、管？為什么？3、因?yàn)楦闻K組織中過(guò)氧化氫酶含量較豐富；其它、因?yàn)楦闻K組織中過(guò)氧化氫酶含量較豐富；其它動(dòng)植物組織也含有少量的過(guò)氧化氫酶，所以能夠動(dòng)植物組織也含有少量的過(guò)氧化氫酶，所以能夠替代。替代。 4、研磨液效果好；因?yàn)樗黾舆^(guò)氧化氫酶、研磨液效果好；因?yàn)樗黾舆^(guò)氧化氫酶與過(guò)氧化氫的接觸面積。與過(guò)氧化氫的接觸面積。5、不可共用，防止過(guò)氧化氫酶與氯化鐵混、不可共用，防止過(guò)氧化氫酶與氯化鐵混合，而影響實(shí)驗(yàn)效果。合，而影響實(shí)驗(yàn)效果。 酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.1.表示酶高效性的曲線表示酶高效性的曲線1.1.1.1.催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，

6、酶的催化效率更高；比，酶的催化效率更高；1.2.1.2.酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，但不改酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2、酶具有專一性、酶具有專一性每一種酶只能催化每一種酶只能催化一種或一類一種或一類化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) （例如，二肽酶可以水解由任意兩種（例如，二肽酶可以水解由任意兩種氨基酸組成的二肽。）氨基酸組成的二肽。）3 3、酶的作用條件較溫和、酶的作用條件較溫和1.溫度溫度對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響2.pH對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)步步驟驟一一1號(hào)試管號(hào)試管2號(hào)試管號(hào)試

7、管二二三三四四實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論加入淀粉酶加入淀粉酶2 2mL，振蕩，試管下半部，振蕩，試管下半部浸入浸入6060左右的熱水中，保溫左右的熱水中，保溫5min5min2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加斐林試劑加斐林試劑 振蕩振蕩水浴加熱水浴加熱1min2mL淀粉溶液淀粉溶液藍(lán)色藍(lán)色無(wú)變化無(wú)變化磚紅色沉淀磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。蔗糖水解。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.2.表示酶專一性的曲線表示酶專一性的曲線2.1.2.1.在在 A A 反應(yīng)物中加入酶反應(yīng)物中加入酶 A A，反應(yīng)速度較未加酶時(shí)，反應(yīng)速度較未加酶時(shí)明顯

8、加快，說(shuō)明酶明顯加快，說(shuō)明酶 A A 催化底物催化底物 A A 參加反應(yīng)；參加反應(yīng)；2.2.2.2.在在 A A 反應(yīng)物中加入酶反應(yīng)物中加入酶 B B，反應(yīng)速度和未加酶的，反應(yīng)速度和未加酶的相同，說(shuō)明酶相同，說(shuō)明酶 B B 不催化底物不催化底物 A A 參加反應(yīng)。參加反應(yīng)。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)溫度溫度對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 溫度溫度 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 碘液碘液 顏色顏色 結(jié)論結(jié)論冰水中冰水中37水浴水浴60 浴浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴

9、1 1滴滴1 1滴滴在相應(yīng)的溫度下保溫在相應(yīng)的溫度下保溫2min, 2min, 混合混合搖勻搖勻，放置反應(yīng)放置反應(yīng)5min5min變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)不變藍(lán)唾液淀粉酶在唾液淀粉酶在37 中活性最強(qiáng)中活性最強(qiáng)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例例右圖表示酶活性與溫度的右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是關(guān)系。下列敘述正確的是 A. A.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t2 2調(diào)到最適調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降溫度時(shí)，酶活性下降 B. B.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t1 1調(diào)到最適調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升溫度時(shí)，酶活性

10、上升 C. C.酶活性在酶活性在t t2 2時(shí)比時(shí)比t t1 1高，故高，故t t2 2時(shí)更適合酶的保存時(shí)更適合酶的保存 D. D.酶活性在酶活性在t t1 1時(shí)比時(shí)比t t2 2低，表明低，表明t t1 1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重更嚴(yán)重B B酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)pH對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 1 1 2 2 3 3 肝臟研磨液肝臟研磨液 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml pH pH3 3過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫溶液溶液 結(jié)果結(jié)果 結(jié)論結(jié)論蒸餾水蒸餾水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml搖勻混合，放置在室溫下反應(yīng)搖勻混合，放置

11、在室溫下反應(yīng)5min5min有較多氣泡有較多氣泡不明顯不明顯不明顯不明顯過(guò)氧化氫酶在中性條件中活性最強(qiáng)過(guò)氧化氫酶在中性條件中活性最強(qiáng)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的變量分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的變量分析1.1.變量的種類變量的種類 變量是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可以變化的因素或條件。變量是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可以變化的因素或條件。 1.1.1.1.自變量與因變量：自變量是實(shí)驗(yàn)中由自變量與因變量：自變量是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因?qū)嶒?yàn)者所操縱的因素，其改變將引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相應(yīng)改變，是實(shí)驗(yàn)要研究素，其改變將引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相應(yīng)改變，是實(shí)驗(yàn)要研究的因素；的因素；因變量是因自變量不同而導(dǎo)致的不同的實(shí)

12、驗(yàn)結(jié)果；因變量是因自變量不同而導(dǎo)致的不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 1.2.1.2.無(wú)關(guān)變量與額外變量：無(wú)關(guān)變量與額外變量：無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變量是指實(shí)驗(yàn)中除自變量外是指實(shí)驗(yàn)中除自變量外也能影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果也能影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的其他因素。由無(wú)關(guān)變量引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)的其他因素。由無(wú)關(guān)變量引起的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是額外變量。果就是額外變量。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.2.自變量的確定和控制自變量的確定和控制 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定實(shí)驗(yàn)變量，進(jìn)而確定控制的措施。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定實(shí)驗(yàn)變量，進(jìn)而確定控制的措施。例如：例如：“探究淀粉酶的最適溫度探究淀粉酶的最適溫度”的實(shí)驗(yàn)。的實(shí)驗(yàn)。 2.1. 2.1.變量的確定變量的確定 自變量是

13、相同的酶處在不同溫度下即溫度梯度，即要自變量是相同的酶處在不同溫度下即溫度梯度，即要“探究探究什么什么”，則，則“什么什么”就是自變量。就是自變量。 2.2. 2.2.自變量的控制自變量的控制 在確定了自變量是溫度后，應(yīng)將淀粉酶置于溫度梯度下，如：在確定了自變量是溫度后，應(yīng)將淀粉酶置于溫度梯度下，如：2525、2626、2727控制變量的方法，常用的有控制變量的方法，常用的有“施加施加”“”“改改變變”“”“去除去除”等。等。3.3.無(wú)關(guān)變量的確定與控制無(wú)關(guān)變量的確定與控制 例如：請(qǐng)指出探究例如：請(qǐng)指出探究pHpH對(duì)唾液淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)對(duì)唾液淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量是什么。

14、應(yīng)如何控制？變量是什么。應(yīng)如何控制？ 分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量是分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量是“pH“pH的大小的大小”。無(wú)關(guān)變量有溫度、。無(wú)關(guān)變量有溫度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反應(yīng)時(shí)間、加入碘液的量及時(shí)唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反應(yīng)時(shí)間、加入碘液的量及時(shí)間等，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的間等，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的無(wú)關(guān)變量都要相同且適宜無(wú)關(guān)變量都要相同且適宜。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.1.在最適宜的溫度或在最適宜的溫度或pHpH條件下，酶的活性條件下，酶的活性最高；溫度和最高；溫度和pHpH偏高偏高或或偏低偏低，酶的活性都，酶的活性都會(huì)明顯下降；會(huì)明顯下降；2.2.在在高高溫、溫、強(qiáng)酸強(qiáng)酸

15、或或強(qiáng)強(qiáng)堿堿、重金屬鹽重金屬鹽等引起等引起蛋白質(zhì)變性的條件下，酶都會(huì)蛋白質(zhì)變性的條件下，酶都會(huì)喪失活性喪失活性；3.3.注意低溫僅抑制酶的活性，隨溫度升高注意低溫僅抑制酶的活性，隨溫度升高( (最適溫度以下最適溫度以下) )酶的活性逐漸增強(qiáng)。酶的活性逐漸增強(qiáng)。二二、影響酶活性的曲線分析、影響酶活性的曲線分析酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3 3. .在其他條件適宜、在其他條件適宜、酶量一定酶量一定的情況下，的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加性限制，酶促反

16、應(yīng)速率不再增加( (如圖甲如圖甲) )。4 4. .在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比率與酶濃度成正比( (如圖乙如圖乙) )。酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例例. .如圖所示在不同如圖所示在不同條件下的酶促反應(yīng)速條件下的酶促反應(yīng)速率變化曲線，下列據(jù)率變化曲線，下列據(jù)圖敘述錯(cuò)誤的是圖敘述錯(cuò)誤的是A.A.影響影響ABAB段反應(yīng)速段反應(yīng)速率的主要因素是底率的主要因素是底物濃度物濃度B.B.影響影響B(tài)CBC段反應(yīng)速率的主要限制因段反應(yīng)速率的主要限制因子可能是酶量子可能是酶量C.C.溫度導(dǎo)致了曲線溫度導(dǎo)致了曲線和和的反應(yīng)速率不同的反應(yīng)速率不同D.D.曲線曲線顯示，該酶促反應(yīng)的最適溫度為顯示，該酶促反應(yīng)的最適溫度為3737D D酶的催化作用特性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例例. .某同學(xué)研究溫度和某同學(xué)研究溫度和pHpH對(duì)某酶促反應(yīng)速率的對(duì)某酶促反應(yīng)速率的影響，得到如圖的曲線。影響，得到如圖的