高中生物《酶的特性》教學(xué)課件39

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)第2課時酶的特性知識梳理二、酶的作用條件較溫和1.酶活性的概念:酶對化學(xué)反應(yīng)的

。催化效率一、酶的高效性和專一性2.影響酶活性的主要因素:溫度和pH。(1)在最適宜的溫度和pH條件下,酶的活性

。溫度和pH偏高或偏低,酶活性都會

。(2)過酸、過堿或溫度過高,會使酶的

遭到破壞,使酶永久失活。低溫時酶的活性很低,但酶的

穩(wěn)定,在適宜的溫度下酶的活性可以

。最高明顯降低空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)升高1.驗證酶專一性的實驗設(shè)計思路(1)思路要點一、酶催化特性的實驗設(shè)計思路要點探究2.探究酶活性適宜條件的實驗設(shè)計思路(1)思路(2)變量分析:實驗中自變量是不同底物或不同酶液,因變量是底物是否被分解。(3)實例①探究胃蛋白酶對蛋白塊和淀粉塊的分解作用。②探究胃蛋白酶和唾液淀粉酶對蛋白塊的分解作用。(2)變量分析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、鹽酸溶液、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氣泡產(chǎn)生的速率無關(guān)變量底物濃度及體積、酶濃度及體積、pH底物濃度及體積、酶濃度及體積、溫度(3)步驟設(shè)計若干組等量底物若干組等量酶液↓↓各自在所控制溫度(或pH)下處理一段時間↓同溫度(pH)下的底物與酶液混合↓在各自所需溫度(或pH)下處理一段時間↓檢測【典例1】某小組在探究“影響酶活性的條件”的實驗時,提出“過氧化氫酶的活性是否受pH影響”的問題,并設(shè)計實驗操作步驟如下:①向甲、乙兩試管內(nèi)各加入2滴新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的雞肝研磨液。②向甲試管內(nèi)加入1mL質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸,向乙試管內(nèi)加入1mL質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液。③向甲、乙兩試管內(nèi)各加入2mL新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液。④觀察試管中發(fā)生的變化。請依據(jù)該小組設(shè)計的實驗操作步驟,回答下列問題:(1)該實驗的自變量是

。過氧化氫分解速率是本實驗的

變量,可觀測的指標是

。

(2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷,請指出:

。

(3)若將制備好的雞肝研磨液分別進行高溫和冷藏處理,經(jīng)高溫處理后,實驗效果很不明顯,冷藏處理基本不影響實驗效果,原因是

。

(4)在與其他小組進行交流時,有同學(xué)建議進行定量實驗,以不同pH下出現(xiàn)同一結(jié)果所需要的時間來表示酶的活性,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制不同條件下酶活性的曲線圖。該建議中,所需要的時間越長,酶的活性越

。

答案:(1)pH因氣泡產(chǎn)生的速率(2)缺少加蒸餾水的對照組(3)過氧化氫酶是蛋白質(zhì),在高溫處理時蛋白質(zhì)變性而冷藏時蛋白質(zhì)沒有變性(4)低(或弱)解析:探究pH是否影響過氧化氫酶的活性,該實驗的自變量是pH,過氧化氫分解速率是本實驗的因變量,可以用氣泡產(chǎn)生的速率作為過氧化氫酶的活性的觀測指標。為增強實驗的說服力,該實驗要有對照組,對照實驗要遵循單一變量原則。過氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),低溫抑制酶活性,等溫度合適后其活性還可恢復(fù),但高溫會使酶失活。方法透析探究性實驗設(shè)計的一般思想方法探究性實驗一般包括:提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論、進行實驗、觀察并記錄結(jié)果、分析結(jié)果并得出結(jié)論七個基本內(nèi)容。提出問題就是提出根據(jù)觀察或搜集到的材料發(fā)現(xiàn)的值得探討的有價值問題。作出假設(shè)就是對所提出的問題依據(jù)已有的知識推斷所作的假定性結(jié)論。設(shè)計實驗就是針對假設(shè)進行的驗證性的實驗步驟設(shè)計,這一步的關(guān)鍵是對變量的處理和控制。預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論就是根據(jù)設(shè)計的實驗預(yù)期可能會出現(xiàn)的實驗結(jié)果及得出的結(jié)論;預(yù)期實驗結(jié)果時應(yīng)將可能會出現(xiàn)的結(jié)果一一列舉出來。進行實驗就是根據(jù)設(shè)計的實驗步驟進行嚴格的操作。分析結(jié)果并得出結(jié)論就是對實驗的實際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果比較,若一致則說明假設(shè)正確,若不一致說明假設(shè)錯誤?！绢}組演練】1.下列有關(guān)酶的實驗的設(shè)計思想正確的是(

)A.利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響B(tài).利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性C.利用過氧化氫、新鮮的雞肝臟研磨液和氯化鐵溶液驗證酶的高效性D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響解析:過氧化氫在加熱的條件下會分解,因此不能用于探究溫度對酶活性影響的實驗;碘液加入蔗糖溶液中,不論蔗糖是否分解都觀察不到現(xiàn)象的變化;胃蛋白酶在強酸性條件下活性較高,故還應(yīng)配制pH為1、2的緩沖液用于實驗。答案：C2.如圖是驗證酶的催化特性的幾組對照實驗,1～5號試管內(nèi)裝有等量的H2O2溶液。1～4號試管控制溫度與投入物品如圖所示,請回答:(1)若投入物品后,立即用帶有火星的衛(wèi)生香去試探1～4號試管口,

.號試管口會出現(xiàn)猛烈燃燒現(xiàn)象。

(2)若1號、2號、3號、4號都是為了驗證酶的某特性而設(shè)置的對照,

.

號沒有設(shè)置的必要。

(3)若要證明酶的活性受酸堿度的影響,而再增設(shè)5號試管,請補充:①5號試管內(nèi)應(yīng)加入

。

②你設(shè)置的5號試管與

號試管可作為一組對照實驗,從而證明酶的活性受酸堿度的影響。

解析:2號試管中為新鮮雞肝研磨物,酶活性最強,反應(yīng)生成的氧氣最多,會出現(xiàn)猛烈的燃燒。1、2、3號是催化劑的種類對實驗的影響,即驗證酶的高效性,那么4號沒有必要設(shè)置。如果要證明酶的活性受酸堿度的影響,那么保證酶正常,變量是酸堿度,即在5號試管加入新鮮的雞肝研磨物并控制其溫度為37℃,改變其所處環(huán)境的pH,將5號作為實驗組,2號為對照組。答案:(1)2

(2)4(3)①1克新鮮雞肝研磨物、鹽酸(或NaOH)②21.pH和溫度對酶活性的影響(1)甲圖說明:①在最適pH時,酶的催化作用最強,高于或低于最適pH,酶的催化作用將減弱。要點二、酶活性與酶促反應(yīng)速率的相關(guān)曲線分析

②過酸、過堿都會使酶失活。③不同的酶最適pH不同。(2)乙圖說明:①在一定溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍酶催化作用將減弱。②低溫只會抑制酶的活性,而高溫會使酶失活。(3)丙圖說明:反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。2.酶濃度和底物(反應(yīng)物)濃度對酶促反應(yīng)速率的影響曲線(1)甲圖說明:在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。(2)乙圖說明:①在底物濃度較低時,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快,酶促反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比。②當?shù)孜餄舛冗_到一定限度時,酶促反應(yīng)速率就達到一個最大值,此時即使再增加底物濃度,酶促反應(yīng)速率幾乎不再改變。【典例2】胃蛋白酶是存在于人體胃中的一種消化酶。胃蛋白酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物),溫度保持37℃,pH保持在最適值,生成物量與反應(yīng)時間關(guān)系如圖,請回答下列問題:(1)該酶作用的底物是

。

(2)在140分鐘后,曲線變成水平,這是因為

。

(3)若增加胃蛋白酶濃度,其他條件不變,請在原圖上畫出生成物量變化的示意曲線。(4)若胃蛋白酶濃度和其他條件不變,pH由1.5逐漸升高到10,則酶催化反應(yīng)的速率將

,原因是

。

解析:該題綜合考查酶的特性。根據(jù)酶的專一性,胃蛋白酶的作用底物是蛋白質(zhì);縱坐標是生成物的量,在140分鐘后,曲線變成水平說明反應(yīng)不再進行,題干信息“溫度保持37℃,pH保持在最適值”,說明影響酶反應(yīng)的不是溫度和pH,那么140分鐘后,生成物量不再增加的原因,只能考慮一定量的底物被消耗完了。增加酶濃度只能加快反應(yīng)完全所需的時間,不能使生成物的量增加。胃蛋白酶的最適pH為1.5,若胃蛋白酶濃度和其他條件不變,pH由1.5逐漸升高到10,其活性會逐漸下降直至失活。答案:(1)蛋白質(zhì)(2)底物量一定,底物已被消耗盡(3)(4)下降胃蛋白酶最適pH為1.5,在pH=10時酶會失活解析:在化學(xué)反應(yīng)前后酶的數(shù)量和結(jié)構(gòu)保持不變,但隨著時間的延長,酶的活性將會降低,如圖C所示;圖A、B、D中橫坐標可依次表示溫度、pH和底物濃度?！绢}組演練】1.在下列各圖中,縱坐標表示酶的催化效率,橫坐標未作具體說明。根據(jù)曲線特征和你所學(xué)的知識進行綜合分析,判斷哪一條曲線能說明酶的催化效率與時間的關(guān)系(

)C2.如圖表示在不同條件下,酶促反應(yīng)速率的變化曲線,下列說法中不正確的是(

)A.酶促反應(yīng)的速率可用底物消失所需的時間(或產(chǎn)物生成的速率)來表示B.Ⅰ和Ⅱ相比較,酶促反應(yīng)速率不同,這是因為它們的酶濃度和溫度不同C.AB段影響酶促反應(yīng)速率的主要限制因素是底物濃度D.若想探究不同溫度對酶活性的影響,至少應(yīng)設(shè)計三種不同的溫度B3.下面兩個圖是某研究小組探究H2O2分解的條件而獲得的實驗結(jié)果。回答下列有關(guān)問題。(1)圖1、圖2所代表的實驗中,實驗自變量依次為

、

。

(2)根據(jù)圖1可以得出的實驗結(jié)論是酶的催化作用具有

。

(3)圖2曲線AB段產(chǎn)生的最可能原因是

。

(4)若圖2實驗過程中增加H2O2酶的含量,請在圖2中,利用虛線繪出可能的曲線變化情況。解析:根據(jù)題意和圖示分析可知:圖1所代表的實驗中,實驗自變量為催化劑種類,即過氧化氫酶和Fe3+;圖2所代表的實驗中,實驗自變量為