降低化學(xué)反應(yīng)的酶第二課時

1、第2課時酶的特性第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶目標(biāo)導(dǎo)讀1.分析相關(guān)實驗，理解酶的高效性和專一性的含義。2.通過探究實驗，學(xué)會歸納溫度和pH變化對酶活性的影響，并能 分析有關(guān)曲線。3.進一步嘗試控制自變量、觀察和檢測因變量，體驗對照實驗和重 復(fù)實驗的方法。重難點擊影響酶促反應(yīng)的有關(guān)曲線分析。課堂導(dǎo)入方式一方式一加酶洗衣粉的洗滌效果要比普通洗衣粉強，加入不同的酶，對不同質(zhì)地衣物的洗滌效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血漬、奶漬，但不能用來洗絲質(zhì)的衣物。另外，加酶洗衣粉使用時要注意水的溫度，溫水效果較好，用熱水反而效果不好。以上事例說明酶的作用有不同于無機催化劑的特點，有很多因素

2、能影響酶的作用。今天，我們就來探討這些內(nèi)容。方式二方式二由上節(jié)課可知，酶的化學(xué)本質(zhì)大部分是蛋白質(zhì)。有哪些因素會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性？看來酶的作用需要適宜的條件，有很多因素能影響酶的作用。今天，我們就來探討這些內(nèi)容。一、酶的高效性和專一性二、酶的作用條件較溫和內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測一、酶的高效性和專一性1.酶具有一般催化劑的特性酶具有一般催化劑的特性(1)能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的 ，提高反應(yīng)速率，縮短達到平衡所用的時間，但不改變反應(yīng)的方向和平衡點。(2)反應(yīng)前后，酶的 不變。2.酶的高效性酶的高效性(1)含義：酶的催化效率比無機催化劑高很多，大約是無機催化劑的 倍。(2)意義：可以使生命活動更加高效地進行?；A(chǔ)

3、梳理活化能性質(zhì)和數(shù)量10710133.酶的專一性酶的專一性(1)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。(2)意義：使細(xì)胞代謝有條不紊地進行。一種或一類過氧化氫尿素1.淀粉和蔗糖不是還原糖，但淀粉水解后會生成麥芽糖，蔗糖水解后會產(chǎn)生葡萄糖和果糖，它們都是還原糖。下表為比較新鮮唾液(唾液淀粉酶)對淀粉和蔗糖的催化作用實驗，請分析：問題探究試管編號12可溶性淀粉溶液2 mL 蔗糖溶液 2 mL新鮮的唾液1 mL1 mL37 保溫5分鐘新配制的斐林試劑2 mL2 mL水浴加熱實驗現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀(1)1號試管有磚紅色沉

4、淀生成，2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明什么？答案答案答案1號試管中淀粉被水解，2號試管中蔗糖沒有被水解。(2)上述實驗說明了什么？答案答案淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。(3)肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸，是否說明肽酶沒有專一性？答案答案不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，肽酶催化的是一類反應(yīng)，也說明其具有專一性。2.下圖分別表示酶高效性和專一性的曲線，請分析：答案答案答案酶和無機催化劑都只能縮短達到化學(xué)平衡所需要的時間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。圖1 圖2(1)根據(jù)圖1，酶和無機催化劑相比，有什么共同點

5、和不同點？(2)根據(jù)圖2分析：在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，而加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，這說明什么？答案答案答案酶A能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶B不能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶的作用具有專一性。圖21.我國科學(xué)家研制出了能成功檢測SARS病毒的酶聯(lián)免疫試劑，專用于“非典”的快速診斷。此試劑具有準(zhǔn)確、靈敏、快速、方便和經(jīng)濟等優(yōu)點，一個測試板可同時檢測96個樣品，1小時左右獲得檢測結(jié)果。它應(yīng)用的是A.酶的高效性和專一性原理B.酶的專一性原理C.酶的識別原理D.酶的高效性拓展應(yīng)用答案解析解析解析該測試板專門用于“非典”的快速診斷，說明酶的專一性；一個測試板可同時檢測96個樣品，1小時

6、左右獲得檢測結(jié)果，說明酶具有高效性。2.如圖表示的是某種酶作用模型。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是A.該模型可以解釋酶的專一性B.a表示酶，該模型可解釋酶 的多樣性C.a催化d分解為e、fD.該模型顯示，酶在反應(yīng)前后性質(zhì)不變 答案解析解析解析反應(yīng)中a與d結(jié)合，反應(yīng)前后a沒有發(fā)生變化，則a表示的是酶；d分解為e、f。在底物b、c、d同時存在時，a只催化d的反應(yīng)，說明了酶的專一性；圖中只有一種酶，不能明確表示酶的多樣性。 知識拓展知識拓展酶具有專一性的理論假說酶具有專一性的理論假說酶具有專一性的主要理論假說有“鎖鑰學(xué)說”和“ 誘導(dǎo)契合學(xué)說”，都強調(diào)酶空間結(jié)構(gòu)和底物空間結(jié)構(gòu)的相互吻合，因此酶的空間結(jié)構(gòu)一旦

7、改變或喪失，酶的專一性也就沒有了，下圖是鎖鑰學(xué)說示意圖。二、酶的作用條件較溫和1.酶活性的含義：酶活性的含義：酶對化學(xué)反應(yīng)的 。2.酶的作用需要適宜的溫度酶的作用需要適宜的溫度(1)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)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而 。(2)在一定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的 。(3)低溫影響酶的活性，但不會使酶的 遭到破壞，溫度升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高溫會導(dǎo)致酶 ，甚至?xí)蛊溆谰檬セ钚浴?催化效率加快基礎(chǔ)梳理下降最適溫度空間結(jié)構(gòu)變性3.酶的作用需要適宜的酶的作用需要適宜的pH(1)在一定條件下，酶活性最大時的p

8、H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 。(2)過酸、過堿都會使酶的 遭到破壞，使酶永久 。 最適pH下降空間結(jié)構(gòu)失活酶的活性受到溫度和pH的影響，我們可以設(shè)計實驗來探究影響酶活性的的這兩個條件，總的設(shè)計思路是：請結(jié)合下列兩個實驗進行分析：問題探究1探究溫度對酶活性影響的實驗(以工業(yè)淀粉酶的催化作用為例) 步驟試管編號123加入3%可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL提供環(huán)境溫度60 的水沸水冰塊保溫5 min5 min5 min注入2%的新鮮淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL繼續(xù)保溫5 min5 min5 min滴入碘液1滴1滴1滴實驗現(xiàn)象淡黃色藍(lán)色藍(lán)色答案答案不

9、能。過氧化氫本身在不同溫度下就存在分解速率的差異，會干擾實驗結(jié)果。(1)結(jié)合實驗結(jié)果你有什么結(jié)論？答案答案答案1號試管中的淀粉被完全水解了，2、3號試管中的淀粉沒有被水解。工業(yè)淀粉酶的活性受溫度的影響。在60 時活性最高，溫度偏高或者偏低，都會影響酶的活性。(2) 能否在反應(yīng)后加入新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成，來判斷試管中的淀粉是否水解了？答案答案不能。因為這個實驗要嚴(yán)格控制溫度，而斐林試劑的反應(yīng)需要水浴加熱。(3) 能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做這個實驗？2探究pH變化對過氧化氫酶催化作用影響的實驗步驟試管編號12320%肝臟研磨液1 mL1 mL1 mL蒸餾水1 mL 5%氫氧

10、化鈉溶液 1 mL 5%鹽酸溶液 1 mL3%過氧化氫溶液2 mL2 mL2 mL振蕩試管結(jié)果有大量氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡無明顯氣泡(1)該實驗結(jié)果說明了酶的活性和pH有什么關(guān)系？答案答案答案酶的作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會使酶活性降低。(2)該實驗中，能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%過氧化氫溶液，然后再調(diào)節(jié)pH?答案答案不能。因為酶的作用具有高效性，在調(diào)節(jié)pH之前，試管中已經(jīng)發(fā)生了劇烈反應(yīng)，會影響到實驗結(jié)果。(3)本實驗?zāi)芊襁x用淀粉酶和淀粉作為實驗材料？為什么？答案答案不能。因為淀粉酶催化的底物淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應(yīng)。3.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

11、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 拓展應(yīng)用答案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35 、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

12、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。4.如圖表示人體內(nèi)某種消化酶在體外最適溫度條件下，反應(yīng)物濃度對酶催化反應(yīng)速率的影響，據(jù)圖分析，下列說法正確的是A.如果在A點時，溫度再提高5 ，則反應(yīng)速率上升B.在其他條件不變的情況下，在B點時，往反應(yīng)物 中加入少量同樣的酶，反應(yīng)速率不變C.在A點時，限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度D.在C點時，限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度和酶的濃度 答案解析解析在A點時，隨著反應(yīng)物濃度的增加，反應(yīng)速率也增加，表明限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度。解析知識拓展知識拓展影響酶促反應(yīng)速率的因素除了酶活

13、性，還有其他的影響酶促反應(yīng)速率的因素除了酶活性，還有其他的因素因素(1)底物(反應(yīng)物)濃度對酶促反應(yīng)速率的影響(如圖1)在底物濃度較低時，反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比。當(dāng)?shù)孜餄舛群艽?，且達到一定限度時，反應(yīng)速率就達到了一個最大值，此時即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再改變，這是受酶濃度或酶活性的限制。(2)酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響(如圖2)在底物足夠、其他條件固定的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 課堂小結(jié)無極催化劑一種或一類最高明顯降低當(dāng)堂檢測1.下列關(guān)于酶的敘述中，錯誤的是A.有些酶是RNAB.在037 范圍內(nèi)，唾液淀粉酶的活性會隨著溫度的升高而提

14、高C.酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少D.任何活細(xì)胞內(nèi)都有酶的存在答案解析23451解析解析絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，而極少數(shù)是RNA；唾液淀粉酶的最適溫度為人體體溫，即37 左右，所以從0 到37 范圍內(nèi)，唾液淀粉酶的活性是不斷增強的；酶在反應(yīng)過程中起到了催化劑的作用，不會因為反應(yīng)的進行而被消耗掉；酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，任何活細(xì)胞內(nèi)都有酶。2.隨食團進入胃內(nèi)的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是A.酸堿度的改變使酶失活B.唾液淀粉酶只能催化一次C.溫度的改變使酶失活D.胃中已有淀粉酶答案解析23451解析解析酶的活性受酸堿度的影響，唾液淀粉酶的最適pH是6.58.0之間，而胃中pH為1.5左右，因此

15、隨食團進入胃內(nèi)的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A項正確；酶是催化劑，在反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)均未變化，能繼續(xù)催化，所以B項不正確；隨食團進入胃內(nèi)的唾液淀粉酶是在人體進行的，溫度無變化，所以C項不正確；胃中無淀粉酶，所以D項不正確。3.分別用0 和100 的溫度處理某種酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但A.經(jīng)過0 處理的酶的活性能夠恢復(fù)B.經(jīng)過100 處理的酶的活性能夠恢復(fù)C.經(jīng)過0 處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞D.經(jīng)過100 處理的酶被水解成了氨基酸解析解析高溫和低溫對酶活性的影響不同，低溫不會破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，只會抑制酶的活性，若升高溫度，酶活性可以恢復(fù)；高溫破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶活性永久喪

16、失。答案解析234514.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)開始后的一段時間內(nèi)，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系 答案解析23451解析解析底物濃度充足時，酶促反應(yīng)與酶濃度成正比，甲中虛線反應(yīng)速率加快，可表示為酶量增加一倍時所引起的。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

17、量的變化示意曲線；實線可表示Fe3的催化效率，則虛線為過氧化氫酶的催化效率；丙中酶促反應(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，所以D項錯誤。234515.某研究小組為探究影響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：(1)實驗1、2、3中的自變量分別為_。 23451解析解析由曲線圖分析可知，實驗1、2、3中的自變量分別為催化劑的種類、H2O2濃度、pH；答案解析催化劑的種類、H2O2濃度和pH(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_。23451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，可能是酶的數(shù)量有限；答案解析不影響酶的數(shù)量有限(3)實驗1若溫度升高1