導(dǎo)學(xué)案-酶與酶促反應(yīng)

酶與酶促反應(yīng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、與酶有關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與探究11．請(qǐng)結(jié)合教材第56頁(yè)“酶具有催化性”的實(shí)踐活動(dòng)，思考下列問(wèn)題。（1）實(shí)驗(yàn)中為什么選用新鮮的酵母菌液？（2）實(shí)驗(yàn)中選用蒸餾水的目的是什么？（3）該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及結(jié)論分別是什么？（4）探究酶的催化性時(shí)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度的兩項(xiàng)指標(biāo)分別是什么？2．結(jié)合教材第56頁(yè)“酶具有特異性”的實(shí)踐活動(dòng)，討論下列問(wèn)題。（1）在制備可溶性淀粉溶液時(shí)，為什么使用完全冷卻的淀粉溶液，而不用剛煮沸的淀粉溶液？（2）該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，那么實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有哪些？單一變量是什么？（3）該實(shí)驗(yàn)中能否將斐林試劑改成碘液？3．結(jié)合教材第58頁(yè)課題研究“影響酶促反應(yīng)速率的因素”，思考討論以下問(wèn)題。（1）如探究pH對(duì)酶活性的影響，自變量和無(wú)關(guān)變量分別是什么？（2）“研究指導(dǎo)”中的實(shí)驗(yàn)方案有對(duì)照嗎？如有對(duì)照，是何種類型的對(duì)照？（3）“研究指導(dǎo)”中的實(shí)驗(yàn)方案中酶活性的檢測(cè)指標(biāo)是什么？（4）“研究指導(dǎo)”中的實(shí)驗(yàn)方案中小濾紙片的作用是什么？它為什么能浮出液面？遷移與應(yīng)用1一分子過(guò)氧化氫酶能在1min內(nèi)使5×105個(gè)過(guò)氧化氫分子分解成水和氧，相當(dāng)于三價(jià)鐵離子催化速率的109倍，但對(duì)糖的水解不起作用。這種現(xiàn)象說(shuō)明酶具有（）。A．穩(wěn)定性高效性 B．高效性特異性C．多樣性穩(wěn)定性 D．多樣性特異性有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)1．酶是蛋白質(zhì)的驗(yàn)證思路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶溶液＋雙縮脲試劑\o(→,\s\up7(檢測(cè)))是否出現(xiàn)紫,色反應(yīng),對(duì)照組：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液＋雙縮脲試劑\o(→,\s\up7(檢測(cè)))出現(xiàn)紫,色反應(yīng)))通過(guò)對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組若出現(xiàn)紫色，則證明待測(cè)酶溶液是蛋白質(zhì)，否則不是蛋白質(zhì)?？梢钥闯鰧?shí)驗(yàn)中自變量為待測(cè)酶溶液和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液，因變量為是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。同理，也可用派洛寧來(lái)驗(yàn)證酶是RNA。2．酶的催化作用的驗(yàn)證思路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：底物＋相應(yīng)酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物被分解,對(duì)照組：底物＋等量的清水\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物不被分解))實(shí)驗(yàn)中的自變量是相應(yīng)的酶溶液的有無(wú)，因變量是底物是否被分解。3．酶的特異性探究此實(shí)驗(yàn)中的自變量可以是不同底物，也可以是不同酶溶液，因變量是底物是否被分解。設(shè)計(jì)思路一：換底物不換酶eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：底物＋相應(yīng)酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物被分解,對(duì)照組：另一底物＋等量相同酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物不被,分解))設(shè)計(jì)思路二：換酶不換底物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：底物＋相應(yīng)酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物被分解,對(duì)照組：相同底物＋等量另一種酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物不被,分解))注意：①選擇好檢測(cè)底物的試劑。如底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗(yàn)證酶的特異性，檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被水解。②保證蔗糖的純度和新鮮程度是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。4．酶的高效性實(shí)驗(yàn)探究eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實(shí)驗(yàn)組：底物＋等量酶溶液\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物分解速率,對(duì)照組：底物＋無(wú)機(jī)催化劑\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物分解速率))實(shí)驗(yàn)中自變量是無(wú)機(jī)催化劑和酶，因變量是底物分解速率。5．酶的適宜條件的探究實(shí)驗(yàn)的自變量（即單一變量）為溫度或pH，因變量是底物分解的速率或存在量。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟：分組編號(hào)→不同處理→平衡無(wú)關(guān)變量→現(xiàn)象觀察→結(jié)果分析→得出結(jié)論。（1）對(duì)適宜溫度的探究①設(shè)計(jì)思路：設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)底物＋t1＋酶溶液，底物＋t2＋酶溶液，底物＋t3＋酶溶液……底物＋tn＋酶溶液eq\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物分解的速率或存在的量。②實(shí)驗(yàn)步驟（圖解展示）：底物酶溶液↓↓在各自所控制溫度下處理一段時(shí)間↓底物與酶溶液混合↓在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間↓檢測(cè)在實(shí)驗(yàn)步驟中要注意：a．在酶溶液和底物混合之前，需要把兩者分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。b．若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究酶的最適溫度，檢測(cè)底物是否被分解的試劑宜選用碘液，不應(yīng)該選用斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭┬杷〖訜幔鴮?shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。（2）對(duì)適宜pH的探究設(shè)計(jì)思路：底物＋pH1＋酶溶液，底物＋pH2＋酶溶液，底物＋pH3＋酶溶液……底物＋pHn＋酶溶液eq\o(→,\s\up7(檢測(cè)))底物分解的速率或存在量。二、影響酶促反應(yīng)速率的曲線分析活動(dòng)與探究21．繪出溫度影響酶促反應(yīng)速率的曲線，并嘗試分析高溫和低溫對(duì)酶活性的影響是否一致？2．根據(jù)pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，探討胃蛋白酶進(jìn)入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？為什么？3．結(jié)合教材敘述，嘗試?yán)L出酶濃度、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的曲線，并分析形成的原因。遷移與應(yīng)用2如下圖所示，在下列試管中均加入3mL漿糊。A、C中各注入2mL清水，B、D中各注入2mL新鮮的唾液淀粉酶，保溫5min后分別滴入碘液，不變藍(lán)色的是（）。1．表示酶的特異性的曲線說(shuō)明：（1）在A底物中加入酶A，反應(yīng)速率與未加酶時(shí)相比，明顯加快，說(shuō)明酶A催化A底物反應(yīng)。（2）在A底物中加入酶B，反應(yīng)速率與未加酶時(shí)相同，說(shuō)明酶B不催化A底物反應(yīng)。由此可知酶A特異性地作用于A底物，而酶B則無(wú)此作用。2．表示酶的高效性的曲線說(shuō)明：（1）反應(yīng)速率①＞②＞③。（2）酶的高效性是與無(wú)機(jī)催化劑相比而言的。（3）催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。3．溫度、pH對(duì)酶活性影響影響因素酶的活性酶的結(jié)構(gòu)活性恢復(fù)情況低溫降低未破壞可恢復(fù)高溫降低或失活破壞不可恢復(fù)過(guò)酸失活破壞不可恢復(fù)過(guò)堿失活破壞不可恢復(fù)答案：活動(dòng)與探究1：1．（1）提示：選用新鮮的酵母菌液，以保證酶的數(shù)量和活性。（2）提示：實(shí)驗(yàn)中設(shè)置加入蒸餾水的試管作為對(duì)照組，目的是增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說(shuō)服力。（3）提示：現(xiàn)象：滴加新鮮酵母菌液的試管中衛(wèi)生香燃燒劇烈，滴加蒸餾水的試管中衛(wèi)生香沒(méi)有明顯變化。結(jié)論：酶具有催化作用。（4）提示：氣泡的產(chǎn)生速率和衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度。2．（1）提示：若用剛煮沸的可溶性淀粉溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會(huì)破壞淀粉酶的活性。（2）提示：實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有：所加待測(cè)溶液和試劑的體積、保溫時(shí)間、加熱時(shí)間等。實(shí)驗(yàn)中的單一變量是試管中的待測(cè)溶液。（3）提示：該實(shí)驗(yàn)中不能用碘液代替斐林試劑，因?yàn)榈庖褐荒苁沟矸圩兯{(lán)，而與蔗糖沒(méi)有特殊的顏色反應(yīng)，不能檢驗(yàn)蔗糖是否被淀粉酶水解。3．（1）提示：自變量是pH的變化，而溫度、實(shí)驗(yàn)材料的用量等都是無(wú)關(guān)變量。（2）提示：有對(duì)照。pH分別為5、7、9的3個(gè)組構(gòu)成相互對(duì)照。（3）提示：附著有過(guò)氧化氫酶的濾紙片從放入各燒杯液面到再浮出液面這一過(guò)程所用的時(shí)間。（4）提示：小濾紙片附著有過(guò)氧化氫酶，是分解H2O2的過(guò)氧化氫酶的載體。H2O2被過(guò)氧化氫酶分解為H2O和O2，O2會(huì)附著在濾紙片上，使濾紙片向上運(yùn)動(dòng)直至浮出液面。遷移與應(yīng)用1：B解析：過(guò)氧化氫酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑鐵離子的催化效率高，說(shuō)明酶具有高效性；過(guò)氧化氫酶能催化過(guò)氧化氫的分解，不能催化糖類的水解，說(shuō)明酶具有特異性?；顒?dòng)與探究2：1．提示：分析：（1）曲線的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為該酶的最適溫度，此時(shí)酶的活性最高，酶促反應(yīng)速率最高。（2）在達(dá)到最適溫度之前，隨著溫度的升高，酶促反應(yīng)速率也逐漸加快；超過(guò)了最適溫度，酶促反應(yīng)速率會(huì)迅速下降。（3）溫度過(guò)高可使酶活性喪失，但溫度過(guò)低只會(huì)降低酶的活性，而不會(huì)使酶活性喪失。2．提示：不能。胃蛋白酶的最適pH大約是，人體小腸內(nèi)的pH約為，胃蛋白酶進(jìn)入小腸后，失去活性，不能發(fā)揮作用。3．提示：（1）分析：在底物充足、其他條件固定且適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。（2）分析：在酶量一定的條件下，在一定范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率會(huì)隨著底物濃度的增加而加快，但達(dá)到一定濃度后酶促反應(yīng)速率就不再加快了。遷移與應(yīng)用2：B解析：A、C中加入了清水，漿糊的成分不變，加入碘液變藍(lán)。B、D加入唾液淀粉酶，D中溫度過(guò)高，酶失活，漿糊中的淀粉未被水解，而B(niǎo)中的淀粉被淀粉酶水解了，所以滴入碘液后B不變藍(lán)A、C、D變藍(lán)。當(dāng)堂檢測(cè)1．能夠促使淀粉水解的酶是（）。A．麥芽糖酶B．淀粉酶 C．蛋白酶D．脂肪酶2．在其他條件適宜的情況下，下列因素對(duì)酶活性的影響可用圖示表示的是（）。A．溫度B．反應(yīng)物濃度 C．pHD．抑制劑濃度3．FeCl3和過(guò)氧化氫酶都能催化H2O2分解為H2O和O2，但過(guò)氧化氫酶和FeCl3的區(qū)別是（）。A．過(guò)氧化氫酶必須在較高溫度下發(fā)揮作用B．過(guò)氧化氫酶必須在強(qiáng)酸條件下發(fā)揮作用C．過(guò)氧化氫酶使H2O2分解釋放O2的速度快D．過(guò)氧化氫酶使H2O2分解釋放O2的速度慢4．下面圖示過(guò)氧化氫被分解速率的曲線，說(shuō)明酶的哪一特性？（）①專一性②高效性③催化特性④在溫和條件下進(jìn)行A．①④B．②③C．①②D．③④5．欲探究溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響規(guī)律，以下設(shè)計(jì)合理的是（）。A．把pH的變化確定為自變量B．把pH的變化確定為無(wú)關(guān)變量C．把酶和底物混合后，再置于相應(yīng)的溫度下處理D．只能用生成物的生成速率表示酶促反應(yīng)速率的大小答案：1．B解析：酶具有特異性，促使淀粉水解的酶只能是淀粉酶。2．B解析：溫度過(guò)高或過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶失活。抑制劑會(huì)抑制酶的活性，反應(yīng)速率也會(huì)隨之降低。在酶一定量的條件下，反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增加而增加，但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定量時(shí)，由于酶數(shù)量的限制，反應(yīng)速率不再增加。3．C解析：酶具有高效性，因此和FeCl3相比，過(guò)氧化氫酶分解H2O2的速度比較快。H2O2酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，在高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下變性失活。4．B解析：和沒(méi)有催化劑相比，過(guò)氧化氫酶能加快過(guò)氧化氫的分解，說(shuō)明了酶的催化特性；和Fe3＋相比，過(guò)氧化氫酶分解過(guò)氧化氫的