人教版必修1第5章第1節(jié)第2課時酶的特性學案

第2課時酶的特性學習目標素養(yǎng)定位.通過淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解實驗,理解某種酶只能催化特定的化學反應。.通過探究溫度和pH對酶活性的影響,提升探究實驗的設計與分析能力。.通過分析溫度和pll影響的曲線，理解溫度和pH對酶活性的影響,提升從曲線中獲取信息的科學思維能力L運用結構與功能觀解釋酶的功能與其空間結構之間的關系。（科學思維）2.通過建立模型的方法,解釋溫度、pH對酶活性的影響，闡明酶的高效性和專一性。（科學思維）3.合理設計探究溫度、pH對醐活性影響的實驗步驟,規(guī)范實施實驗。（科學探究）一、酶的高效性和專一性.高效性⑴含義：酶的催化效率是無機催化劑的10,?10“倍。⑵意義:使細胞代謝快速地進行。.專一性⑴含義:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。⑵意義:使細胞代謝有條不紊地進行。二、酶的作用條件較溫和1.酶活性A.實驗①B.實驗②C.實驗③D.實驗④解析:過氧化氫不穩(wěn)定,在高溫下會分解成水和氧氣,不能作為“探究溫度對酶活性的影響”的實驗材料;淀粉酶能促進淀粉水解,淀粉酶的活性越高,淀粉水解越快,淀粉遇碘變藍色,可根據(jù)藍色褪去的時間來判斷酶的活性;酶具有專一性,蔗糖酶只能催化蔗糖水解,而對淀粉不起作用；淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應。［情境］加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性蛋白酶制劑和堿性脂肪酶制劑等。這些酶制劑不僅可以有效地清除衣物上的污漬,而且對人體沒有毒害作用，并且這些酶制劑及其分解產(chǎn)物能夠被微生物分解,不會污染環(huán)境。所以，加酶洗衣粉受到了人們的普遍歡迎。探究：(1)許多加酶洗衣粉標有“請勿用60℃以上的熱水，以免洗衣粉失效”。你能說明其中的理論依據(jù)嗎？提示:溫度過高會影響酶的活性,甚至酶會因高溫而變性失活。⑵過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應速率的影響一樣嗎？提示:不一樣，過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高后可恢復活性。(3)從蛋白質(zhì)的結構和特點方面分析，應如何保存酶？提示:應在低溫和適宜pH條件下保存酶。課堂小結隨堂檢測.如圖曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下,反應物濃度與酶促反應速率的關系。下列據(jù)圖分析正確的是（D）A.增大pH,重復該實驗,A、B點位置都不變B.B點后,升高溫度,酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)c所示變化C.酶量增加后，圖示反應速率可用曲線a表示D.反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素解析：由題干可知，曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下反應物濃度與酶促反應速率的關系，增大pH,酶的活性減弱,A、B點位置都下降;B點后,升高溫度,酶活性降低,反應速率下降;酶量增加后,反應速率加快,可用曲線c表示；由題圖可知,在曲線AB段反應速率與反應物濃度呈正相關，因此限制AB段反應速率的主要因素是反應物濃度。2.如圖表示在不同條件下,酶催化反應的速率（或生成物量）變化。下列有關敘述錯誤的是（D）A.圖1中虛線可表示酶量增加一倍時,底物濃度和反應速率的關系B.圖2中虛線表示增加酉每濃度,其他條件不變時,生成物量的變化示意曲線C.若圖2中的實線表示F葭的催化效率,則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率D.圖3不能表示在反應開始后的一段時間內(nèi)，反應速率與時間的關系解析:反應開始時底物濃度高,反應速率大,后來底物逐漸被分解,反應速率降低，因此圖3可表示在反應開始后的一段時間內(nèi)，反應速率與時間的關系。3.為了比較甲、乙兩種酶對溫度和pH的耐受程度(即保持活性的范圍)的差異,科研人員進行了相關的研究,結果如圖。下列說法正確的是(B)A.甲酶對溫度的耐受程度比乙酶大B.在pH為6?7的環(huán)境下,幾乎測不到甲酶活性C.甲酶活性在任何環(huán)境中都比乙酶高D.測定pH對酶活性影響時溫度應設為20℃解析:從溫度對酶活性影響的曲線分析，乙酶保持活性的溫度范圍大于甲酶,從曲線趨勢看出乙酉每比甲酶的溫度耐受程度大;從pH對醐活性影響的曲線分析,在pH為6?7的環(huán)境下,幾乎測不到甲醐的活性;20C時甲、乙兩種酶活性都較低,不宜用來測定pH對酶活性的影響。4.某實驗小組要對酶的一些性質(zhì)進行驗證,準備了以下材料和用具：2%唾液淀粉酶溶液、20%肝臟研磨液、3%FeCh溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、3%過氧化氫溶液、5%的鹽酸、5%的NaOH溶液、碘液、斐林試劑、蒸偏水、恒溫水浴鍋、冰塊等。請回答下列問題。⑴可選用2%的唾液淀粉酶溶液作為催化劑進行實驗驗證酶具有專一性,設置兩組實驗，兩組實驗的反應物應分別為。檢驗試劑不宜用碘液,理由是。⑵若要驗證酶的活性是否受pH的影響,上述所給的材料中的淀粉溶液不宜選為反應物,最主要的原因是。解析：（1）研究淀粉酶的專一性，選用的反應物最好是淀粉溶液和蔗糖溶液，由于淀粉酶可以水解淀粉而不能水解蔗糖,最好用加入斐林試劑水浴加熱,觀察磚紅色是否出現(xiàn)來觀察實驗結果。不宜用碘液,理由是其中的蔗糖組無論是否被水解,碘液均無顏色變化。（2）由于酸性條件下淀粉易分解,因此淀粉不能作為探究pH對酶活性影響的實驗材料。答案：（1）3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液其中的蔗糖組無論是否被水解，碘液均無顏色變化（2）淀粉在酸性條件下會被水解(1)含義:酶催化特定化學反應的能力。酶活性可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的速率表示。(2)影響酶活性的主要因素:遍度電［四。酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。2.溫度和pH對酶活性的影響(1)低溫時,酶活性很低,但酶的空間結構穩(wěn)定。在適宜的溫度下酶的活性會升高，因此,酶制劑適宜在低溫下保存。⑵在最適宜的溫度或pH條件下，酶的活性最高。⑶溫度過高、過酸或過堿時,酶的空間結構遭到破壞,醐永久失活。(4)溫度和pH對酶活性的影響示意圖①P點:最適溫度;Q點：最適叱。②偏離P點或Q點,酶的活性隆低。判斷正誤(1)在測定唾液淀粉酶活性時,將溶液pH由3升高到6的過程中，該酶的活性將不斷上升。(X)提示：溶液pH為3時,唾液淀粉酶已失活,升高到6的過程中酶活性不變。⑵探究溫度對酶活性的影響時,將酶與底物溶液在室溫下混合后置于不同溫度下保溫。(X)提示:探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液置于不同溫度下保溫,然后在相同的溫度下兩者混合。（3）用淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時，檢測試劑可用碘液也可用斐林試劑。（X）提示:檢測試劑不能用斐林試劑,斐林試劑在使用時需加熱,會改變自變量。（4）高溫和低溫均能破壞酶的空間結構使其失去活性。（X）提示:低溫不會破壞酶的空間結構。⑸酶的最適pH不會隨溫度改變而改變。（V）⑹纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁。（X）提示:細菌細胞壁成分是肽聚糖,不能被纖維素醐降解。探究一酶具有專一性1.閱讀教材P81?82相關內(nèi)容,并按要求進行實驗，思考，討論，回答下列問題。⑴1號試管有破紅色沉淀生成,2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀,得出的初步結論是什么？提示：1號試管中淀粉被水解,2號試管中蔗糖沒有被水解。⑵該實驗說明了什么？提示: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。⑶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？提示:不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學反應,肽酶催化的是一類反應,也說明其具有專一-性。2,比較過氧化氫酣和Fe*的催化效率，回答下列問題。（4）通過比較1、2的實驗結果，你能得出什么結論呢？提示:醐的催化效率比無機催化劑高,醐具有高效性。⑸如圖表示了未加催化劑、加無機催化劑、加酶的催化效率曲線圖,請辨析①②③曲線分別表示哪種情況？提示:①加酶;②加無機催化劑;③未加催化劑。對比法驗證酶的專一性⑴設計思路:常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行,得出結論。⑵設計方案項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料同種底物（等量）與酶相對應的底物另外一種底物試齊與底物相對應的酶另外一種酶同一種酶（等量）現(xiàn)象發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應結論酶具有專一性L為驗證酶的專一性，采用的最佳實驗方案是（C）A.aB.bC.cD.d序號等量的底物分別加入等量的酶分別加入等量的試劑A組B組a麥芽糖葡萄糖麥芽糖酶斐林試劑b蔗糖麥芽糖蔗糖酶斐林試劑c淀粉蔗糖淀粉酶斐林試劑d淀粉蔗糖淀粉酣碘液解析:a中，由于麥芽糖及其水解產(chǎn)物和葡萄糖都是還原糖，因此使用斐林試劑鑒定,A、B兩組都會有磚紅色沉淀生成;b中，麥芽糖為還原糖,蔗糖雖然沒有還原性，但是被蔗糖酶水解后會有還原糖生成，因此也不合理;c中的淀粉和蔗糖都不具有還原性,在淀粉酶的催化下,淀粉水解可生成還原糖,而蔗糖不會被水解，因此可用斐林試劑進行檢測；d中淀粉可被淀粉酶催化水解，因此,反應完成后,A、B兩組都沒有淀粉存在,用碘液檢測不合理。2.如圖表示的是某種酶作用的模型。下列有關敘述中，錯誤的是(D)A.該模型可以解釋酶的專一性B.該模型顯示,酶在反應前后質(zhì)和量不變C.a催化d分解為e、fD.a表示酶,該模型可解釋酶的多樣性解析：由題圖可知,a是酶，只能催化d分解為e、f,不能催化b、c分解,揭示了酶作用的專一性；a在反應前后性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生改變;該圖中只有一種酶a,不能解釋酶的多樣性。探究二酶的作用條件較溫和1.探究溫度對酶活性影響的實驗方案步驟項目試管1試管2試管31加入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2放置在不同溫度環(huán)境中0℃100℃60℃3加入新配制的不同溫度環(huán)境中淀粉酶溶液1mL1mL1mL4反應時間5min5min5min5滴入碘液2滴2滴2滴6觀察結果變藍變藍不變藍(1)該實驗的自變量是什么？實驗是否要保持酶的最適pH條件?pH在該實驗中屬于什么變量？提示:該實驗的自變量是溫度。該實驗需要在酶的最適pH條件下進行。pH在該實驗中屬于無關變量。⑵該實驗的思路如圖所示。為什么要將底物和酶溶液的溫度控制到預設的溫度后再混合？提示:嚴格控制實驗的自變量，以免底物與酶接觸時未達到預設溫度而影響實驗結果,增強實驗的說服力。(3)探究溫度對酶活性影響的實驗中，能否用過氧化氫酶催化過氧化氫的分解作為實驗對象？提示:不能,過氧化氫在加熱的情況下會分解。(4)探究溫度對醐活性影響的實驗中，能否用斐林試劑作為檢測試劑？提示:不能。因為斐林試劑在使用時需要水浴加熱,對反應溫度形成干擾。.探究pH對酶活性影響的實驗方案⑸該實驗中，能否將步驟2、3調(diào)換?為什么？步驟操作試管1試管2試管31注入新鮮的肝臟研磨液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1mL蒸儲水1mL鹽酸1mLNaOH溶液3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀察現(xiàn)象大量氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生無明顯氣泡產(chǎn)生提示:不能。若調(diào)換步驟2、3,在調(diào)節(jié)pH之前,試管中已經(jīng)發(fā)生了反應，會影響實驗結果。(6)該實驗不宜選用淀粉酶催化淀粉的水解做實驗,為什么？提示：因為淀粉酶催化的底物一一淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應,無法排除無關變量的干擾。.底物和酶的濃度是影響酶促反應速率的因素,觀察下面的模型，思考，討論，回答下列問題。⑺甲中酶促反應速率隨底物濃度如何變化？甲中當?shù)孜镞_到一定濃度后,酶促反應速率不再加快的原因是什么？提示:在其他條件適宜、酷濃度一定的情況下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后,醐促反應速率不再增加;不再加快的原因是受到酶數(shù)量和酶活性的限制。(8)分析并描述乙曲線的含義。提示:在底物充足、其他條件都適宜的情況下,酶濃度與酶促反應速率呈正相關。底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響圖甲中0P段酶促反應速率的限制因素是底物濃度，而P點之后的限制因素可能為醐濃度或醐活性；圖乙對反應底物的要求是底物足量。抑制酶活性的兩個模型模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點,從而降低酶對底物的催化效應;模型B中的抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結合,能改變酶的構型，使酶不能與底物結合,從而使酶失去催化活性。3.圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響，圖乙是將一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麥芽糖積累量隨溫度變化的情況。下列說法中不正確的是(C)A.圖甲中T。表示淀粉酶催化反應的最適溫度B.圖甲中,L和n時淀粉酶的催化效率很低，但對酶活性的影響有本質(zhì)的區(qū)別C.圖乙中L到幾的曲線表明隨溫度的升高,麥芽糖積累量不再增加，酶的活性已達到最大D.圖乙中A點可能對應圖甲中的溫度為T。解析：由題圖可知，圖甲中T。時淀粉酶的活性最高,所以T。為淀粉酶的最適溫度；圖甲中,Ta時淀粉酶的催化效率很低是因為低溫下淀粉酶的活性受到抑制,Tb時淀粉酶催化效率很低是因為高溫破壞了酶的空間結