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第2課時(shí)酶的特性[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.闡明酶的高效性、專一性和作用條件較溫和。2.通過(guò)探究“影響酶活性的條件”,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。一、酶具有高效性和專一性1.酶具有高效性(1)酶的高效性是指____________________________更顯著。(2)酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍,說(shuō)明酶具有________。2.酶具有專一性(1)酶的專一性是指每一種酶只能催化____________化學(xué)反應(yīng)。而無(wú)機(jī)催化劑催化的范圍比較廣,如酸能催化蛋白質(zhì)、________和________水解。(2)實(shí)例:脲酶只能催化________分解。判斷正誤(1)二肽酶能催化多種二肽水解,不能說(shuō)明酶具有專一性()(2)催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶()任務(wù)一:淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非還原糖,但淀粉水解后會(huì)生成麥芽糖,蔗糖水解后會(huì)產(chǎn)生葡萄糖和果糖,麥芽糖、葡萄糖和果糖都是還原糖。如表為比較淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的催化作用實(shí)驗(yàn),請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:試管編號(hào)12可溶性淀粉溶液2mL-蔗糖溶液-2mL新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL60℃水浴保溫5min新配制的斐林試劑2mL2mL水浴加熱2min實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒(méi)有磚紅色沉淀(1)1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成,2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀,說(shuō)明什么?你能從該實(shí)驗(yàn)得到什么結(jié)論?________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)上述實(shí)驗(yàn)中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑?________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么?________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是什么?你還有其他設(shè)計(jì)思路嗎?________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.酶具有高效性的曲線2.酶具有專一性的曲線1.下列實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象能說(shuō)明酶的高效性的是()①唾液中有唾液淀粉酶,把唾液稀釋10倍后,催化淀粉完全水解的速度仍快于無(wú)機(jī)催化劑②取兩支潔凈的試管,分別加入等量的淀粉溶液,然后向其中一支試管中加入適量的淀粉酶溶液,另一支試管中加入等量的蒸餾水,一段時(shí)間后,檢測(cè)淀粉的分解情況③在兩支盛有適量過(guò)氧化氫溶液的試管中,分別加入等量過(guò)氧化氫酶和FeCl3溶液,觀察氣泡的釋放速率A.①②③B.①③C.③D.②③2.下列關(guān)于酶的專一性的敘述,不正確的是()A.過(guò)氧化氫酶只能催化過(guò)氧化氫的分解,不能催化其他化學(xué)反應(yīng)B.每一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行C.催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶D.二肽酶能催化由不同氨基酸脫水縮合成的二肽的水解二、酶的作用條件較溫和1.酶活性酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性,可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的________表示。2.酶的作用條件較溫和酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較______的條件下進(jìn)行的。科學(xué)家采用定量分析的方法,分別得到了酶活性受溫度和pH影響的示意圖。(1)酶活性受溫度影響示意圖(如圖)在一定條件下,酶活性最大時(shí)的溫度稱為該酶的__________。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(shí),酶促反應(yīng)速率不僅不再加快,反而隨著溫度的升高而________。(2)酶活性受pH影響示意圖(如圖)在一定條件下,酶活性最大時(shí)的pH稱為該酶的______。pH偏高或偏低,酶促反應(yīng)速率都會(huì)______。(3)過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高,會(huì)使酶的______________,使酶永久失活,在0℃左右時(shí),酶的活性很低,但酶的______________,在適宜的溫度下酶的活性會(huì)______,因此,酶制劑適宜在______下保存。判斷正誤(1)酶促反應(yīng)速率既可以用反應(yīng)物的消耗速率表示,也可以用產(chǎn)物的生成速率表示()(2)pH影響酶活性的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)材料不選擇淀粉,原因是酸能促進(jìn)淀粉水解()(3)探究影響酶活性的條件實(shí)驗(yàn)中,至少要設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)()(4)市售α-淀粉酶的最適溫度在50~75℃,而來(lái)自人體的唾液淀粉酶的最適溫度在37℃左右()(5)低溫、高溫、過(guò)酸、過(guò)堿條件下酶的活性都很低,且酶的空間結(jié)構(gòu)都發(fā)生了不可逆的改變()任務(wù)二:探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)下列3組實(shí)驗(yàn)是探究溫度對(duì)酶活性的影響,請(qǐng)分別從中尋找錯(cuò)誤:實(shí)驗(yàn)一序號(hào)項(xiàng)目試管121可溶性淀粉溶液5mL5mL2α-淀粉酶溶液3mL3mL3溫度0℃90℃4相同溫度下兩溶液混合混合液混合液5斐林試劑2mL2mL6實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象錯(cuò)誤:________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)二序號(hào)項(xiàng)目試管1231可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL2α-淀粉酶溶液3mL3mL3mL3溫度0℃60℃90℃4碘液2滴2滴2滴5實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象錯(cuò)誤:________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)三序號(hào)項(xiàng)目試管1231過(guò)氧化氫溶液5mL5mL5mL2溫度0℃60℃90℃3過(guò)氧化氫酶溶液3mL3mL3mL4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象錯(cuò)誤:________________________________________________________________________。1.探究影響酶活性實(shí)驗(yàn)的“四步曲”(1)分組編號(hào):將實(shí)驗(yàn)器具分組編號(hào)并裝入相應(yīng)的等量試劑。(2)控制變量:控制影響酶活性的條件(如溫度),即首先將底物、酶液分別處理到預(yù)設(shè)的條件。(3)進(jìn)行反應(yīng):讓酶液與底物混合,在預(yù)設(shè)的條件(如溫度、pH等)下反應(yīng),無(wú)關(guān)變量保持相同。(4)結(jié)果檢測(cè):檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的因變量,觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.可供參考的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)①探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響序號(hào)項(xiàng)目11*22*33*1注入可溶性淀粉溶液保溫5min2mL-2mL-2mL-2注入淀粉酶溶液保溫5min-1mL-1mL-1mL3溫度條件(℃)0601004相同溫度下淀粉溶液與淀粉酶溶液混合,保持溫度3mL混合液3mL混合液3mL混合液5碘液檢驗(yàn)變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)結(jié)論:溫度能影響酶的活性。②探究pH對(duì)淀粉酶活性的影響序號(hào)項(xiàng)目試管1試管2試管31注入新鮮的肝臟研磨液每支試管各1mL2不同pH的處理注入物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液1mL注入蒸餾水1mL注入物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液1mL3注入過(guò)氧化氫溶液每支試管各2mL4用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗(yàn)5預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)反應(yīng)迅速?gòu)?fù)燃無(wú)反應(yīng)結(jié)論:pH能影響酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)材料的選擇:選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí),要注意排除自變量本身對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,保證自變量只是通過(guò)影響酶活性而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不能直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來(lái)驗(yàn)證酶的專一性時(shí),檢測(cè)底物是否被分解的試劑“宜”選用斐林試劑,“不宜”選用碘液,因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被分解。(4)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測(cè)底物被分解的試劑“宜”選用碘液,“不宜”選用斐林試劑,因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。(5)在探究pH對(duì)酶活性影響時(shí),“宜”保證酶的最適溫度(排除溫度干擾),且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸,“不宜”在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前就讓反應(yīng)物與酶接觸。(6)在探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),“宜”保證酶的最適pH(排除pH干擾),且將酶和底物分別保溫(實(shí)驗(yàn)要求的溫度)后,再混合繼續(xù)保溫,“不宜”在未分別保溫前就讓反應(yīng)物與酶接觸。3.下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是()A.探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響時(shí),分別選用淀粉和H2O2作為底物B.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用時(shí),可用碘液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.用H2O2作底物驗(yàn)證酶的高效性時(shí),通過(guò)測(cè)定氣泡或者氧氣釋放量可達(dá)到目的D.探究淀粉酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)順序:淀粉+淀粉酶→置于相應(yīng)水浴溫度下保溫5min→滴斐林試劑加熱→觀察溶液顏色變化4.(2023·北京豐臺(tái)區(qū)高一期末)在洗滌劑中添加堿性纖維素酶可大大提高對(duì)衣物的洗滌效果。研究人員從某芽孢桿菌菌株中分離純化出一種堿性纖維素酶,探究其催化作用的最適pH和溫度,結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.堿性纖維素酶的催化機(jī)理是降低反應(yīng)所需的活化能B.該酶的最適溫度在50℃左右C.不同溫度下,該酶的最適pH有差異D.30℃酶活性低的原因是空間結(jié)構(gòu)被破壞
第2課時(shí)酶的特性一、教材梳理1.(1)同無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用(2)高效性2.(1)一種或一類脂肪淀粉(2)尿素判斷正誤(1)×(2)√解析(1)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),二肽酶能催化多種二肽水解,能說(shuō)明酶具有專一性。(2)脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),可由蛋白酶水解。核心探討(1)1號(hào)試管有磚紅色沉淀生成,說(shuō)明產(chǎn)生了還原糖,淀粉被水解;2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀,說(shuō)明蔗糖沒(méi)有被水解。結(jié)論:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶的作用具有專一性。(2)不能,因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉的有無(wú),而蔗糖分子無(wú)論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。(3)自變量:底物的種類;因變量:底物是否被淀粉酶水解。(4)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:探究同一種酶是否能催化不同底物水解。另一種設(shè)計(jì)思路:探究不同種類的酶能否催化同一種底物的水解。典題應(yīng)用1.B[酶相對(duì)于無(wú)機(jī)催化劑來(lái)說(shuō)具有高效性。把唾液稀釋后催化淀粉完全水解的速度仍快于無(wú)機(jī)催化劑,說(shuō)明酶具有高效性。]2.B[酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),B錯(cuò)誤。]二、教材梳理1.速率2.溫和(1)最適溫度加快下降(2)最適pH下降(3)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定升高低溫判斷正誤(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×解析(5)高溫、過(guò)酸、過(guò)堿條件下酶的活性都很低,因該條件下酶的空間結(jié)構(gòu)都發(fā)生了不可逆的改變。低溫抑制了酶的活性,隨著溫度升高,酶的活性可以逐漸恢復(fù)。核心探討缺少60℃的對(duì)照組,且不應(yīng)用斐林試劑作為檢測(cè)試劑未對(duì)底物和酶進(jìn)行保溫處理就混合在一起不應(yīng)選用過(guò)氧化氫溶液作為反應(yīng)底物,因?yàn)楦邷貤l件下,會(huì)直接使底物分解加快,而不是通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響底物的分解典題應(yīng)用3.A
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