第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件Word文档格式.docx
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2.酶的专一性特点模式图
(1)蔗糖酶只能水解蔗糖的原因是什么?
提示 原因是蔗糖酶的活性部位只能与蔗糖分子的空间结构相匹配。
(2)酶能否增加产物的产生量?
提示 不能,酶只能加快反应速率,不能改变化学反应平衡点。
3.为了验证酶的专一性,某同学设计了下表,请补充完整
步骤
1
淀粉+淀粉酶
蔗糖+淀粉酶
2
加入等量斐林试剂,并水浴加热相同时间
现象
出现砖红色沉淀
没有出现砖红色沉淀
结论
酶具有专一性
[典例1]为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是( )
组别
①
②
③
④
⑤
酶
蛋白酶
淀粉酶
反应物
蛋白质
淀粉
麦芽糖
A.①和③对比,用双缩脲试剂检测
B.②和④对比,用碘液检测
C.④和⑤对比,用斐林试剂检测
双缩脲试剂检验蛋白质或多肽,碘液检测淀粉,斐林试剂检测还原性糖。
D.③和④对比,用斐林试剂检测
解析 蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质,①和③对比,加入双缩脲试剂都会变紫色,A错误;
②和④对比,自变量是酶的种类,可用碘液检测,B正确;
麦芽糖和其水解产物葡萄糖都属于还原性糖,故不能用斐林试剂检测麦芽糖是否发生了水解反应,C错误;
斐林试剂不能检测蛋白质是否水解,D错误。
答案 B
[典例2]我国科学家研制出了能成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂,专用于“非典”的快速
诊断。
此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点,一个测试板可同时检测96个样品,1小时左右获得检测结果。
它应用的是( )
“准确、灵敏、快速”是该题的“题眼”
A.酶的高效性和专一性原理 B.酶的专一性原理
C.酶的识别原理 D.酶的高效性
解析 该测试板专门用于“非典”的快速诊断,说明酶具有专一性;
一个测试板可同时检测96个样品,1小时左右获得检测结果,说明酶具有高效性。
答案 A
科学探究2——温度对酶活性的影响
探究温度对酶活性的影响:
某同学设计了探究温度对酶活性的影响实验,有0℃、60℃、100℃三组,下图只显示了部分装置,请回答问题:
(1)该实验的自变量是什么?
实验需要不需要保持酶的最适pH条件?
pH在该实验中属于什么变量?
当研究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,pH等能够影响酶活性的其他因素属于无关变量,在实验时一定要遵循无关变量保持相同且适宜。
提示 该实验的自变量是温度。
该实验需要在酶的最适pH条件下进行,pH在该实验中属于无关变量。
(2)该实验为什么要将底物和酶溶液的温度控制到预设的温度后再混合?
在探究温度和pH对酶活性的影响实验时,不能先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理,原因是酶具有高效性,把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。
提示 使每一组实验严格在预设的温度下进行,如果先将底物和酶混合后再控制温度,每一组实验的温度是变化的,降低了实验的说服力。
(3)预期结果和结论:
①结果预测:
0℃:
________,60℃:
________,100℃:
________
②实验结论:
_________________________________________________________。
提示 ①变蓝 无明显变化 变蓝
②酶的催化需要适宜的温度,高于或低于最适温度酶的活性都会降低,甚至失活
[变式训练]下表为某探究实验的步骤,请分析并回答下列问题:
序号
加入试剂或处理方法
试管
A
B
C
a
b
c
可溶性淀粉溶液
2mL
/
新鲜唾液淀粉酶溶液
1mL
保温5min
37℃
80℃
0℃
3
将a液加入到A试管中,b液加入到B试管中,c液加入到C试管中,摇匀
4
5
滴入碘液,摇匀
2滴
6
观察现象并记录
(1)此探究实验的课题名称是________。
(2)在此实验中,因变量是用________检测的。
A、B、C三支试管中,________试管中酶的活性最高。
(3)实验结束后,将B试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度,现象是_____________________________________________________________________。
(4)有人建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响,而不能将实验所用酶互换,试说明提出此建议的理由:
_____________________________________________________________________。
解析
(1)从表中信息可知,温度是自变量,所以本实验探究的是温度对酶活性的影响。
(2)可溶性淀粉在唾液淀粉酶的作用下可被分解为还原糖。
淀粉遇碘变蓝,还原糖遇碘颜色不发生变化,所以可用碘液来检测因变量。
唾液淀粉酶的最适温度是37℃,所以A试管中酶的活性最高。
(3)实验时,B试管所处的温度为80℃,此时酶已失活,实验结束后,将B试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度,酶的活性不会恢复,故B试管中的现象是没有发生变化。
答案
(1)探究温度对酶活性的影响
(2)碘液 A (3)没有变化 (4)酸能催化淀粉水解,过氧化氢随温度升高分解加快,这些因素都会对实验结果造成干扰
联想质疑
酶的活性部位必须与底物分子的空间结构相匹配,才能催化该反应——此即酶的专一性,这犹如一把钥匙开一把锁
探究酶的高效性的实验设计思路
实验组:
底物+生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物形成的速率)
对照组:
底物+无机催化剂→底物分解速率(或产物形成的速率)
★唾液淀粉酶具有高效性
探究酶专一性的实验设计思路
(1)
(2)
在探究影响酶活性的条件时,酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。
酶活性及其影响条件
1.酶活性 在酶促反应中,酶的催化效率。
2.影响酶活性的条件 影响酶活性的条件:
温度和pH。
(1)温度 影响酶促反应速率的条件:
温度、pH、底物浓度和酶浓度
酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度,低于或高于这一温度都会使反应速率降低。
(2)pH
酶表现出最高反应速率时的pH称为酶的最适pH。
pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的
(3)酶失活的原因
①外因:
高温、过酸、过碱;
②内因:
空间结构被破坏。
科学思维——分析影响酶促反应速率的因素
1.温度和pH对酶活性的影响
甲、乙两图分别是温度和pH对酶活性影响的数学模型,分析比较甲、乙两图。
(1)分析两曲线的起点。
甲图起点酶活性不为0的原因是_________________________________________
_____________________________________________________________________;
乙图起点酶活性为0的原因是___________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)分析甲图曲线不同区段随温度的变化酶活性是如何变化的。
A~B段:
______________;
B~C段:
______________。
(3)乙图曲线中,若酶起始条件的pH为1.5,则将pH调至其最适pH下,该酶活性如何变化?
_______________________________________________________。
提示
(1)低温仅仅降低酶的活性但不会使酶失活 pH过低(或强酸)会使酶失活
(2)逐渐提高 逐渐降低
(3)不发生改变,因为在pH为1.5时酶已经失活。
2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)甲图中在其他条件适宜、酶浓度一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度的改变怎样变化?
(2)分析甲图曲线不同区段限制酶促反应速率的因素。
A~B段限制因素:
________;
B点以后稳定阶段限制因素:
________。
(3)乙图中在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率随酶浓度如何变化?
提示
(1)一定范围内,随着底物浓度的增大酶促反应速率逐渐加快,当达到一定底物浓度时,反应速率不再增加。
(2)底物浓度 酶浓度(酶数量)
(3)反应速率随酶浓度的增加而增加。
【知识归纳】
酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂。
(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料。
(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让酶与反应物接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。
[典例3]为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:
A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。
回答下列问题:
(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10℃,那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量________,原因是_______________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是________,其特性有_____________________________________________________________________
_______________________________________________________(答出两点即可)。
答案
(1)B
(2)加快 (3)不变 60℃条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加 (4)蛋白质或RNA 高效性、专一性
[典例4]如图曲线b表示在最适温度和pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。
据图分析正确的是( )
此处“最适”二字为解答该题的题眼
A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变
B.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现c所示变化
C.酶量增加后,图示反应速率可用曲线a表示
D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素
解析 题干中提出“曲线b表示在最适温度和pH条件下”,因此如果增大pH,酶的活性会下降,A、B点位置都会下移,A错误;
曲线b是在最适温度条件下测得的,如果升高温度,酶活性将会下降,反应速率应在B点后下降,B错误;
曲线b在B点时受酶的数量的限制,如果在B点增加酶量,图示反应速率可用曲线c表示,C错误。
答案 D
【技法点拨】
酶曲线的分析方法
(1)明确横、纵坐标表示的变量。
横、纵坐标不同,曲线表示的意义不同;
(2)理解曲线所表示的意义。
横坐标是自变量,纵坐标是因变量,曲线表示因变量随自变量的变化而变化;
(3)图中出现多个自变量时,要分析图中某一自变量对因变量的影响,应首先确定其他自变量为一定值。
★科学解释:
高温会破坏酶的空间结构,使酶永久丧失催化功能。
★酶要在低温下保存,温度过高会使酶变性失活。
★唾液淀粉酶在酸性(pH为2左右)环境中变性失活。
★在底物足够时,酶促反应速率与酶浓度成正比
★高温与低温对酶活性的影响:
高温使酶变性失活;
低温只抑制酶的活性,并未破坏酶分子结构。
★受酶数量或活性的限制,反应速率不再增加。
课堂小结
随堂检测
1.β-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。
这表明,β-半乳糖苷酶的催化作用具有( )
A.高效性B.专一性
C.稳定性D.多样性
解析 一种酶只能催化一种或一类化学反应,具有专一性。
2.如图表示的是某种酶作用模型。
下列有关叙述中,错误的是( )
A.该模型可以解释酶的专一性
B.a表示酶,该模型可解释酶的多样性
C.a催化d分解为e、f
D.该模型显示,酶在反应前后性质不变
解析 分析题图可知.a只能催化d分解,不能催化b、c分解,解释了酶作用的专一性,A正确;
该图中只有一种酶a,不能解释酶的多样性,B错误;
分析题图可知,酶a催化d分解为e、f,C正确;
分析题图可知,a在反应前后性质不变,D正确。
3.如图是在不同条件下,化学反应的速率曲线,其中1、2、3代表的反应条件是( )
A.无机催化剂 酶 未加催化剂
B.酶 无机催化剂 未加催化剂
C.未加催化剂 酶 无机催化剂
D.酶 未加催化剂 无机催化剂
解析 酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能,从而使反应速率加快,更快达到平衡点,其中酶的催化效果更显著,故B项正确。
4.现有3支试管甲、乙、丙,先向各试管内加入2mL可溶性淀粉溶液,再按图中所示步骤操作,然后分别用斐林试剂检验。
下列说法中不正确的是( )
A.实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀
B.甲和丙试管对照,说明酶的活性受温度的影响
C.实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀
D.甲和乙试管对照,说明酶具有专一性
解析 实验结果是甲试管内出现了砖红色沉淀,乙、丙试管内不出现砖红色沉淀,A错误,C正确;
甲和丙试管对照,自变量是温度,故说明酶的活性受温度的影响,B正确;
甲和乙试管对照,乙试管中的胃蛋白酶不能水解淀粉,故说明酶具有专一性,D正确。
5.下面图甲表示温度对淀粉酶活性的影响,图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麦芽糖积累量随温度变化的情况。
下列叙述错误的是( )
A.图甲中T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B.图甲中Ta和Tb对酶活性的影响有区别
C.图乙中温度超过Tb时,酶的活性达到最大
D.图乙中A点可能对应图甲中的温度为T0
解析 在图甲中T0时酶的活性最高,应是最适温度;
图甲中Ta是因为温度低抑制了酶的活性,但空间结构没有改变,而Tb处是温度过高,导致酶因为空间结构的改变而丧失了活性;
乙图中T0到Tb的麦芽糖积累量没有发生变化,说明温度高使酶已经失活,酶的活性为0;
图乙中A点时麦芽糖积累速率最快,说明A点对应的温度应是最适温度,即图甲中的T0。
答案 C
课时作业
(时间:
30分钟)
知识点1 酶的特性——专一性和高效性
1.催化脂肪酶水解的酶是( )
A.肽酶B.蛋白酶
C.脂肪酸D.淀粉酶
解析 脂肪酶的本质是蛋白质,肽酶催化肽链的水解,不催化蛋白质水解,A错误;
蛋白酶催化蛋白质水解,B正确;
脂肪酸不是酶,C错误;
淀粉酶催化淀粉水解,不催化蛋白质水解,D错误。
2.如图为蔗糖酶作用机理示意图,下列说法正确的是( )
A.该示意图说明酶具有高效性
B.图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
C.一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖
D.蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—底物复合物
解析 酶的高效性是与无机催化剂作对照,该图只是显示了酶的专一性,不能显示酶的高效性,A错误;
该图是酶和底物结合的过程,该过程不能保证酶保持较高的催化活性,酶的活性受温度、酸碱度的影响,B错误;
分析题图可知,蔗糖的两个组成单位不同,因此一分子蔗糖不能水解成2个相同的单位,C错误;
由题图可知,蔗糖酶的结构不能与麦芽糖结合形成酶—底物复合物,因此蔗糖酶不能催化麦芽糖水解,D正确。
3.下列关于酶特性实验设
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件 课时 特性 影响 活性 条件