高中生物必修1512 酶的特性和影响酶活性的因素学案.docx
- 文档编号:25756107
- 上传时间:2023-06-12
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:218.13KB
高中生物必修1512 酶的特性和影响酶活性的因素学案.docx
《高中生物必修1512 酶的特性和影响酶活性的因素学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物必修1512 酶的特性和影响酶活性的因素学案.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中生物必修1512酶的特性和影响酶活性的因素学案
第2课时 酶的特性和影响酶活性的因素
学习目标引导
核心素养对接
关键术语
1.探究影响酶活性的因素。
2.分析影响酶促反应的因素。
3.分析酶的高效性和专一性。
1.科学思维——建立模型:
通过建立温度、pH对酶活性的影响等数学模型,理解影响的规律和实质。
2.科学探究——实验思路及设计:
合理设计探究温度、pH对酶活性影响的实验步骤,规范实施实验,探究影响的规律。
高效性
专一性
酶的活性
影响因素
|预知概念|
一、酶的特性(连线)
答案 ①—b ②—c ③—a
二、酶促反应
1.概念 由酶催化的化学反应。
2.酶活性 在酶促反应中,酶的催化效率。
三、影响酶活性的因素
1.温度
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。
|过程评价|
1.酶具有专一性、高效性,且受温度和pH的影响(√)
2.蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解,这一现象体现了酶的专一性(√)
3.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物(√)
4.由于酶在化学反应前后性质和数量没改变,所以酶具有高效性(×)
5.高温、低温、强碱、强酸都会使酶失活(×)
6.探究酶的最适温度,需要设置多组实验,相邻两组实验具有一定的温差(√)
|联想·质疑|
★科学解释:
一把钥匙开一把锁,描述了酶具有专一性。
★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。
酶具有专一性的原因是什么?
提示 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。
科学探究1 酶的高效性和专一性
1.下图分别表示酶高效性和专一性的曲线,请分析
(1)根据图1,酶和无机催化剂相比,有什么共同点和不同点?
提示 酶和无机催化剂都只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)根据图2分析:
在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,而加入酶B,反应速率和未加酶时相同,这说明什么?
提示 酶A能催化反应物A反应,酶B不能催化反应物A反应,酶的作用具有专一性。
2.酶的专一性特点模式图
蔗糖酶的作用过程示意图
(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
【探究应用】
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
蛋白酶
淀粉酶
淀粉酶
淀粉酶
反应物
蛋白质
淀粉
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
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;淀粉酶水解淀粉后产生葡萄糖,葡萄糖和麦芽糖都属于还原性糖,用斐林试剂检测,都会出现砖红色沉淀,C错误;斐林试剂不能检测蛋白质是否水解,D错误。
答案 B
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( )
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
1.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)
2.探究酶专一性的实验设计思路
(1)变量分析
(2)设计思路
科学探究2 探究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?
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?
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
【探究应用】
1.在探究影响酶活性的条件的实验中,在探究不同的温度对酶活性的影响时,温度和pH分别属于( )
A.自变量和因变量
B.因变量和无关变量
C.自变量和无关变量
D.自变量和对照变量
解析 该实验的目的是探究不同的温度对酶活性的影响,因此自变量是温度,因变量是酶的活性,pH、底物浓度、酶浓度等都属于无关变量。
答案 C
2.现有三支试管甲、乙、丙,先向各试管内均加入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。
下列叙述错误的是( )
A.甲和乙试管对照,说明酶具有专一性
B.甲和丙试管对照,说明酶的活性受温度的影响
C.实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀
D.甲和乙实验中,酶的不同种类为自变量
解析 甲试管和乙试管对照,自变量是酶的种类,说明酶具有专一性;试管甲和丙比较,自变量是温度,说明酶的活性受温度的影响;实验结果是甲试管出现砖红色沉淀。
答案 C
研究温度和pH影响酶活性实验的4个注意点
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响,原因是温度升高时H2O2会分解,这样实验的变量不唯一。
科学探究3 分析影响酶促反应的因素
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。
温度和pH影响酶活性的特点
1.温度影响酶的活性:
(1)低温时酶的活性会降低,但酶的空间结构不会被破坏,在适宜温度下酶的活性可以恢复,故酶一般在2~4℃下保存。
(2)高温、过酸、过碱均会使酶的空间结构发生不可逆的破坏,但没有破坏肽键。
2.不同酶的最适温度可能不同:
一般来说,动物体内酶的最适温度在35~40℃。
植物体内酶的最适温度在40~50℃。
3.不同酶的最适pH可能不同:
动物体内酶的最适pH大多在6.5~8.0,但胃蛋白酶的最适pH为1.5。
4.影响酶促反应速率的因素及其作用实质:
【探究应用】
1.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响,得到如图所示的图像。
下列分析正确的是( )
A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右,最适pH为8
B.当pH为8时,影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C.随pH升高,该酶催化反应的最适温度也逐渐升高
D.当pH为任何一固定值时,实验结果都可以证明温度对反应速率的影响
解析 突破口:
结合温度和pH对酶活性的影响对图像进行分析。
具体分析如下:
答案 A
2.将1mL5%人的胃液溶液倒入装有10mL蛋白质胶体的试管内,置于25℃的温水中水浴,研究其对蛋白质的消化情况。
下列各方法中能提高酶活性的是( )
A.把实验温度提高到37℃
B.在试管内再加入1mL5%胃液溶液
C.将pH由2调节为7
D.在试管内再加入1mL唾液
解析 由于人体温度接近37℃,因此该温度条件下人体内的酶活性较高,将温度由25℃提高到37℃,胃蛋白酶的活性会升高,A正确;在试管内再加入1毫升5%的胃液溶液,胃蛋白酶的活性不会升高,B错误;胃蛋白酶的最适宜pH是2左右,如果将pH由2调节为7,酶的活性会急剧下降,C错误;在试管内加入1毫升唾液,溶液pH会升高,胃蛋白酶活性降低,D错误。
答案 A
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。
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。
答案 B
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,揭示了酶作用的专一性,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。
答案 B
3.下列关于酶的表述中,错误的一项是( )
A.化学反应前后,酶的化学性质和数量不变
B.一旦离开活细胞,酶就失去了催化能力
C.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA
D.酶的催化效率易受温度和酸碱度的影响
解析 酶属于催化剂,催化剂在化学反应前后,其化学性质和数量保持不变,A正确;只要有适宜的条件,酶在体外也能发挥作用,B错误;酶大多数是蛋白质,少数是RNA,其基本单位多数为氨基酸,C正确;酶在高温、过酸、过碱的条件下活性都会丧失,D正确。
答案 B
4.如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下,反应物浓度对酶催化反应速率的影响,据图分析,下列说法正确的是( )
A.如果在A点时,温度再提高5℃,则反应速率上升
B.在其他条件不变的情况下,在B点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率不变
C.在A点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度
D.在C点时,限制反应速率的因素是反应物的浓度和酶的浓度
解析 本实验是在最适温度条件下进行的,若再提高温度,酶活性会下降,则反应速率降低,A错误;曲线BC段随着反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制催化速率的因素最可能是酶的数量,所以B点时,往反应物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,B错误;曲线AB段,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,可知该段影响酶促反应速率的因素主要是反应物浓度,C正确;曲线BC段随反应物浓度的增加,催化速率不变,说明此时限制反应速率的因素最可能是酶的数量,D错误。
答案 C
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物必修1512 酶的特性和影响酶活性的因素学案 高中生物 必修 1512 特性 影响 活性 因素