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）》请在冰点文库上搜索。
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
升级会员 