探究影响酶活性的因素.docx
《探究影响酶活性的因素.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究影响酶活性的因素.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
探究影响酶活性的因素
探究影响酶活性的因素
素养要求
探究影响酶活性的因素（c级）
探究影响酶活性的条件、掌握控制实验变量的科学方法。
实验探究pH对酶活性的影响
【自主先学】
先学指导学生阅读教材67页，说出“探究pH对酶活性的影响”的实验原理、实验过程，并分析实验结果。
概念梳理
1．实验原理
（1）H2O2在H2O2酶的催化下分解为H2O和O2，酵母菌溶液中含有。
（2）pH影响酶的活性，从而影响，可用滤纸片从烧杯底部至浮出液面所需的时间来检验氧气生成量的多少。
2．实验器材
酵母菌溶液、过氧化氢溶液、滤纸、pH试纸、温度计、烧杯等。
3．实验步骤
（1）将若干同样大小的滤纸片（1cm2）浸入，取出后晾干，滤纸上附着有过氧化氢酶。
（2）在四只烧杯中盛入体积分数为2%、pH分别为5、7、9、11的过氧化氢溶液（温度相同），再一片片放入。
在滤纸片上过氧化氢酶的催化下，H2O2分解为，氧气泡会附着在滤纸片上。
随着氧气泡的增多，烧杯底部的滤纸片会上浮，直至浮出液面。
（3）滤纸片接触液面后会下沉，直至烧杯底部，然后由烧杯底部上浮，直至浮出液面，记录整个过程
（t）。
（4）以1/t为纵坐标（酶促反应速率），为横坐标，绘制曲线图。
4．实验结论：
pH对酶的活性影响。
【合作探究】
1．本实验自变量、因变量、无关变量是哪些
2．分析pH对酶活性的影响。
【精讲点拨】
1．探究温度对酶活性的影响
（1）实验原理：
①淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。
②淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。
（2）方法步骤：
①取3支试管，编上号（A、
B、C），然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液；
②另取3支试管，编上号（a、b、c），然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液；
③将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入热水（约600C）、沸水和冰块中，维持各自的
温度5min；
④分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min；
⑤在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录；
思考题1、不能只用不同温度处理淀粉溶液或酶溶液，这是为什么
防止混合时，由于两种溶液的温度不同而使混合后温度发生变化，反应温度不是操作者所要控制的温度，影响实验结果。
思考题2、在试管A、B、C中分别能观察到什么现象
试管A、B、C的现象分别是：
不变蓝、变蓝、变蓝。
思考题3、通过上述实验，你能得出什么结论
温度会影响酶的活性。
思考题4、在上述实验中，自变量是什么无关变量是什么
自变量是不同的
温度；无关变量是可溶性淀粉溶液、新鲜淀粉酶溶液、碘液的量。
2．探究性实验与验证性实验的比较
比较项目
探究性实验
验证性实验
概念
指实验者在未知实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动
指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、培养实验操作能力为目的的重复性实验
实验
目的
探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系
验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系
实验
假设
根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释
因结论是已知的，故不存在假设问题
实验原理
因探究内容而异
因验证内容而异
实验
步骤
①取材、分组、编号；②相同处理、不同处理；
③进一步相同处理；④检测、观察、统计、分析
实验
现象
未知
已知
实验结果
预期
对应假设，分类讨论
确定
实验结论
根据可能的实验结果，进行分析
对应实验目的作出肯定结论
【检测反馈】
指导学生完成“巩固练习”1。
巩固练习
1．如图所示，甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。
下列相关分析不正确的是（）
A．图甲中，因反应液中酶的数量有限，当反应物达到一定浓度时，反应速率不再上升
B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度
C．图乙中，温度超过a点后反应速率急剧下降，其原因是高温条件下酶变性失活
D．图丙中，pH从6上升到10的过程中，酶活性先增强，后降低
2．下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果。
试管
①
②
③
纤维素悬液/mL
2
2
2
纤维素酶液/mL
1
1
1
反应温度/℃
30
40
50
斐林试剂/mL
2
2
2
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是（）
A．该实验的自变量为温度
B．该实验检测的因变量是还原糖的生成量
C．纤维素被水解成了还原糖
D．该纤维素酶的最适温度为40℃
3．如图中的新鲜土豆片与过氧化氢接触后，若有气体大量产生，下列叙述错误的是（）
A．可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快
C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限
D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
4．如图所示，曲线b表示在最适温度、最适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（）
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
5．关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是（）
A．不同酶的最适温度可能相同
B．随着温度降低，酶促反应的活化能下降
C．酶活性最高时的温度不适合该酶的保存
D．高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果
6．下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是（）
A．淀粉酶溶液中加入强酸
B．淀粉酶溶液中加入蛋白酶
C．淀粉酶溶液中加入淀粉溶液
D．淀粉酶经高温烘干制成粉剂
7．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验。
相应的实验结果如下图所示，请分析回答下列问题：
（1）实验1、2、3中的自变量分别为。
（2）实验1的目的是探究。
（3）实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的结果显示，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是。
（4）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为。
实验还证实，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是。
8．为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响，请根据提供的材料用具，完成下面的实验：
材料用具：
试管，量筒，滴管，试管架，pH试纸；新鲜的质量分数为20％的鸡肝研磨液；新配制的体积分数为3％的过氧化氢溶液，质量分数为5％的盐酸溶液，质量分数为5％的氢氧化钠溶液，蒸馏水等。
（1）实验步骤：
①如图所示，先在1号、2号、3号试管中各加入2mL新配制的体积分数为3％的过氧化氢溶液，再向l号试管内加入lmL蒸馏水，向2号试管内加入，向3号试管内加入，并振荡试管。
②向l号、2号、3号试管内各滴入2滴。
③仔细观察各试管内，并记录。
（2）实验结果：
。
（3）实验结论：
pH为7左右时过氧化氢酶的活性较高，而pH偏高、偏低时过氧化氢酶的活性降低。
（4）除pH外，还有其它环境因素会影响过氧化氢酶的活性，请你就此提出相关研究课题（只要求写出课题名称）：
。
教后反思
教学参考
1．微课：
《探究“影响酶活性的条件”》（实验类）.mp4
2．探究“影响酶活性的条件”.ppt
3．实验设计的原则
（1）对照性原则：
对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。
通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
通常，一个实验总分为实验组和对照组。
实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。
设置对照组常有4种方法：
①空白对照，即不给对照组做任何处理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照；在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
②条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。
例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组（饲喂甲状激素），乙组为条件对照（饲喂甲状抑制剂）；不饲喂药剂的是空白对照组。
显然，通过条件对照．实验说服力大大提高。
③自身对照：
指实验组和对照组都在同一实验对象上进行。
如观察植物细胞的质壁分离和复原实验中，对照组即正常的洋葱表皮细胞和实验组即质壁分离和复原的细胞是同一组细胞，是典型的自身对照实验。
④相互对照：
不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。
如“比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率”实验中，分别用过氧化氢酶和Fe3+去催化过氧化氢分解，进行相互对照，以得出酶的高效性结论等。
（2）单一变量原则：
在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。
除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。
（3）科学性原则：
所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
如：
淀粉酶水解淀粉的顺序问题。
（4）等量原则：
对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。
具体来说有如下四个方面：
①所用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②所用实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。
③所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。
尤其要注意体积上等量的问题。
④所用处理方法要相同如：
保温或冷却：
光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。
有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。
4．实验设计的基本方法
（1）了解题目要求：
看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。
（2）明确实验目的原理：
明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上什么原理。
（3）确定实验思路：
就是根据原理对实验做出假设，并对可能产生的现象做出预测，并充分利用实验材料设计实验思路。
（4）设计实验步骤：
根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验步骤。
要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用怎样运用并且还要注意以下两点：
一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。
（5）记录实验现象和数据：
在实验中，将观察到的现象如实、准确地记录下来。
除了用文字进行记录外，还可以用数据或符号进行记录。
（6）分析得出结论：
根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。
【参考答案】
实验探究pH对酶活性的影响
【自主先学】
1．
（1）H2O2酶
（2）氧气的生成量
3．
（1）酵母菌溶液
（2）相同数量的滤纸片H2O和O2（3）所用时间（4）pH
4．有
【合作探究】
1．自变量：
pH因变量：
O2的产生量（酶促反应速率）无关变量：
温度、滤纸片、过氧化氢酶的量、过氧化氢溶液浓度等。
2．在最适pH条件下，酶的活性最高，低于或高于最适pH，酶的活性降低，过酸或过碱，酶的活性丧失。
巩固练习
1．D解析：
由于酶数量的限制，当反应物达到一定浓度后，反应速率不再随反应物浓度的增加而上升；酶活性最大时所对应的温度称为最适温度；一般情况下，高温、过酸和过碱都会破坏酶的空间结构，使酶失活，因此，当pH从6上升到10的过程中，酶活性一直为0。
2．D解析：
该实验的目的是探究温度对纤维素酶活性的影响，所以实验的自变量是温度；从表格中的处理方法可知，该实验的因变量是检测还原糖的生成量；该实验只设置了三个温度，40℃时酶的活性相对较高，但不能说明40℃就是该纤维素酶的最适温度。
3．C解析：
新鲜土豆片中有过氧化氢酶，可以催化过氧化氢分解产生氧气，当过氧化氢全部分解后，气体产生量不再增加。
4．B解析：
AB段随着反应物浓度升高，反应速率加快，限制因素是反应物的浓度，A项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线a表示，B项正确；图中曲线b是在最适温度、最适pH下的曲线图，因此，升高温度，减小pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线a，C、D项错误。
5．B解析：
不同酶的最适温度可能相同，也可能不同，A项正确；在一定的范围内随着温度的降低，酶的活性下降，而酶促反应的活化能是不会降低的，B项错误；低温时，酶的活性降低，但酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适于在低温（0～4℃）下保存，C项正确；高温、强酸、强碱都会破坏酶的空间结构，从而使酶失活，D项正确。
6．C解析：
本题考查了酶性质的相关知识。
酶是具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，遇高温、强酸、强碱、重金属等会发生变性。
淀粉酶是蛋白质，淀粉酶溶液中加入蛋白酶会使淀粉酶水解失活。
淀粉酶能把淀粉水解成麦芽糖，且反应前后酶活性不变，C选项符合题意。
7．
（1）催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH
（2）酶的高效性
（3）在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液的浓度越高，O2产生速率越快，而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后，O2产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大 过氧化氢酶的量有限 （4）e 过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏
解析：
（1）从三个实验的结果图中可以看出，实验1、2、3的自变量分别是催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH。
（2）实验1过氧化氢酶和无机催化剂FeCl3的作用结果进行对照，说明了过氧化氢酶具有高效性。
（3）实验2的结果显示，在ab段对应的浓度范围内，O2产生速率随着过氧化氢溶液浓度的增大而增大，而当过氧化氢溶液达到b对应的浓度以后，O2产生速率不再增加，bc段O2产生速率不再增加的原因最可能是过氧化氢酶的量有限。
（4）在pH为e时，溶液中剩下的过氧化氢的量最少，说明在这一pH下过氧化氢酶的活性最高；过酸、过碱会导致酶的空间结构被破坏，使酶永久失活。
8．
（1）①1mL（等量）氢氧化钠溶液（试剂量和试剂名缺一不给分）1mL（等量）盐酸溶液（试剂量和试剂名缺一不给分）②鸡肝研磨液③产生气泡的多少
（2）1号试管内产生的气泡较多，2号和3号试管内产生的气泡较少
（3）探究温度对过氧化氢酶活性的影响（或其他合理答案）
升级会员 