人教版高中生物学必修1精品课件 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 第2课时 酶的特性 (2)

提示 不能。因为淀粉酶催化的底物是淀粉,淀粉在酸性条件下也会发生水 解反应。
方法归纳•拓展
1.探究影响酶活性实验的“四步曲” (1)分组编号:将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。 (2)控制变量:控制影响酶活性的条件(如温度),即首先将底物、酶液分别处 理到预设的条件。 (3)进行反应:将酶液与底物混合,在预设的条件(如温度等)下反应,无关变量 保持相同。 (4)结果检测:检测实验的因变量,观察并记录实验结果。
突破点2 酶的专一性 2.“诱导契合学说”认为:酶活性中心的结构开始并不和底物的结构完全吻 合,当底物与酶相遇时可诱导酶活性中心的构象发生变化,相关的各个基团 达到正确的排列和定向,使底物和酶契合形成络合物,进而生成产物。产物 从酶上脱落后,酶活性中心又恢复到原构象。下列说法错误的是( C )
A.酶受底物诱导的同时,底物结构也发生变化 B.酶活性中心的构象发生变化有利于生化反应的进行 C.这个模型说明酶不具有专一性 D.酶与底物形成络合物时,降低了底物转化成产物的活化能
2.酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜”
对点应用•突破
4.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。下列分析正确的是( D )
A.实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃ B.实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响 C.20 ℃条件下,t3时温度提高10 ℃,产物浓度会增加 D.60 ℃条件下,t2时增加底物的量不会改变产物浓度
课程标准 1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。 2.通过探究“影响酶活性的条件”,培养科学探究能力。
目录索引
主题一 酶的高效性和专一性 主题二 酶的作用条件较温和 综合情境探究 影响酶促反应速率的因素
主题一 酶的高效性和专一性
基础知识•落实
1.酶具有高效性 (1)_与__无__机__催__化__剂__相__比__,_酶__降__低__活__化__能__的__作__用__更显著,催化效率更高。 (2)酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍,说明酶具有__高__效__性____。 2.酶具有专一性 (1)每一种酶只能催化一__种__或__一__类__化学反应。而无机催化剂催化的范围比 较广,如酸能催化蛋白质、____脂__肪____和___淀__粉_____水解。 (2)实例:脲酶只能催化___尿__素_____分解。
甲 (1)酶活性受温度影响示意图(如图甲) 在一定条件下,酶活性最大时的温度称为该酶的___最__适__温__度___。在一定温 度范围内,酶促反应速率随温度的升高而___加__快_____;但当温度升高到一定 限度时,酶促反应速率不仅不再加快,反而随着温度的升高而___下__降_____。
(2)酶活性受pH影响示意图(如图乙) 在一定条件下,酶活性最大时的pH称为该酶的__最__适__p_H___。pH偏高或偏 低,酶促反应速率都会___下__降_____。
2.探究pH对过氧化氢酶活性的影响
序号 项目
试管1
试管2
1
注入新鲜的肝脏研 磨液
每支试管各1 mL
试管3
2
不同pH的处理
注入物质的量浓 度为0.01 mol/L 的盐酸溶液1 mL
注入蒸馏水1 mL
注入物质的量 浓度为0.01 mol/L的NaOH 溶液1 mL
3
注入过氧化氢溶液 每支试管各2 mL
(2)“诱导契合学说”:酶和底物并不是事先就以一种互补的形状存在,而是在 受到诱导之后才形成互补的形状,从而使酶和底物契合而形成酶—底物复 合物,并引起底物发生反应。如下图所示:
①在形成互补形状的过程中,发生空间结构改变的是___酶______。 ②该学说___能____ (填“能”或“不能”)解释“酶能催化一类化学反应”的现象。
5.下列有关“探究影响酶活性的条件”实验的叙述,错误的是( B ) A.探究pH对过氧化氢酶活性的影响,pH是自变量,过氧化氢分解速率是因 变量 B.探究温度对酶活性的影响,可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行 反应 C.探究pH对酶活性的影响,酶溶液和底物应先调pH再混合 D.探究温度对淀粉酶活性影响的实验过程中,可用碘液对实验结果进行检 测
解析 酶活性中心的构象发生变化,底物与酶的中心构象是契合的,故酶受 底物诱导的同时,底物结构也发生变化,A项正确;由题干“当底物与酶相遇 时可诱导酶活性中心的构象发生变化,相关的各个基团达到正确的排列和 定向,使底物和酶契合形成络合物,进而生成产物”可知,酶活性中心的构象 发生变化有利于生化反应的进行,B项正确;酶的专一性是指一种酶能催化 一种或一类化学反应,该模型说明酶具有专一性,C项错误;酶催化化学反应 的机理是降低化学反应的活化能,故酶与底物形成络合物时,降低了底物转 化成产物的活化能,D项正确。
乙
(3)过酸、过碱或温度过高,会使酶的___空__间__结__构__遭__到__破__坏______,使酶永久 失活。低温只能使酶的活性___降__低_____,但酶的____空__间__结__构__稳__定______,酶 制剂适宜在___低__温_____下保存。
结论语句辨一辨
(1)酶促反应速率可用反应物的消耗速率表示,也可用产物的生成速率表示。
解析 不可用同一支滴管滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液,否则会无法得出正 确的结论,A项错误;H2O2酶属于胞内酶,研磨实验材料不会破坏细胞的结构, 有助于酶的释放,B项错误;酶具有高效性是与无机催化剂相比,酶能更显著 地降低化学反应的活化能,C项错误;本实验中加热也能使反应速率加快,该 过程是通过增加反应物的能量实现的,并未降低此反应的活化能,D项正确。
3.(2024福建福州高一期末)为验证酶的专一性,设计实验如表所示。下列
对表格内容的补充,正确的是( C )
组别
甲组
乙组
酶 反应物 检测试剂
淀粉酶 ① ③
淀粉酶 ② ③
A.①蔗糖,②麦芽糖,③斐林试剂 B.①淀粉,②麦芽糖,③斐林试剂 C.①淀粉,②蔗糖,③斐林试剂 D.①蔗糖,②淀粉,③碘液
解析 在这个实验中,淀粉酶可以水解淀粉,但不能水解蔗糖。甲组应该使 用淀粉作为反应物,乙组应该使用蔗糖作为反应物。斐林试剂可以用来检 测还原糖,如果反应物被分解,就会生成还原糖,与斐林试剂反应生成砖红 色沉淀。因此,应该使用斐林试剂作为检测试剂。碘液无法检测蔗糖是否 水解。
方法归纳•拓展
酶具有高效性和专一性的曲线
图1
图2
(1)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)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。
对点应用•突破
突破点1 酶的高效性 1.关于比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,下列叙述正确的是( D ) A.可用同一支滴管滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液 B.H2O2酶属于胞外酶,研磨实验材料会破坏酶的结构 C.酶具有高效性是因为研磨液中酶的数量多于Fe3+的数量 D.本实验中加热也能使反应速率加快,但并未降低此反应的活化能
注入可溶性淀
1 粉溶液保温5 2 mL —
min
2
注入淀粉酶溶 液保温5 min
—
1 mL
3 温度条件/℃ 0
相同温度下淀
4
粉溶液与淀粉 3 mL 酶溶液混合,保 混合液
温5 min
5 碘液检验
变蓝
3
4
2 mL —
—
1 mL
60
3 mL 混合液
不变蓝
5
6
2 mL —
—
1 mL
100
3 mL 混合液
变蓝
பைடு நூலகம்
4
用带火星的卫生香进行检验
5
预期实验现象
无反应
迅速复燃
无反应
(1)该实验中,能否在加入肝脏研磨液后,直接加入质量分数为3%的过氧化 氢溶液,然后再调节pH?为什么? 提示 不能。因为酶的作用具有高效性,在调节pH之前,试管中已经发生了 剧烈反应,会影响实验结果。 (2)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料?为什么?
水浴煮沸1 min
实验现象
有砖红色沉淀
2 — 2 mL 2 mL
2 mL
没有砖红色沉淀
(1)1号试管有砖红色沉淀生成,说明_____产__生__了__还__原__糖__,淀__粉__被__水__解________; 2号试管不出现砖红色沉淀,说明____蔗__糖__没__有__被__水__解_________________。 结论: 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__专__一__性。 (2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂?为什么?
2.酶的专一性
淀粉和蔗糖都是非还原糖,但淀粉水解后会生成麦芽糖,蔗糖水解后会产生
葡萄糖和果糖,它们都是还原糖。下表为比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化
作用实验,分析下列问题。
试管编号
1
注入可溶性淀粉溶液 2 mL
注入蔗糖溶液
—
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂
2 mL
(2)探究影响酶活性的条件实验中,至少要设置三组实验。( √ ) (3)不同酶的最适温度存在差异。( √ )
( √)
(4)酶活性最高时的温度适合酶的保存。( × )
(5)低温、高温、过酸、过碱条件下酶的空间结构都发生了不可逆的改变。
(× )
情境探究•提升
1.探究温度对淀粉酶活性的影响
序号 项目
1
2
解析 实验结果表明在三组设定的温度中,40 ℃时该酶活性最高,但不能 说明该酶的最适温度是40 ℃,A项错误;实验过程中pH是无关变量,必须保 持相同,如果实验过程中pH发生变化,会对实验产生影响,B项错误;20 ℃条 件下,由于t3时反应物已经消耗完,此时温度提高10 ℃,产物浓度不再增加,C 项错误;60 ℃条件下,t2时酶已经失活,此时增加底物的量,不会改变产物浓 度,D项正确。
(1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合? 提示 保证反应一开始就达到预设温度,不会因为混合而改变温度。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响?为什么? 提示 不能。因为探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,而过氧化氢 在高温时会分解,影响对实验结果的分析。 (3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中,能否用斐林试剂来检测?为 什么? 提示 不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀 生成,加热会改变温度,对实验结果造成影响。
主题二 酶的作用条件较温和
基础知识•落实
1.酶活性:酶催化特定化学反应的能力,可用在一定条件下酶所催化的某一 化学反应的___速__率_____表示。
2.酶的作用条件较温和:酶所催化的化学反应一般是在比较___温__和_____的 条件下进行的。科学家采用定量分析的方法,分别得到了酶活性受温度和 pH影响的示意图。
不能。因为碘液只能检测淀粉的有无,而蔗糖分子无论是否被水解都不会 使碘液变色。 (3)该实验的自变量是_底__物__的__种__类__;因变量是_底__物__是__否__被__淀__粉__酶__水__解___。
3.酶具有专一性的两种学说 (1)“锁钥学说”:生物反应中,酶和底物结合时,底物的结构和酶的活性中心 的结构十分吻合,就好像一把钥匙配一把锁一样。酶的这种互补形状,使酶 只能与对应的化合物契合,从而排斥了那些形状、大小不适合的化合物。 图中A表示__酶____,B表示_被__A__催__化__的__底__物__,E、F表示_B_被__分__解__后__产__生__的__物_,质 C、D表示___不__能__被__A_催__化__的__物__质____________。
结论语句辨一辨 (1)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。( × ) (2)二肽酶能催化多种二肽水解,不能说明酶具有专一性。( × ) (3)催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。( √ )
情境探究•提升
1.酶具有高效性 在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中(如 图),与乙试管相比,甲试管产生的气泡多,这一现象说明_与__无__机__催__化__剂__相__比__, _酶__的__催__化__作__用__具__有__高__效__性_____,其原因是_在__适__宜__条__件__下__,_酶__降__低__活__化__能__的__ ___作__用__更_显__著_______。