第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件

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：
[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：
试管
序号 加入试剂或处理方法
A
BC
a
b
c
可溶性淀粉溶液 1
新鲜唾液淀粉酶溶液
2 mL /
2 mL 2 mL /
/
/ 1 mL
/ 1 mL
/ 1 mL
2
保温5 min
37 ℃ 80 ℃ 0 ℃ 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
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。
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
(1)变量分析自因变变量量①②：底不不物同同是底酶否物被 分解
(2)设计思路同 底 ①② 同 酶的 物 不不 的→→底 另同 同物 种 同 一一 一 一 另＋ 酶 一 底种 种 种 一同 种 物底 底 酶 种一 酶 ＋物 物 酶＋ ＋
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。
(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
(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___。
———————————————素养提升——————————————— 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。
4
保温5 min
37 ℃ 80 ℃ 0 ℃
5
滴入碘液，摇匀
2滴 2滴 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：_________________ _____________________________________________________________________。
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
1 步骤
2
现象
结论
淀粉＋淀粉酶
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
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
蔗糖＋淀粉酶
加入等量__斐__林__试__剂____，并水浴加热相同时间
出现砖红色沉淀
__没__有__出__现__砖__红__色__沉__淀_____
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
[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
【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。
酶活性及其影响条件
———————————————知识梳理——————————————— 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__Байду номын сангаас__适__温__度___，低于或高于这一温度都 会使反应速率降低。
(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。
(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。
第2课时 酶的特性和影响酶活性的条件
内容标准要求
核心素养对接
学业质量水平
1.分析酶的高效性和 1.生命观念——建立模型：通过建立温度、
专一性。
pH对酶活性的影响等数学模型，理解影响的
2.探究影响酶活性的 规律和实质。
条件。
2.科学探究——实验思路及设计：合理设计探
3.分析影响酶促反应 究温度、pH对酶活性影响的实验步骤，规范
(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。
[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
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
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。
的条件。
实施实验，探究影响的规律。
水平二 水平三
研读教材·梳理探究
酶的特性 ———————————————知识梳理——————————————— 酶的特性(连线)
答案 ①—b ②—c ③—a
———————————————素养提升——————————————— 科学探究1——酶的 高效性 和专一性
有比较才有鉴别，所谓“高效”必须与无机催化剂相比。 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。