1、学有目标新课程标准必明记在平时核心语句必背第2课时 酶的特性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。1酶的特性是高效性、专一性和作用条件的温和性。2酶具有高效性的原因:与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。3过酸、过碱或温度过高都会使酶因空间结构被破坏而失活。4在一定的低温下,酶的活性被抑制,但空间结构稳定,在适宜温度下其活性可恢复。理清主干知识一、酶的特性1酶具有高效性(1)含义:酶的催化效率是无机催化剂的倍。(2)意义:使细胞代谢进行。2酶具有专一性(1)含义:每一种酶只能催化化学反应。(2)意义:使细胞代谢能够地进行。107101
2、3快速一种或一类有条不紊3酶的作用条件较温和(1)酶活性:可用在一定条件下酶催化某一化学反应的表示。(2)酶所催化的化学反应一般是在的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高,都会使酶的遭到破坏,使酶永久。低温只能使酶的活性,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会。速率比较温和空间结构失活降低升高二、酶特性的探究实验1探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理:淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用检测溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只催化特定的化学反应。还原糖斐林试剂(2)方法步骤 试管编号操作步骤 12可溶性淀粉溶液2
3、mL_溶液2 mL新鲜的淀粉酶溶液2 mL_60 保温5 min新配制的_2 mL2 mL水浴加热1 min观察_蔗糖2 mL斐林试剂溶液颜色的变化2.探究影响酶活性的条件(1)探究温度对酶活性的影响 试管步骤 112233淀粉溶液2 mL2 mL2 mL淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL不同温度下处理5 min_60 _将同一温度下的两种物质混合后_滴加碘液1滴1滴1滴结果(现象)_结论酶的催化作用需在_下进行,温度过高或过低都会影响酶的活性1000 保温5 min 变蓝 不变蓝 变蓝 适宜的温度(或0)(或100)(2)探究pH对酶活性的影响实验过程:a取8支洁净的试管编号,分别加入_。b
4、用溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。c分别滴加等量的溶液并摇匀。d用来检测氧气的生成情况。结论:酶的催化作用需要,过高或过低都会影响酶的活性。等量新鲜的肝脏研磨液盐酸或NaOH过氧化氢点燃但无火焰的卫生香适宜的pH诊断自学效果1判断下列叙述的正误(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)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()(4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性()(5)人体在发热感冒时,常出现厌食恶心现象,这与人体
5、内酶的活性有关,说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等()(6)酶活性最高时的温度适合酶的保存()(7)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉,原因是酸能促进淀粉水解()(8)探究酶的最适pH,需要在酶的最适温度条件下进行()2能够促使脂肪酶水解的酶是()A脂肪酶 B淀粉酶C蛋白酶DDNA酶解析:脂肪酶的化学本质是蛋白质,因此能够促使脂肪酶水解的酶是蛋白酶。答案:C 3研究表明,一分子过氧化氢酶能在1 min内使5105个过氧化氢分子分解成氧气和水,相当于Fe3催化效率的109倍,但是对糖的水解却不起作用,这个事实说明酶具有()A多样性、稳定性B高效性、多样性C高效性、专一性D高效性、稳定性解析
6、:一分子过氧化氢酶相当于Fe3催化效率的109倍,说明酶具有高效性,对糖的水解却不起作用说明酶具有专一性。答案:C 4在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,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自变量和自变量解析:在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,温度属于自变量,pH属于无关变量。答案:C 在探究中学新知探究一 酶的高效性和专一性1验证酶的高效性(1)设计思路验证酶高效性的方法是“”,即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较,得出结论。对比法(2)设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液
7、等量的催化剂现象反应速率很快;或反应用时短反应速率缓慢;或反应用时长结论酶具有_无机高效性(3)操作示例在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中(如图),试管甲产生的气泡比试管乙_,说明与无机催化剂相比,酶的催化作用具有性。高效多2验证酶的专一性(1)设计思路验证酶专一性的方法也是“”,常见的有两种方案:底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。(2)设计方案对比法项目方案一方案二对照组实验组对照组实验组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应_反应发生反应 _反应结论
8、酶具有专一性不发生不发生(3)操作示例试管编号12可溶性淀粉溶液2 mL蔗糖溶液2 mL新鲜的淀粉酶溶液2 mL2 mL60 保温5 min新配制的斐林试剂2 mL2 mL水浴加热1 min实验现象出现_砖红色沉淀砖红色沉淀不出现1号试管有砖红色沉淀生成,说明产生了还原糖,淀粉;2号试管不出现砖红色沉淀,说明蔗糖。实验结论:淀粉酶只催化水解,不能催化水解,说明酶具有性。思考探究 肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸,是否说明肽酶没有专一性?被水解没有被水解专一提示:不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应,肽酶催化的是一类反应,也说明其具有专一性。淀粉蔗糖在应用中悟典例1 下列实验或现
9、象能说明酶的高效性的是()唾液中有唾液淀粉酶,把唾液稀释10倍后,催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂 取两支洁净的试管,分别加入等量的淀粉溶液,然后向其中一支中加适量的淀粉酶溶液,另一支试管中加入等量的蒸馏水,一段时间后,检测淀粉的分解情况 在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中,分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液,观察气泡的释放速率A BCD解析 酶的高效性指的是酶与无机催化剂相比催化效率更高。答案 B典例2(2019浙江4月选考)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3 mL3 mL2加入马铃薯匀浆少许3加入二氧化锰少许4检测据此
10、分析,下列叙述错误的是()A实验的可变因素是催化剂的种类B可用产生气泡的速率作检测指标C该实验能说明酶的作用具有高效性D不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验解析 比较试管A和试管B中加入的物质,可知本实验的自变量是催化剂的种类,A正确;本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度,也可以是产生气泡的速率,B正确;马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶,二氧化锰属于无机催化剂,通过比较二者催化过氧化氢分解的情况,可以证明酶具有高效性,C正确;鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶,所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验,D错误。答案 D在训练中评1如图表示酶的催化反应过程,下列有关叙述错误的是()A此图可反映酶的专一性B图
11、中d可表示酶C图中b可表示被催化的底物D图中e、f可表示b分解后的产物解析:图示表明一种酶只能水解一种物质,说明酶具有专一性;图中a在化学反应前后不发生改变,代表酶;a将b分解为e和f,故图中b可表示被催化的底物,e和f代表产物。答案:B 2下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案,ad 代表试管,代表实验步骤。对该实验方案的有关评价,错误的是()abcd淀粉溶液2 mL蔗糖溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL唾液淀粉酶溶液 2 mL5065 温水中水浴加热 10 min将c倒入a,将d倒入b5065 温水中水浴加热 10 min加入现配的斐林试剂溶液 2 mL37 恒温水浴观察并记录颜色变
12、化A.淀粉酶的用量属于自变量B和会影响酶的活性C和的温度设置错误D和的顺序有误解析:由题干信息可知,验证酶专一性的方式是用同一种酶催化不同物质的反应,因此淀粉酶的用量在不同实验组应完全相同,不属于自变量;酶的催化活性受温度影响;由于唾液淀粉酶的最适温度是 37 左右,而斐林试剂与还原糖发生反应的最适温度是5065,因此和的温度设置错误;加入现配的斐林试剂溶液2 mL 后,需要在 5065 温水中水浴加热 10 min。答案:A 新知探究二 温度和pH对酶活性的影响在探究中学1实验课题及变量分析课题名称用淀粉酶探究温度对酶活性的影响用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝
13、脏研磨液、过氧化氢溶液自变量温度pH自变量的设置方法分别用_处理分别用_处理因变量酶活性酶活性因变量的观察指标加碘液后溶液_的变化_产生的速率无关变量pH相同且适宜等温度相同且适宜等37 的水、沸水、冰水蒸馏水、HCl溶液、NaOH溶液颜色氧气2方法步骤3曲线分析(1)P点:温度;Q点:pH。(2)偏离P点或Q点:酶的活性。(3)过酸、过碱或温度过高:酶。最适最适降低失活思考探究(1)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响?提示:不能。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。(2)能否用淀粉与淀粉酶来探究pH对酶活性的影响?提示:不能。pH会
14、影响淀粉酶的活性进而影响淀粉水解的速率,但是酸也能催化淀粉的水解。(4)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?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,而该实验需严格控制不同温度。(3)验证酶专一性的实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂?提示:不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解,蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。在应用中悟典例3(2019扬州期末)据表分析,下列说法错误的是()组别3%淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2%淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL反应温度0 60 100 碘液2滴2滴2滴A本实验探究的是温度对淀粉酶活性的影响B淀
15、粉酶的浓度是本实验中的无关变量C淀粉溶液和酶溶液需分别保温后再混合D组结果均出现蓝色,说明酶彻底失活解析 分析表格数据,实验的自变量是温度,所以本实验探究的是温度对淀粉酶活性的影响;淀粉酶的浓度是本实验中的无关变量;淀粉溶液和酶溶液需分别保温后再混合,控制无关变量都保持一致;组结果均出现蓝色,说明在反应时间内淀粉没有完全水解,但0 的低温不会使酶失活。答案 D典例4(2019上饶月考)下列有关酶的实验设计思路正确的是()A利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和FeCl3溶液研究酶的高效性C利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 D利用胃蛋白酶、蛋清
16、和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响解析 可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性,但不能用碘液,因为蔗糖是否水解无法判断。过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和FeCl3溶液可以研究酶的高效性。过氧化氢的分解受温度的影响,所以不能用其探究温度对过氧化氢酶的影响。利用胃蛋白酶、蛋清验证pH对酶活性的影响时,pH应分别设置为1、2、3,因为胃蛋白酶的最适pH约为2,如果从3开始胃蛋白酶可能已经失活。答案 B在训练中评3(2019攀枝花调研)如图表示在某pH范围内酶a和酶b所催化的反应速率的变化情况,下列有关说法正确的是()A将pH由4调至6,酶b的活性逐渐增强B不同温度下实验,
17、酶a的最适pH不同C酶b具有高效性,酶a不具有高效性DpH为5时,两种酶催化的反应速率相等解析:酶b的最适pH为6,pH为4时,酶失去活性;不同温度下实验,酶a的最适pH相同;酶都具有高效性;由图中曲线可以看出,pH为5时,两种酶催化的反应速率相等。答案:D 4下列有关探究“影响酶活性的条件”实验的叙述,正确的是()A若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,则pH是自变量,过氧化氢分解速率是无关变量B若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若探究温度对淀粉酶活性的影响,应将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调温度D若探究温度对淀粉酶活性的影响,不可选择斐林试剂对实验结果进行检测
18、解析:若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,则pH是自变量,过氧化氢分解速率是因变量;若探究温度对酶活性的影响,不可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应,因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响;若探究温度对淀粉酶活性的影响,应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液在各自所需的温度下保温一段时间再混合;若探究温度对淀粉酶活性的影响,不可选择斐林试剂对实验结果进行检测,因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应,而该实验中需严格控制温度。答案:D 理解深一点探究 与酶有关的曲线解读1酶的高效性曲线(1)与无机催化剂相比,酶的催化效率更高(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点(3)
19、酶只能催化已存在的化学反应2酶的专一性曲线(1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时的变化是明显加快,说明酶A能催化该反应(2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化该反应3温度和pH对酶活性的影响曲线(1)在最适温度(或pH)时,酶的催化作用最强,高于或低于最适温度(或pH),酶的催化作用都将减弱(2)在一定温度(或pH)范围内,随温度(或pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱(3)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性(4)从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温
20、度4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响曲线(1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反应速率不再增加(2)乙图:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比难度加一点典例1 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升高温度后,图示反应速率可用曲线c表示B酶量减少后,图示反应速率可用曲线a表示C酶量是限制曲线MN段反应速率的主要因素D减小pH,重复该实验,M、N点位置都不变解析 曲线b是在最适温度条件下获得的,如果升高温度,酶
21、活性将会下降,即反应速率应在N点后下降;酶量减少后,酶促反应速率下降,其反应速率可用曲线a表示;反应物浓度是限制曲线MN段反应速率的主要因素;题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”,因此如果减小pH,酶的活性会下降,M、N点位置都会下移。答案 B典例2 用某种酶进行有关实验的结果如图所示,下列有关说法错误的是()A该酶的最适催化温度不确定B图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C由图4实验结果可知酶具有高效性D由图3实验结果可知Cl是酶的激活剂解析 图1显示温度对酶活性的影响,从图中能得到的结论是30 是图中三个温度的最适温度,但最适催化温度不确定;图2显示该酶的最适pH为7,而胃蛋
22、白酶的最适pH为1.5,由图4可知该酶为麦芽糖酶;图3能说明Cl是酶的激活剂、Cu2是酶的抑制剂;图4说明酶具有专一性。答案 C训练难一点1如图是在不同条件下,化学反应的速率曲线,其中曲线1、2、3代表的反应条件是()A无机催化剂 酶 未加催化剂B酶 无机催化剂 未加催化剂C未加催化剂 酶 无机催化剂D酶 未加催化剂 无机催化剂解析:酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能,从而使反应速率加快,更快达到平衡点,其中酶的催化效果更显著,图中曲线1、2、3依次代表加酶、加无机催化剂、未加催化剂的反应。答案:B 2如图表示在最适温度和pH条件下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催
23、化反应速率的因素分析,下列有关叙述正确的是()A若在a点提高反应温度,反应速率会加快B若在b点增加酶的浓度,反应速率不会加快C若在c点增加反应物浓度,反应速率将加快D反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素解析:由于该图是在最适温度下绘制的,因此改变温度会使酶活性降低,反应速率变慢;b点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快,说明反应物浓度不是限制因素,可能受酶浓度的限制,因此当在b点及以后提高酶的浓度,反应速率加快,提高反应物浓度,反应速率不会变化;从曲线图可知,a点后b点前,随着反应物浓度的增加,反应速率加快,说明此时的主要限制因素是反应物浓度。答案:D 3如图表示在不同条件下,酶催化反
24、应的速率(或生成物量)变化,下列有关叙述错误的是()A甲中虚线可表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速率的关系B乙中虚线可表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量的变化示意曲线C若乙中的实线表示Fe3的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D图丙不能表示在反应开始后的一段时间内,反应速率与时间的关系解析:底物浓度充足时,酶促反应速率与酶浓度成正比,甲中虚线反应速率加快,可表示酶量增加一倍时底物浓度和反应速率的关系;催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间,但不改变化学反应的平衡点,同时酶的催化效率高,故乙中虚线可表示增加酶浓度,生成物量的变化示意曲线;由于酶具有高效性,若乙中实线表示Fe3的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率;酶促反应开始时底物浓度高,反应快,后来底物逐渐被分解,反应速率降低,则图丙能表示在反应开始后的一段时间内,反应速率与时间的关系。答案:D “课时双测过关”见“课时双测过关(十八)”(单击进入电子文档)谢 观 看THANK YOU FOR WATCHING谢