第2课时降低化学反应活化能的酶 二酶的特性 课程学习目标 1.举例说出酶的特性 2.说出酶促反应的原理 通过实验说明影响酶活性的因素,掌握控制变量的科学方法 知识记忆与理解 第一层级 预学区·不看不讲 知识系统化·系统形象化 知识体系梳理 、酶的特性 与一般催化剂相比,酶具有以下特性 1.高效性 一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高10°10倍,比其他无机催化剂催化反应的速率高 倍 2.专一性 每一种酶只能催化② 化合物的化学反应。二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成 的水解反应,但是不能催化多肽的水解。 3.温和性 由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、高温、重金属盐、X射线 紫外线等,都能使酶的⑤ 遭到破坏,导致酶完全失去活性而不可恢复。所以,酶一般要求⑥ 的条件, 、常压、接近中性的酸碱度等。 二、影响酶促反应的因素 1.温度与酶活性 每种酶只能在⑦ 的温度范围内起作用。酶表现最大活性时的温度叫作酶的⑧ 低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,下降到一定程度时,酶的催化效率为⑨ 但是此时酶的活性⑩ 温度恢复到最适时,酶的活性逐步增加直至① 高于最适温度时, 随着温度的上升,酶的活性迅速下降,升高到一定限度时会因为变性而 此时即使再恢复 最适温度,酶的活性B 2.pH与酶活性 每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用。酶表现最大活性时的pH叫作酶的⑩稍高或 稍低于最适p,酶的活性都会降低;偏离最适p越远,酶活性就⑩ 过酸或过碱时酶本身会因为变 性而⑩ 即使再恢复到最适pH,酶的活性⑩ 3.底物浓度与酶促反应速率 在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而0 〉基础学习交流 1.什么叫酶的专一性? 1/6
1 / 6 第 2 课时 降低化学反应活化能的酶 二 酶的特性 1.举例说出酶的特性。 2.说出酶促反应的原理。 3.通过实验说明影响酶活性的因素,掌握控制变量的科学方法。 一、酶的特性 与一般催化剂相比,酶具有以下特性: 1.高效性 一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高 108 ~1020 倍,比其他无机催化剂催化反应的速率高 ① 107 ~1013 倍。 2.专一性 每一种酶只能催化② 一种 或③ 一类 化合物的化学反应。二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成 的④ 二肽 的水解反应,但是不能催化多肽的水解。 3.温和性 由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、高温、重金属盐、X 射线、 紫外线等,都能使酶的⑤ 空间结构 遭到破坏,导致酶完全失去活性而不可恢复。所以,酶一般要求⑥ 比 较温和 的条件,比如常温、常压、接近中性的酸碱度等。 二、影响酶促反应的因素 1.温度与酶活性 每种酶只能在⑦ 一定限度 的温度范围内起作用。酶表现最大活性时的温度叫作酶的⑧ 最适温 度 。低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,下降到一定程度时,酶的催化效率为⑨ 接近于零 , 但是此时酶的活性⑩ 仍保留 。温度恢复到最适时,酶的活性逐步增加直至 最大 。高于最适温度时, 随着温度的上升,酶的活性迅速下降,升高到一定限度时会因为变性而 失去活性 。此时即使再恢复到 最适温度,酶的活性 无法恢复 。 2.pH 与酶活性 每种酶只能在一定限度的 pH 范围内起作用。酶表现最大活性时的 pH 叫作酶的 最适 pH 。稍高或 稍低于最适 pH,酶的活性都会降低;偏离最适 pH 越远,酶活性就 越低 。过酸或过碱时酶本身会因为变 性而 失去活性 ,即使再恢复到最适 pH,酶的活性 也无法恢复 。 3.底物浓度与酶促反应速率 在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而 加快 。 1.什么叫酶的专一性?
2.温度对酶活性有何影响? 3.pH对酶活性有何影响? 4.利用淀粉作为反应底物进行探究温度对酶活性影响的实验中,能否利用菲林试剂来检测淀粉是否被 水解了?为什么? 整思维探究与创新 第二层级 导学区·不议不讲 技能系统化·系统个性化 重点难点探究 知识点一:酶的专一性解读 1.什么是酶的活性?为什么酶的专一性能体现酶的多样性 2.在适宜条件下,唾液淀粉酶能水解淀粉吗?能水解蔗糖吗?淀粉能被蔗糖水解酶水解吗? 3.若用淀粉酶水解淀粉作为实验组,蔗糖水解酶水解淀粉作为对照组,请将下表中有关实验现象补充完 项目检验试剂检验原理 实验组碘液 淀粉遇碘变蓝色 对照组碘液 4.除用碘液检验淀粉的存在外,还可用什么试剂检验淀粉是否被水解了?各有什么现象出现? 知识点二:温度、pH对酶活性影响的实验探究及与酶促反应速率有关的曲线 1.若探究不同温度条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?无关变量是什么?实验 结果(因变量)可用底物分解速度或底物存留量作观察指标,但通常是将什么现象作为观察指标的? 2.在探究温度对酶活性影响的实验中,应将淀粉酶与可溶性淀粉溶液作何处理?该实验是否适宜选用斐 林试剂来检验淀粉的存在?为什么? 2/6
2 / 6 2.温度对酶活性有何影响? 3.pH 对酶活性有何影响? 4.利用淀粉作为反应底物进行探究温度对酶活性影响的实验中,能否利用菲林试剂来检测淀粉是否被 水解了?为什么? 知识点一:酶的专一性解读 1.什么是酶的活性?为什么酶的专一性能体现酶的多样性? 2.在适宜条件下,唾液淀粉酶能水解淀粉吗?能水解蔗糖吗?淀粉能被蔗糖水解酶水解吗? 3.若用淀粉酶水解淀粉作为实验组,蔗糖水解酶水解淀粉作为对照组,请将下表中有关实验现象补充完 整。 项目 检验试剂 检验原理 现象 原因 实验组 碘液 淀粉遇碘变蓝色 对照组 碘液 4.除用碘液检验淀粉的存在外,还可用什么试剂检验淀粉是否被水解了?各有什么现象出现? 知识点二:温度、pH 对酶活性影响的实验探究及与酶促反应速率有关的曲线 1.若探究不同温度条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?无关变量是什么?实验 结果(因变量)可用底物分解速度或底物存留量作观察指标,但通常是将什么现象作为观察指标的? 2.在探究温度对酶活性影响的实验中,应将淀粉酶与可溶性淀粉溶液作何处理?该实验是否适宜选用斐 林试剂来检验淀粉的存在?为什么?
3.低温酶仍保留催化活性的原因是什么? 4.若探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?该实验是否适宜选用斐 林试剂来检验淀粉的存在?为什么? 5.下图表示温度对酶促反应速率的影响曲线,请画出p、酶浓度、底物浓度对酶促反应速率的影响曲 最适温度温度 思维拓展应用 例1下图表示酶的有关实验:取甲、乙、丙三支洁净的试管,分别往甲、乙试管中注入3叫淀粉糊, 往丙试管中注入3皿L蔗糖溶液。然后在甲、丙试管中各注入2皿新鲜的小麦淀粉酶滤液,在乙试管中注入 2皿清水,振荡这三支试管。下列说法正确的是()。 水浴 A.往三支试管中分别滴入1滴碘液,在35℃水浴中保温5min,甲、乙试管都变蓝 支试管内各物质的量要求相同,是为了排除物质用量的不同对实验结果的影响 C.35℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度 D.该实验不可以用斐林试剂检验颜色变化 例2探究温度对酶活性的影响实验的设计思路如下表所示,请回答 步骤 试管 11223 加入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL 加入新鲜淀粉酶溶液 提供环境温度 60℃的水沸水冰块 时间 将淀粉酶溶液倒入相同温 度的淀粉溶液中,保温5min试管1试管2试管3 滴入碘液 1滴 (1)实验现象分别是:① (2)若直接将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液混合一段时间后再设置不同的温度条件,对实验结果有 影响吗? 3/6
3 / 6 3.低温酶仍保留催化活性的原因是什么? 4.若探究不同 pH 条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?该实验是否适宜选用斐 林试剂来检验淀粉的存在?为什么? 5.下图表示温度对酶促反应速率的影响曲线,请画出 pH、酶浓度、底物浓度对酶促反应速率的影响曲 线。 例 1 下图表示酶的有关实验:取甲、乙、丙三支洁净的试管,分别往甲、乙试管中注入 3 mL 淀粉糊, 往丙试管中注入 3 mL 蔗糖溶液。然后在甲、丙试管中各注入 2 mL 新鲜的小麦淀粉酶滤液,在乙试管中注入 2 mL 清水,振荡这三支试管。下列说法正确的是( )。 A.往三支试管中分别滴入 1 滴碘液,在 35 ℃水浴中保温 5 min,甲、乙试管都变蓝 B.三支试管内各物质的量要求相同,是为了排除物质用量的不同对实验结果的影响 C.35 ℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度 D.该实验不可以用斐林试剂检验颜色变化 例 2 探究温度对酶活性的影响实验的设计思路如下表所示,请回答: 步骤 试管 1 1' 2 2' 3 3' 加入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 加入新鲜淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 提供环境温度 60 ℃的水 沸水 冰块 时间 5 min 将淀粉酶溶液倒入相同温 度的淀粉溶液中,保温 5 min 试管 1 试管 2 试管 3 滴入碘液 1 滴 现象 ① ② ③ (1)实验现象分别是:① ;② ;③ 。 (2)若直接将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液混合一段时间后再设置不同的温度条件,对实验结果有 影响吗?
技能应用与拓展 第三层级 固学区·不练不讲 基础智能检测 1.生物体内各种化学反应能有条不素地进行,最主要是因为 A.酶的催化效率具有高效性 B.酶的种类具有多样性 C.酶的催化作用具有专一性D.酶的空间结构具有稳定性 2.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 3.在测定胃蛋白酶活性时,将溶液的pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶的活性将() A.不断上升B.没有变化C.先升后降D.先降后升 4.人在发高烧时食欲降低,感觉食之无味,其原因是()。 A.体温升高,导致肠胃不能及时排空 B.体温升高,完全抑制了消化酶的分泌 C.体温升高,消化酶的活性受到影响 D.体温升高,破坏了体温调节系统,从而影响了肠胃的吸收 经典化·视角多元化 全新视角拓展 5.根据酶的特性分析下列酶与底物相互作用的模式图解,回答问题 bu (1)上述图解反映了酶的催化作用的 性 (2)从上图分析,酶应是 原因是 被催化的底物是 总结评价与反思 第四层级 思学区·不思不复 思维导图构建 酶的 实验:探究影响酶活性的条 ③与酶活性 pH与酶活性 的浓度 影响酶促反应的因素 学习体验分享 4/6
4 / 6 1.生物体内各种化学反应能有条不紊地进行,最主要是因为( )。 A.酶的催化效率具有高效性 B.酶的种类具有多样性 C.酶的催化作用具有专一性 D.酶的空间结构具有稳定性 2.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 3.在测定胃蛋白酶活性时,将溶液的 pH 由 10 降到 2 的过程中,胃蛋白酶的活性将( )。 A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升 4.人在发高烧时食欲降低,感觉食之无味,其原因是( )。 A.体温升高,导致肠胃不能及时排空 B.体温升高,完全抑制了消化酶的分泌 C.体温升高,消化酶的活性受到影响 D.体温升高,破坏了体温调节系统,从而影响了肠胃的吸收 5.根据酶的特性分析下列酶与底物相互作用的模式图解,回答问题: (1)上述图解反映了酶的催化作用的 性。 (2)从上图分析,酶应是 ,原因是 ,被催化的底物是
第2课时降低化学反应活化能的酶 二酶的特性 知识体系梳理 ①1010②一种③一类④二肽⑤空间结构⑥比较温和⑦一定限度⑧最适温度⑨接近于 零⑩仍保留 ①最大②失去活性⑩无法恢复⑩最适pH⑩越低⑩失去活性⑩也无法恢复⑩加快 基础学习交流 1.每一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性叫酶的专一性。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解 不能催化其他化学反应 2.温度过高,酶的空间结构就会发生改变,从而使酶活性降低甚至失去活性;但低温只能使酶活性降低, 而不能使酶失去活性,随着温度的升高,酶的活性可逐渐恢复。在一定条件下,某种酶在某一特定温度的活性 最大,这个温度称为这种酶的最适温度 3.每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围,酶就会失去活性,即过酸或过碱会 使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。在一定条件下,某种酶在某一特定pH的活性最大,这个pH称为这种 酶的最适pH。 4.不能,因为该实验的自变量是温度,使用菲林试剂需要水浴加热,因而改变了温度,即改变了自变量 重点难点探究 知识点一:酶的专一性解读 1.酶对化学反应的催化效率称为酶的活性。酶活性的大小可以用在一定条件下每次反应的速率来表示 反应速率愈大,就表明酶的活性愈大。细胞代谢是通过许多化学反应来实现的,每一种反应都需要酶的催化, 每一种酶都具有专一性,所以酶能体现多样性的特点 2.唾液淀粉酶能水解淀粉,但不能水解蔗糖,淀粉也不能被蔗糖水解酶水解 项目检验试剂检验原理 实验组碘液 不变蓝色淀粉被水解 对照组碘波淀粉遇碘变蓝色 变蓝色存在 定粉 4.除用碘液检验淀粉的存在外,还可用斐林试剂检验淀粉是否被水解了。实验现象:实验组水浴加热后, 出现砖红色沉淀,对照组无砖红色沉淀出 知识点二:温度、p对酶活性影响的实验探究及与酶促反应速率有关的曲线 1.自变量:不同的温度设置。无关变量:酶的浓度和用量、淀粉的用量、碘液的用量、反应时间等。通 常在反应后的各试管中滴加碘液,观察各试管中液体蓝色变化情况 2.应将同一温度下的淀粉酶与可溶性淀粉溶液混合。该实验不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在, 因为使用斐林试剂需进行水浴加热,改变了原来设置好的温度,实验结果不准确 低温虽然使酶的活性明显降低,但酶的空间结构没有遺到破坏并保持稳定,在适宜的温度下酶的活性 可以恢复,酶适于低温下保存。 4.自变量:不同的pH设置。该实验也不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在,因为酸性或碱性条件会影 响斐林试剂的使用效果 5.见下图 最适pHpH 底物浓度 5/6
5 / 6 第 2 课时 降低化学反应活化能的酶 二 酶的特性 知识体系梳理 ①107 ~1013 ②一种 ③一类 ④二肽 ⑤空间结构 ⑥比较温和 ⑦一定限度 ⑧最适温度 ⑨接近于 零 ⑩仍保留 最大 失去活性 无法恢复 最适 pH 越低 失去活性 也无法恢复 加快 基础学习交流 1.每一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性叫酶的专一性。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解, 不能催化其他化学反应。 2.温度过高,酶的空间结构就会发生改变,从而使酶活性降低甚至失去活性;但低温只能使酶活性降低, 而不能使酶失去活性,随着温度的升高,酶的活性可逐渐恢复。在一定条件下,某种酶在某一特定温度的活性 最大,这个温度称为这种酶的最适温度。 3.每一种酶只能在一定限度的 pH 范围内才表现活性,超过这个范围,酶就会失去活性,即过酸或过碱会 使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。 在一定条件下,某种酶在某一特定 pH 的活性最大,这个 pH 称为这种 酶的最适 pH。 4.不能,因为该实验的自变量是温度,使用菲林试剂需要水浴加热,因而改变了温度,即改变了自变量。 重点难点探究 知识点一:酶的专一性解读 1.酶对化学反应的催化效率称为酶的活性。酶活性的大小可以用在一定条件下每次反应的速率来表示, 反应速率愈大,就表明酶的活性愈大。细胞代谢是通过许多化学反应来实现的,每一种反应都需要酶的催化, 每一种酶都具有专一性,所以酶能体现多样性的特点。 2.唾液淀粉酶能水解淀粉,但不能水解蔗糖,淀粉也不能被蔗糖水解酶水解。 3. 项目 检验试剂 检验原理 现象 原因 实验组 碘液 淀粉遇碘变蓝色 不变蓝色 淀粉被水解 对照组 碘液 变蓝色 存在淀粉 4.除用碘液检验淀粉的存在外,还可用斐林试剂检验淀粉是否被水解了。实验现象:实验组水浴加热后, 出现砖红色沉淀,对照组无砖红色沉淀出现。 知识点二:温度、pH 对酶活性影响的实验探究及与酶促反应速率有关的曲线 1.自变量:不同的温度设置。无关变量:酶的浓度和用量、淀粉的用量、碘液的用量、反应时间等。通 常在反应后的各试管中滴加碘液,观察各试管中液体蓝色变化情况。 2.应将同一温度下的淀粉酶与可溶性淀粉溶液混合。该实验不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在, 因为使用斐林试剂需进行水浴加热,改变了原来设置好的温度,实验结果不准确。 3.低温虽然使酶的活性明显降低,但酶的空间结构没有遭到破坏并保持稳定,在适宜的温度下酶的活性 可以恢复,酶适于低温下保存。 4.自变量:不同的 pH 设置。该实验也不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在,因为酸性或碱性条件会影 响斐林试剂的使用效果。 5.见下图
思维拓展应用 例1B 【解析】A选项中,甲试管中的淀粉被淀粉酶水解,丙试管中不存在淀粉,所以只有乙试管中的溶液变蓝 色:该实验只在一种温度条件下进行,所以不能说明35℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度;该实验可以 用斐林试剂检验颜色变化,其中甲试管会出现砖红色沉淀。 例2(1)①不变蓝色②变蓝色③变蓝色(2)有影响 【解析】该实验的自变量是温度,所以设计实验时,应将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液置于相同的 某温度环境中一段时间后再混合,这样才能确保温度对酶活性的影响,前三步的顺序不能改变,这是实验成 功的关键。淀粉酶在沸水中丧失活性,在冰水中的活性基本为0,所以试管2、3中的淀粉不会被水解,碘液 会变蓝色 基础智能检测 1.C2.B3.B4.C 全新视角拓展 5.(1)专一(2)A、D反应前后性质不变b2 【解析】考查了酶的专一性,酶反应前后性质不变,而底物发生了变化,但一定的酶只能催化一定物质的分 解 思维导图构建 ①专一性②温和性③温度④酶⑤pH 6/6
6 / 6 思维拓展应用 例 1 B 【解析】A 选项中,甲试管中的淀粉被淀粉酶水解,丙试管中不存在淀粉,所以只有乙试管中的溶液变蓝 色;该实验只在一种温度条件下进行,所以不能说明 35 ℃是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度;该实验可以 用斐林试剂检验颜色变化,其中甲试管会出现砖红色沉淀。 例 2 (1)①不变蓝色 ②变蓝色 ③变蓝色 (2)有影响 【解析】该实验的自变量是温度,所以设计实验时,应将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液置于相同的 某温度环境中一段时间后再混合,这样才能确保温度对酶活性的影响,前三步的顺序不能改变,这是实验成 功的关键。淀粉酶在沸水中丧失活性,在冰水中的活性基本为 0,所以试管 2、3 中的淀粉不会被水解,碘液 会变蓝色。 基础智能检测 1.C 2.B 3.B 4.C 全新视角拓展 5.(1)专一 (2)A、D 反应前后性质不变 b2 【解析】考查了酶的专一性,酶反应前后性质不变,而底物发生了变化,但一定的酶只能催化一定物质的分 解。 思维导图构建 ①专一性 ②温和性 ③温度 ④酶 ⑤pH