降低化學(xué)反應(yīng)的酶第二課時(shí)

1、第2課時(shí)酶的特性第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶目標(biāo)導(dǎo)讀1.分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)，理解酶的高效性和專一性的含義。2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)歸納溫度和pH變化對(duì)酶活性的影響，并能 分析有關(guān)曲線。3.進(jìn)一步嘗試控制自變量、觀察和檢測(cè)因變量，體驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)和重 復(fù)實(shí)驗(yàn)的方法。重難點(diǎn)擊影響酶促反應(yīng)的有關(guān)曲線分析。課堂導(dǎo)入方式一方式一加酶洗衣粉的洗滌效果要比普通洗衣粉強(qiáng)，加入不同的酶，對(duì)不同質(zhì)地衣物的洗滌效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血漬、奶漬，但不能用來(lái)洗絲質(zhì)的衣物。另外，加酶洗衣粉使用時(shí)要注意水的溫度，溫水效果較好，用熱水反而效果不好。以上事例說(shuō)明酶的作用有不同于無(wú)機(jī)催化劑的特點(diǎn)，有很多因素

2、能影響酶的作用。今天，我們就來(lái)探討這些內(nèi)容。方式二方式二由上節(jié)課可知，酶的化學(xué)本質(zhì)大部分是蛋白質(zhì)。有哪些因素會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性？看來(lái)酶的作用需要適宜的條件，有很多因素能影響酶的作用。今天，我們就來(lái)探討這些內(nèi)容。一、酶的高效性和專一性二、酶的作用條件較溫和內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測(cè)一、酶的高效性和專一性1.酶具有一般催化劑的特性酶具有一般催化劑的特性(1)能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的 ，提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所用的時(shí)間，但不改變反應(yīng)的方向和平衡點(diǎn)。(2)反應(yīng)前后，酶的 不變。2.酶的高效性酶的高效性(1)含義：酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高很多，大約是無(wú)機(jī)催化劑的 倍。(2)意義：可以使生命活動(dòng)更加高效地進(jìn)行?；A(chǔ)

3、梳理活化能性質(zhì)和數(shù)量10710133.酶的專一性酶的專一性(1)含義：每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。如過(guò)氧化氫酶只能催化 分解。脲酶除了催化 分解外，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。(2)意義：使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。一種或一類過(guò)氧化氫尿素1.淀粉和蔗糖不是還原糖，但淀粉水解后會(huì)生成麥芽糖，蔗糖水解后會(huì)產(chǎn)生葡萄糖和果糖，它們都是還原糖。下表為比較新鮮唾液(唾液淀粉酶)對(duì)淀粉和蔗糖的催化作用實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析：?jiǎn)栴}探究試管編號(hào)12可溶性淀粉溶液2 mL 蔗糖溶液 2 mL新鮮的唾液1 mL1 mL37 保溫5分鐘新配制的斐林試劑2 mL2 mL水浴加熱實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀(1)1號(hào)試管有磚紅色沉

4、淀生成，2號(hào)試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明什么？答案答案答案1號(hào)試管中淀粉被水解，2號(hào)試管中蔗糖沒有被水解。(2)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？答案答案淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。(3)肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸，是否說(shuō)明肽酶沒有專一性？答案答案不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，肽酶催化的是一類反應(yīng)，也說(shuō)明其具有專一性。2.下圖分別表示酶高效性和專一性的曲線，請(qǐng)分析：答案答案答案酶和無(wú)機(jī)催化劑都只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。圖1 圖2(1)根據(jù)圖1，酶和無(wú)機(jī)催化劑相比，有什么共同點(diǎn)

5、和不同點(diǎn)？(2)根據(jù)圖2分析：在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快，而加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，這說(shuō)明什么？答案答案答案酶A能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶B不能催化反應(yīng)物A反應(yīng)，酶的作用具有專一性。圖21.我國(guó)科學(xué)家研制出了能成功檢測(cè)SARS病毒的酶聯(lián)免疫試劑，專用于“非典”的快速診斷。此試劑具有準(zhǔn)確、靈敏、快速、方便和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)試板可同時(shí)檢測(cè)96個(gè)樣品，1小時(shí)左右獲得檢測(cè)結(jié)果。它應(yīng)用的是A.酶的高效性和專一性原理B.酶的專一性原理C.酶的識(shí)別原理D.酶的高效性拓展應(yīng)用答案解析解析解析該測(cè)試板專門用于“非典”的快速診斷，說(shuō)明酶的專一性；一個(gè)測(cè)試板可同時(shí)檢測(cè)96個(gè)樣品，1小時(shí)

6、左右獲得檢測(cè)結(jié)果，說(shuō)明酶具有高效性。2.如圖表示的是某種酶作用模型。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是A.該模型可以解釋酶的專一性B.a表示酶，該模型可解釋酶 的多樣性C.a催化d分解為e、fD.該模型顯示，酶在反應(yīng)前后性質(zhì)不變 答案解析解析解析反應(yīng)中a與d結(jié)合，反應(yīng)前后a沒有發(fā)生變化，則a表示的是酶；d分解為e、f。在底物b、c、d同時(shí)存在時(shí)，a只催化d的反應(yīng)，說(shuō)明了酶的專一性；圖中只有一種酶，不能明確表示酶的多樣性。 知識(shí)拓展知識(shí)拓展酶具有專一性的理論假說(shuō)酶具有專一性的理論假說(shuō)酶具有專一性的主要理論假說(shuō)有“鎖鑰學(xué)說(shuō)”和“ 誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)”，都強(qiáng)調(diào)酶空間結(jié)構(gòu)和底物空間結(jié)構(gòu)的相互吻合，因此酶的空間結(jié)構(gòu)一旦

7、改變或喪失，酶的專一性也就沒有了，下圖是鎖鑰學(xué)說(shuō)示意圖。二、酶的作用條件較溫和1.酶活性的含義：酶活性的含義：酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的 。2.酶的作用需要適宜的溫度酶的作用需要適宜的溫度(1)在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而 ；但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而 。(2)在一定條件下，酶活性最大時(shí)的溫度稱為該酶的 。(3)低溫影響酶的活性，但不會(huì)使酶的 遭到破壞，溫度升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高溫會(huì)導(dǎo)致酶 ，甚至?xí)蛊溆谰檬セ钚浴?催化效率加快基礎(chǔ)梳理下降最適溫度空間結(jié)構(gòu)變性3.酶的作用需要適宜的酶的作用需要適宜的pH(1)在一定條件下，酶活性最大時(shí)的p

8、H值稱為該酶的 。偏離該pH，不論升高還是降低，酶促反應(yīng)速率都會(huì) 。(2)過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶的 遭到破壞，使酶永久 。 最適pH下降空間結(jié)構(gòu)失活酶的活性受到溫度和pH的影響，我們可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究影響酶活性的的這兩個(gè)條件，總的設(shè)計(jì)思路是：請(qǐng)結(jié)合下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析：?jiǎn)栴}探究1探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)(以工業(yè)淀粉酶的催化作用為例) 步驟試管編號(hào)123加入3%可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL提供環(huán)境溫度60 的水沸水冰塊保溫5 min5 min5 min注入2%的新鮮淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL繼續(xù)保溫5 min5 min5 min滴入碘液1滴1滴1滴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象淡黃色藍(lán)色藍(lán)色答案答案不

9、能。過(guò)氧化氫本身在不同溫度下就存在分解速率的差異，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果你有什么結(jié)論？答案答案答案1號(hào)試管中的淀粉被完全水解了，2、3號(hào)試管中的淀粉沒有被水解。工業(yè)淀粉酶的活性受溫度的影響。在60 時(shí)活性最高，溫度偏高或者偏低，都會(huì)影響酶的活性。(2) 能否在反應(yīng)后加入新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成，來(lái)判斷試管中的淀粉是否水解了？答案答案不能。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格控制溫度，而斐林試劑的反應(yīng)需要水浴加熱。(3) 能否用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？2探究pH變化對(duì)過(guò)氧化氫酶催化作用影響的實(shí)驗(yàn)步驟試管編號(hào)12320%肝臟研磨液1 mL1 mL1 mL蒸餾水1 mL 5%氫氧

10、化鈉溶液 1 mL 5%鹽酸溶液 1 mL3%過(guò)氧化氫溶液2 mL2 mL2 mL振蕩試管結(jié)果有大量氣泡產(chǎn)生無(wú)明顯氣泡無(wú)明顯氣泡(1)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了酶的活性和pH有什么關(guān)系？答案答案答案酶的作用需要適宜的pH，pH偏高或偏低都會(huì)使酶活性降低。(2)該實(shí)驗(yàn)中，能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%過(guò)氧化氫溶液，然后再調(diào)節(jié)pH?答案答案不能。因?yàn)槊傅淖饔镁哂懈咝?，在調(diào)節(jié)pH之前，試管中已經(jīng)發(fā)生了劇烈反應(yīng)，會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁x用淀粉酶和淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么？答案答案不能。因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。3.某同學(xué)研究溫度和pH對(duì)某酶促反應(yīng)速率的影響，得到如

11、圖所示的曲線。下列分析正確的是 A.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為35 左右，最適 pH為8左右B.當(dāng)pH為8時(shí)，影響酶促反應(yīng)速率的主要因素是 底物濃度和酶濃度C.隨pH升高，該酶催化反應(yīng)的最適溫度也隨之變化D.當(dāng)pH為任一固定值時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都可以證明溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 拓展應(yīng)用答案解析解析解析分析曲線可知，溫度約為35 、pH為8時(shí)，酶促反應(yīng)速率相對(duì)較快；溫度約為35 、pH大于或小于8時(shí)，酶促反應(yīng)速率均下降，所以該酶的最適溫度為35 左右，最適pH為8。當(dāng)pH為8時(shí)，不同溫度下酶促反應(yīng)速率不同，此時(shí)溫度為影響酶促反應(yīng)速率的主要因素。在一定范圍內(nèi)，隨pH的升高或降低，該酶促反應(yīng)的最適溫度均為

12、35 左右；但當(dāng)pH過(guò)高或過(guò)低時(shí)，酶變性失活，不同溫度下的反應(yīng)速率可能相同，此時(shí)溫度已不再是酶促反應(yīng)速率的影響因素。4.如圖表示人體內(nèi)某種消化酶在體外最適溫度條件下，反應(yīng)物濃度對(duì)酶催化反應(yīng)速率的影響，據(jù)圖分析，下列說(shuō)法正確的是A.如果在A點(diǎn)時(shí)，溫度再提高5 ，則反應(yīng)速率上升B.在其他條件不變的情況下，在B點(diǎn)時(shí)，往反應(yīng)物 中加入少量同樣的酶，反應(yīng)速率不變C.在A點(diǎn)時(shí)，限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度D.在C點(diǎn)時(shí)，限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度和酶的濃度 答案解析解析在A點(diǎn)時(shí)，隨著反應(yīng)物濃度的增加，反應(yīng)速率也增加，表明限制反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物濃度。解析知識(shí)拓展知識(shí)拓展影響酶促反應(yīng)速率的因素除了酶活

13、性，還有其他的影響酶促反應(yīng)速率的因素除了酶活性，還有其他的因素因素(1)底物(反應(yīng)物)濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響(如圖1)在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，反應(yīng)速率與底物濃度近乎成正比。當(dāng)?shù)孜餄舛群艽?，且達(dá)到一定限度時(shí)，反應(yīng)速率就達(dá)到了一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加底物濃度，反應(yīng)速率也幾乎不再改變，這是受酶濃度或酶活性的限制。(2)酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響(如圖2)在底物足夠、其他條件固定的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 課堂小結(jié)無(wú)極催化劑一種或一類最高明顯降低當(dāng)堂檢測(cè)1.下列關(guān)于酶的敘述中，錯(cuò)誤的是A.有些酶是RNAB.在037 范圍內(nèi)，唾液淀粉酶的活性會(huì)隨著溫度的升高而提

14、高C.酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少D.任何活細(xì)胞內(nèi)都有酶的存在答案解析23451解析解析絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，而極少數(shù)是RNA；唾液淀粉酶的最適溫度為人體體溫，即37 左右，所以從0 到37 范圍內(nèi)，唾液淀粉酶的活性是不斷增強(qiáng)的；酶在反應(yīng)過(guò)程中起到了催化劑的作用，不會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)的進(jìn)行而被消耗掉；酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，任何活細(xì)胞內(nèi)都有酶。2.隨食團(tuán)進(jìn)入胃內(nèi)的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是A.酸堿度的改變使酶失活B.唾液淀粉酶只能催化一次C.溫度的改變使酶失活D.胃中已有淀粉酶答案解析23451解析解析酶的活性受酸堿度的影響，唾液淀粉酶的最適pH是6.58.0之間，而胃中pH為1.5左右，因此

15、隨食團(tuán)進(jìn)入胃內(nèi)的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A項(xiàng)正確；酶是催化劑，在反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)均未變化，能繼續(xù)催化，所以B項(xiàng)不正確；隨食團(tuán)進(jìn)入胃內(nèi)的唾液淀粉酶是在人體進(jìn)行的，溫度無(wú)變化，所以C項(xiàng)不正確；胃中無(wú)淀粉酶，所以D項(xiàng)不正確。3.分別用0 和100 的溫度處理某種酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但A.經(jīng)過(guò)0 處理的酶的活性能夠恢復(fù)B.經(jīng)過(guò)100 處理的酶的活性能夠恢復(fù)C.經(jīng)過(guò)0 處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞D.經(jīng)過(guò)100 處理的酶被水解成了氨基酸解析解析高溫和低溫對(duì)酶活性的影響不同，低溫不會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，只會(huì)抑制酶的活性，若升高溫度，酶活性可以恢復(fù)；高溫破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶活性永久喪

16、失。答案解析234514.如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率(或生成物量)變化，下列有關(guān)敘述不正確的是A.甲中虛線表示酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系B.乙中虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時(shí)，生成物量的變化示意曲線C.若乙中的實(shí)線表示Fe3的催化效率，則虛線可表示過(guò)氧化氫酶的催化效率D.圖丙不能表示在反應(yīng)開始后的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系 答案解析23451解析解析底物濃度充足時(shí)，酶促反應(yīng)與酶濃度成正比，甲中虛線反應(yīng)速率加快，可表示為酶量增加一倍時(shí)所引起的。催化劑只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時(shí)間，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，同時(shí)酶的催化效率高，故乙中虛線表示增加酶濃度，生成物

17、量的變化示意曲線；實(shí)線可表示Fe3的催化效率，則虛線為過(guò)氧化氫酶的催化效率；丙中酶促反應(yīng)開始時(shí)底物濃度高，反應(yīng)快，后來(lái)底物逐漸被分解，反應(yīng)速率降低，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。234515.某研究小組為探究影響H2O2分解的因素，做了三個(gè)實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2均在適宜條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)3其他條件適宜)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)1、2、3中的自變量分別為_。 23451解析解析由曲線圖分析可知，實(shí)驗(yàn)1、2、3中的自變量分別為催化劑的種類、H2O2濃度、pH；答案解析催化劑的種類、H2O2濃度和pH(2)實(shí)驗(yàn)2結(jié)果反映，在b、c所對(duì)應(yīng)的H2O2濃度范圍內(nèi)，H2O2溶液濃度會(huì)_(填“升高”“降低”或“不影響”)過(guò)氧化氫酶的活性，bc段O2產(chǎn)生速率不再增大的原因最可能是_。23451解析解析由實(shí)驗(yàn)2曲線圖可知，在bc段，O2的產(chǎn)生速率不隨H2O2濃度的變化而變化，可能是酶的數(shù)量有限；答案解析不影響酶的數(shù)量有限(3)實(shí)驗(yàn)1若溫度升高1