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酶的特性(二)第3課時(shí)高效性專一性2.驗(yàn)證酶具有專一性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案方案一酶相同,底物不同方案二底物相同,酶不同酶的作用條件較溫和(適宜的溫度與PH)1.酶的特性實(shí)驗(yàn)材料:淀粉酶、淀粉、蔗糖鑒別試劑:斐林試劑實(shí)驗(yàn)材料:淀粉、淀粉酶、蔗糖酶鑒別試劑:碘液03高壓高溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿√√√√影響酶活性的條件思考:酶起催化作用需要怎樣的條件呢?有哪些因素會(huì)影響酶活性呢?酶活性:酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力表示方法:
一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率
單位時(shí)間內(nèi)生成物的增加量單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少量達(dá)到平衡點(diǎn)所用時(shí)間的長(zhǎng)短酶催化效率高低的檢測(cè)指標(biāo)1.為什么感冒發(fā)燒的時(shí)候不想吃飯?2.在不同的溫度下,同一種酶活性是否會(huì)受到影響?3.在不同的pH下,同一種酶活性是否會(huì)改變?4.如何設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證你們的假設(shè)。影響酶活性的條件(一)探究溫度對(duì)酶活性的影響影響酶活性的條件1.提出問(wèn)題2.作出假設(shè)3.實(shí)驗(yàn)原理溫度會(huì)影響酶的活性溫度會(huì)影響酶的活性嗎?4.實(shí)驗(yàn)材料:
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液;
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液,
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液;
體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液,
碘液,
斐林試劑。淀粉、淀粉酶①實(shí)驗(yàn)材料:不選用H2O2作為反應(yīng)底物的原因?H2O2不穩(wěn)定,受熱易分解。碘液②檢測(cè)試劑:不選用斐林試劑進(jìn)行鑒定的原因?
斐林試劑檢測(cè)需要水浴加熱,溫度是干擾條件。思考:先處理溫度,還是先混合?先處理溫度,再混合,原因:保證反應(yīng)從一開(kāi)始就是預(yù)設(shè)溫度。探究溫度對(duì)酶活性的影響探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響5.實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果操作1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管4號(hào)試管5號(hào)試管6號(hào)試管0℃0℃50℃50℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保溫在各自溫度下保溫5min混合將2號(hào)加入1號(hào)中將4號(hào)加入3號(hào)中將6號(hào)加入5號(hào)中保溫在各自溫度下保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酶的催化作用需要適宜的溫度,溫度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響酶的活性。三影響酶活性的條件探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)低溫使酶活性受抑制,但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,溫度恢復(fù),酶活性可以恢復(fù)。(低溫保存)高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活。(高溫變性)(1)酶的活性最高,催化效率最高的溫度稱為酶的最適溫度。(2)在低于最適溫度的范圍內(nèi),酶的活性隨著溫度的升高而升高。(3)當(dāng)超過(guò)最適溫度,酶的活性隨著溫度的升高而降低,甚至失活。影響酶活性的條件探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)失活抑制
保證反應(yīng)從一開(kāi)始就是預(yù)設(shè)溫度。因酶具有高效性,若酶和底物沒(méi)有在對(duì)應(yīng)溫度混合,一混合就已發(fā)生反應(yīng),降低了實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。
該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度,用斐林試劑檢測(cè)時(shí)需要水浴加熱,這樣會(huì)干擾自變量。(3)不能用斐林試劑檢測(cè)的原因?(4)如何進(jìn)一步探究淀粉酶的最適溫度?縮小溫度梯度(梯度要均勻),重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。
(1)能否用H2O2和H2O2酶(豬肝研磨液)探究溫度對(duì)酶的影響?H2O2本身受熱易分解,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。(2)為什么要先將底物和酶控制到預(yù)設(shè)溫度,再混合反應(yīng)?(5)本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量包括哪些?應(yīng)如何控制?(6).如何區(qū)分因變量和因變量觀測(cè)指標(biāo)?溶液體積、處理時(shí)間、pH等,應(yīng)該保證相同且適宜本實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度,因變量為酶活性,因變量觀測(cè)指標(biāo)為加碘液后的顏色變化情況
我們知道口腔溫度和體溫差不多,而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后,卻發(fā)現(xiàn),唾液不再具有催化淀粉分解的功能。(提示:唾液PH6.2-7.4,胃液PH0.9-1.5)2.PH對(duì)酶活性的影響(二)探究PH對(duì)酶活性的影響影響酶活性的條件1.提出問(wèn)題2.作出假設(shè)3.實(shí)驗(yàn)原理PH會(huì)影響酶的活性嗎?PH會(huì)影響酶的活性H2O2溶液、
新鮮肝臟研磨液、NaOH溶液、稀鹽酸、清水、試管4.實(shí)驗(yàn)材料5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
由于pH會(huì)影響酶活性,進(jìn)而影響酶催化過(guò)氧化氫分解的速率(氧氣的產(chǎn)生速率),故可以通過(guò)設(shè)置不同PH環(huán)境下的過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫分解的實(shí)驗(yàn),分別檢測(cè)氣泡產(chǎn)生數(shù)量和點(diǎn)燃衛(wèi)生香復(fù)燃情況來(lái)進(jìn)行判斷。探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響6.實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果1號(hào)試管過(guò)氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2號(hào)試管3號(hào)試管加入過(guò)氧化氫酶2滴,振蕩2min試管各加入2mL過(guò)氧化氫溶液無(wú)明顯變化將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中復(fù)燃無(wú)明顯變化探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響自變量無(wú)關(guān)變量因變量酶活性產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生大量氣泡2滴NaOH2滴稀鹽酸等量清水7.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論
酶的活性受pH影響。在最適宜的pH下,酶活性最高,pH偏高或者偏低,酶活性都會(huì)顯著降低。酶的活性受pH的影響ABC(1)探究pH對(duì)酶活性的實(shí)驗(yàn)時(shí),為何不宜選用淀粉酶溶液酶催化淀粉分解?(2)本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量包括哪些?應(yīng)如何控制?(3)如何區(qū)分因變量和因變量觀測(cè)指標(biāo)?(4)本實(shí)驗(yàn)中,能否將底物和酶混合均勻后,再在不同pH下處理?酸可以催化淀粉的水解溶液體積、處理時(shí)間、溫度等,應(yīng)該保證相同且適宜。
本實(shí)驗(yàn)的自變量為pH,因變量為酶活性,因變量觀測(cè)指標(biāo)為氧氣的產(chǎn)生速率不能,底物和酶可能還沒(méi)有經(jīng)過(guò)自變量的處理,便已反應(yīng)完成。酶的作用條件較溫和。酶的活性受溫度和pH值(酸堿度)影響低溫:抑制過(guò)酸:失活過(guò)堿:失活結(jié)論:
酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。在最適宜的溫度和最適宜的pH下,酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低,酶的活性都會(huì)明顯降低。
過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高:會(huì)使酶分子的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活,不可恢復(fù)。
低溫:酶的活性降低,但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)。(低溫保存酶)ABCDEF酶促反應(yīng)速率最適溫度最適PH高溫:失活0反應(yīng)物剩余量(相對(duì)值)PH30℃33℃37℃35℃
動(dòng)物體內(nèi)的酶最適pH大多在6.5~8.0,人體唾液的pH為6.2~7.4,小腸液的pH為7.6。但也有例外,如胃蛋白酶的最適pH為1.5~2.2,;植物體內(nèi)的酶最pH大多為4.5~6.5。
一般來(lái)說(shuō),動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35~40℃;植物體內(nèi)的酶最適溫度在40~50℃;人體內(nèi)酶最適溫度37℃,唾液淀粉酶最適溫度37℃;細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大,有的酶最適溫度可高達(dá)70℃
(從耐熱細(xì)菌中提取)。相關(guān)信息唾液pH6.2~7.4胃液pH0.9~1.5小腸液pH7.6①圖甲中,溫度從a降低或升高,酶促反應(yīng)速率均下降,但是下降的原因不同。②圖乙中,pH從b降低或升高,酶促反應(yīng)速率均下降,但是下降的原因相同。③圖丙中,反應(yīng)物濃度為c時(shí),酶促反應(yīng)速率達(dá)到最大,因?yàn)槊革柡土恕<滓冶、軋D丁中,酶促反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。溫度底物濃度pH酶的濃度五、影響酶促反應(yīng)速率的因素:酶的專一性每一種酶只能催化一種或一類的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍酶的高效性
酶的作用條件較溫和酶所催化的反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。小結(jié)pH溫度活性濃度底物濃度酶酶促反應(yīng)速率酶的特性酶的應(yīng)用溶菌酶溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁含酶牙膏多酶片胰蛋白酶加酶洗衣粉果膠酶科學(xué)·技術(shù)·社會(huì):酶為生活添姿彩1.酶的專一性2.酶的分布從酶的角度看細(xì)胞代謝有序進(jìn)行的原因果膠酶含酶牙膏多酶片加酶洗衣粉1.下圖表示的是某類酶作用的模型。嘗試用文字描述這個(gè)模型。這個(gè)模型能解釋酶的什么特性?
這個(gè)模型中A代表某類酶,B代表底物,C和D代表產(chǎn)物。這個(gè)模型的含義是:酶A與底物B專一性結(jié)合,催化反應(yīng)的發(fā)生,產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個(gè)模型可以解釋酶的專一性。二、拓展應(yīng)用1.下圖表示的是在最適溫度下,反應(yīng)物濃度對(duì)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(1)請(qǐng)解釋在A、B、C三點(diǎn)時(shí)該化學(xué)反應(yīng)得狀況。(2)如果在A點(diǎn)時(shí)溫度升高10℃,曲線會(huì)發(fā)生什么變化?為什么?請(qǐng)畫(huà)出變化后的曲線。(3)如果在B點(diǎn)時(shí)往反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶,曲線會(huì)發(fā)生什么變化?為什么?請(qǐng)畫(huà)出相應(yīng)的曲線。A點(diǎn)反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增大而升高.B點(diǎn)反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn)反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)物濃度增大而升高,維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。(2)原因:原曲線表示最適溫度下的酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度,反應(yīng)速率都會(huì)下降。(3)該曲線表示,B點(diǎn)的反應(yīng)底物的濃度足夠大,是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高,這時(shí)加入少量的酶,會(huì)使
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