5.1 降低化学反应活化能的酶2

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1.学习目标：①说出酶的特性②探究影响酶活性的因素（实验）

2.重点：酶的特性的实验的设计

3.难点：确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。

 

“看”—知识经纬

“导”—自主预习

1.酶的特性有：               、                 、                         。

2.酶的高效性是指酶的催化效率大约是无机催化剂的              倍。

3.酶的专一性是指                                                     。

4.酶所催化的化学反应一般是在            的条件下进行的，        和      

对酶的活性影响最大。在最适宜的温度和pH条件下，酶活性         ，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会显著           。

5.          、        或                ，会使酶的                遭到破坏，使酶永久失活，即酶发生了          。0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的         保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以          。因此，酶制剂适于在                    下保存。

6.“影响酶活性的条件”的探究分析

⑴温度对淀粉酶活性的影响

①原理：a、                                                    。

        b、                                                     。

②实验过程：

“学”—互动探究

探究一 酶的特性

小组讨论回答下列问题：酶催化作用的特点有哪些？

提示：生物体内的各种化学反应，几乎都是在酶的催化下完成的。酶作为生物催化剂，与一般无机催化剂既有共同之处，也有其独特的特点。

1、酶具有一般催化剂的特性。

(1)能显著降低反应的活化能．提高反应速率缩短到达平衡所用的时间,但不改变反应的方向和平衡常数。

(2)反应前后，酶的性质和数量不变。

2、酶具有一般催化剂所不具备的特性。

(1)高效性，指催化效率很高．使得反应速率很快；

 (2)专一性，任何酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性；

 (3)酶的作用条件较温和，一般催化剂在一定条件下会因中毒而失去催化能力，而酶较其 他催化剂更加脆弱，更易失去活性。强酸、强碱、或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。

0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。但在高温下酶的空间结构遭到破坏而失去活性。

 (4)多样性，指生物体内具有种类繁多的酶。

【经典回眸】下列关于酶的叙述中，正确的是（     ）

A．有酶参与的反应能释放出更多的能量

B．酶的活性随着温度的升高而不断升高

C．人体中不同的酶所需的最适的pH可能不同

D．细胞中催化反应的酶如果是蛋白质，则需要更新，如果是RNA则不需要更新

【解析】有酶参与的反应能释放出的能量与没有酶参与的反应能释放出的能量一样多。在温度低于最适温度时，酶的活性随着温度升高而不断升高；温度高于最适温度时，酶的活性随着温度升高而不断降低。蛋白质酶和RNA酶都需要更新。人体中胃蛋白酶所需的最适pH为2.0左右，其他的酶所需的最适pH为7.4左右。

答案：C

【变式训练】1.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽糖的积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是（     ）

A．图甲中T₀表示淀粉酶催化该反应的最适温度

B．图甲中在T_a、T_b时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别

C．图乙中T_b至T_c的曲线表明随温度的升高，麦芽糖的积累量不再上升，酶的活性已达到最高

D．图乙中A点对应的温度为T₀

探究二 影响酶的作用的条件

小组讨论回答下列问题：影响酶的作用的因素有哪些？

提示： 酶促反应受到多种因素的影响，这些因素既包括酶的浓度等内部因素，也包括温度、pH等外部因素。

1、温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快；但当温度升高到定限度时，有适宜的温度下可以恢复。在一定条件下．每一种酶在某一定温度时活力最大这个温度称为这种酶的最适温度。

温度对酶促反应的影响可以如右图所示。

2、 pH对酶促反应的影响：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。(过酸或碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性)， 在一定条件下，每种酶在某一定pH的活力最大这个pH称为这种酶的最适pH。

pH对酶促反应的影响如图所示。

3、酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足．其他条件固定的条件下应应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时．酶促反应速率与酶浓度成正比。

酶浓度对酶促反应的影响如图所示。

4 、底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比，在底物浓度较高时．底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率达到一个最大值此时即使冉增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变。

底物浓度对酶促反应的影响如图所示。

【经典回眸】在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中，将唾液稀释10倍，与用唾液原液的实验效果基本相同，这表明酶具有                           （  ）

A、专一性B、多样性C、高效性D、稳定性

【解析】酶是活细胞产生的具有催化能力的蛋白质，催化性是酶的功能特征。一般来说，在人体37℃和一定的pH值条件下，酶都具有一定的催化能力，酶只要其结构不被破坏，其活性具有相对的稳定性。专一性和高效性是说明酶在稳定的催化作用中的两个催化特点。在实验中“用纯唾液和用稀释10倍的唾液做实验，其效果完全相同”。说明唾液淀粉酶的催化效率非常高，少量的酶即能达到催化的效果。纯唾液中大量的唾液淀粉酶由于底物的限制，催化能力没有得到发挥。

答案：C

【变式训练】2.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如图的曲线。下列分析正确的是（    ）

A．该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8

B．当pH为8时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度

C．随pH升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高

D．当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应速率的影响

探究三  探究影响酶活性的条件实验

小组讨论回答下列问题：在探究影响酶活性的条件实验中的注意事项有哪些？

提示：1、制备的可溶性淀粉液定要冷却后才能使用，如果用刚煮沸的可溶性淀粉溶液进行实验，就会因温度过高而破坏淀粉酶的活性。

2、淀粉酶的来源不同．其最适温度也不定相同，在保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在60℃左右，唾液淀粉酶的最适温度在37℃。

3、在探究温度对酶活性影响时．对照组加人等量的反应物如2 mL 可溶性淀粉后要先放人不同环境5min使反应物达到所处不同环境的温度．然后再加新鲜酶液．摇匀维持5min否则若加入酶后再放入不同温度的环境中．由于酶的高效性．在升温或降温的过程中已把反应物给分斛了．会造成错觉。

4、关于pH对酶活性影响实验中．操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸)．然后再加入反应物如可溶性淀粉液。不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样可以防止反应物在酶的作用下水解，方可证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。如果改变顺序则会影响效果。此实验中要注意保持酶在最适温度下发挥作用．排除温度对酶活性的影响．变量只有pH的不同。

设计对照实验时，很重要的一点是遵循“单一变量”原则，至于让哪个因素成为变量，要根据实验目的而定。

【经典回眸】将1毫升5%的胃液溶液倒入装有10毫升蛋白质胶体的试管内，置于25℃的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是（     ）

A．把实验温度提高到37℃

B．在试管内再加入1毫升5%的胃液溶液

C．将pH由3调节为7

D．在试管内加入1毫升唾液

【解析】温度为37℃比25℃时更适于胃蛋白酶催化作用的发挥。胃蛋白酶最适pH为1.5～2.2，故C项pH调节为7时，酶可能将变性失活。D项加入1毫升唾液，唾液中无蛋白酶，故唾液作为溶剂，则会使溶液的pH变大，酶活性下降。B项虽然能够提高反应速率，但不能认为是酶的活性提高。

答案:A

【变式训练】3.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：

操作步骤：

①在1～5号试管中分别加入0.5%淀粉1mL

②再向试管中加入相应的缓冲液3mL，使试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00

③分别向1～5试管中加入0.5%唾液1mL，然后进行37℃恒温水浴

④反应过程中，每隔1min从3号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色记录结果。

结果如下：

 

 

 

 

请回答：

(1)实验过程中选择37℃恒温的原因是                                     ?

(2)3号试管加碘液呈橙黄色说明                                           

(3)如果反应速度太快，应对唾液做怎样的调整                                   ?

(4)该实验得出的结论是                             。

变式训练参考答案：1C  2A   3(1)37℃是人体正常的体温，也是人体内酶的最适温度；恒温可以排除温度对实验结果的干扰    (2)淀粉已被完全水解   (3)提高唾液的稀释倍数

(4)唾液淀粉酶的最适pH为6.8，高于或低于此pH时，酶的活性逐渐降低

“思”—课堂小结

同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。

收获	内容
疑点	内容

“练”—课堂自测

1.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

2.血液凝固是一系列酶促反应的过程。在下列哪种体外温度条件下，采集到的血液凝固最快？（    ）

A. 0℃     B. 15℃      C. 25℃       D .35℃

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．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整 pH 至 2.0 ，保存于37℃的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是 （    ）

A. 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水       B. 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水

C. 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D. 唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

5、催化脂肪酶水解的酶是    （  ）

A、肽酶           B、蛋白酶              C、脂肪酶         D、淀粉酶

参考答案:1.B 2.D 3.B 4.A 5.C