5.1.2 酶的特性和影响酶活性的条件-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(人教版)

第2课时　酶的特性和影响酶活性的条件 课标内容要求 核心素养对接 1.酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2．实验：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 1.生命观念——建立模型：通过建立温度、pH对酶活性的影响等数学模型，理解影响的规律和实质。 2．科学探究——实验思路及设计：合理设计探究温度、pH对酶活性影响的实验步骤，规范实施实验，探究影响的规律。 1．酶的高效性 (1)含义：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)意义：使细胞代谢快速进行。 2．酶的专一性 (1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (2)锁钥模型： 图中A表示酶，B表示被酶催化的底物，E和F表示催化后的产物，而C和D则表示不能被该酶催化的物质。 (3)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 3．酶的作用条件较温和 (1)温度对酶活性的影响(如图1)： ①ab段表示随温度升高，酶活性逐渐增强；b点时，酶活性最高，此点所对应的温度为最适温度；bc段表示随温度升高，酶活性逐渐减弱。 ②a点时酶活性较低，但酶的空间结构稳定。 ③c点时酶活性丧失，其原因是高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 (2)pH对酶活性的影响(如图2)： ①de段表示随pH升高，酶活性逐渐增强；e点时，酶活性最高，此点所对应的pH为最适pH；ef段表示随pH升高，酶活性逐渐减弱。 ②d点和f点时酶活性丧失，其原因是过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (　　) 2．高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同。 (　　) 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，胃蛋白酶的活性将逐渐增强。 (　　) 4．如果以淀粉为底物，以淀粉酶为催化剂探究温度影响酶活性的实验，则酶促反应的速率既可以用淀粉的分解速率表示，也可以用淀粉水解产物的生成速率表示。 (　　) 5．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。 (　　) 6．探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。 (　　) 提示：1.√　2.√ 3．×　胃蛋白酶在pH为10时，空间结构已遭到破坏，因此降低pH不会使胃蛋白酶的活性再增强。 4．√　5.√　6.√ 　酶的特性及相关实验的分析 1．酶的专一性实验设计 (1)实验原理 ①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。 ②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。 (2)实验设计思路 步骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶 2 等量斐林试剂，水浴加热相同时间 现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化 结论 酶具有专一性 (3)实验分析 ①自变量：反应物的不同。 ②无关变量：溶液的量、温度等。 ③因变量：溶液是否出现砖红色沉淀。 2．探究不同温度对酶活性的影响 (1)实验原理：淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。 (2)实验过程： 试管 步骤 1 1′ 2 2′ 3 3′ 淀粉溶液 2 mL / 2 mL / 2 mL / 淀粉酶溶液 / 1 mL / 1 mL / 1 mL 不同温度下处理5 min 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 将同一温度下的两种物质混合后保温5 min 滴加碘液 1滴 1滴 1滴 结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝 (3)实验结论：酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性。 3．探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理：过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。 (2)实验过程 ①取8支洁净的试管并编号，分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。 ②用盐酸或NaOH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)。 ③分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。 ④用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。 (3)实验结论：酶发挥催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 4．实验注意事项 (1)在探究温度影响酶活性的实验中，不宜选用H2O2溶液，原因是H2O2的分解本身受温度影响，温度越高，H2O2分解越快。 (2)在探究pH影响酶活性的实验中，不宜选用淀粉溶液，原因是酸性溶液会使淀粉水解。 (3)在探究温度影响酶活性的实验中，选取淀粉和淀粉酶，一般用碘液检测实验结果，不宜选用斐林试剂检验，原因是使用斐林试剂需要加热，实验步骤较为烦琐，且可能影响实验的自变量。 1．