3.2.2 酶的催化功能受多种条件的影响（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物必修1分子与细胞（浙科版2019）

第2课时　酶的催化功能受多种条件的影响 课程内容标准 核心素养对接 1．分析酶的催化作用受许多因素的影响。 2．掌握探究pH对过氧化氢酶的影响的实验方法。 1．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。(科学思维) 2．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，探究影响酶活性的规律。(科学探究) 1．影响酶作用的因素主要有：pH、温度和某些化合物等。 2．在最适的pH和温度条件下，酶的活性最高。 (1)酶通常在一定pH范围内起作用，而且在某一pH下作用最强。最适的pH范围取决于不同酶的特性。 (2)酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下，酶活性均会下降。 3．温度对酶促反应的影响有两个方面：其一，温度升高，反应速度加快；其二，酶分子会随温度的升高而发生热变性，温度升得越高，酶变性的速率越快，升到一定温度，酶将完全失去活性，这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。 4．影响酶活性的其他因素：底物浓度、有机溶剂、重金属离子、酶的浓度、酶的激活剂和抑制剂等。 1．实验原理 (1)2H2O22H2O＋O2； (2)pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成量。 2．实验步骤 步骤 实验操 作内容 培养瓶1 培养瓶2 培养瓶3 培养瓶4 1 等量过氧 化氢酶 3片浸有 肝脏匀浆 的滤纸片 3片浸有 肝脏匀浆 的滤纸片 3片浸有 肝脏匀浆 的滤纸片 3片浸有 肝脏匀浆 的滤纸片 2 注入2mL 不同pH 的溶液 pH5．0的 缓冲液 pH6．0的 缓冲液 pH7.0的 缓冲液 pH8.0的 缓冲液 3 注入3% 的过氧化 氢溶液 2 mL 2_mL 2_mL 2_mL 续表 步骤 实验操 作内容 培养瓶1 培养瓶2 培养瓶3 培养瓶4 4 记录量筒 中气体的 体积 V1 V2 V3 V4 5 比较分析 以时间为横坐标，以释放的O2量为纵坐标，将不同pH条件下H2O2随时间推移分解产生的气体体积标记在坐标图中并绘制成曲线 3．实验结论：pH影响酶的活性，酶活性有一定的最适pH范围。 1．判正误 (1)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响(√) (2)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性(√) (3)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性(×) (4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(×) (5)酶活性最高时的温度适合酶的保存(×) 2．微思考 20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245 kPa的高压和140～150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产。想一想，用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？还有哪些产品可以用酶法生产？ 提示　在常温、常压和近似中性的环境下就可以生产，而且催化效率高。日常生活中果汁、果酒的酿制都要用酶法生产。 任务驱动一　探究温度和pH对酶活性的影响 请结合下列两个实验进行分析： 1．探究温度对酶活性的影响 步骤 试管 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 100℃ (或0℃) 60℃ 0℃ (或100℃) 续表 步骤 试管 1 1′ 2 2′ 3 3′ 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 结论 酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性 (1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？ 提示　保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？ 提示　不能。探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢在高温时会分解，影响对实验结果的分析。 (3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用本尼迪特试剂来检测？ 提示　不能。因为本尼迪特试剂与还原糖只有在加热的条件下才有红黄色沉淀生成，而该实验需严格控制不同温度。 2．探究pH对酶活性的影响 步骤 试管 1 2 3 20%肝脏研磨液 1 mL 1 mL 1 mL 蒸馏水 1 mL 5%氢氧化钠溶液 1 mL 5%盐酸溶液 1 mL 3%过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 振荡试管 结果 有大量气 泡产生 无明显 气