高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第一节 降低化学反应活化能的酶 5.1.2课件 新人教版必修1.ppt

二酶的特性,一、酶的本质1.产生场所:_。2.生理作用:_。3.化学本质:_。,活细胞,催化作用,蛋白质或rna,二、酶的特性(连线),三、影响酶活性的因素下列是温度和ph对酶活性的影响示意图,请写出其中某点或某段表示的含义。,图中p点表示_,q点表示_,偏离p点或q点,酶的活性_。,最适温度,最适ph,降低,【预习自测】1.当人所处的环境温度从25下降到5时,体内酶活性的变化为()a.不确定b.不变c.降低d.增加【解析】选b。因为人是恒温动物,其体温不会随外界环境温度降低而改变,所以体内酶活性基本不变。,2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是()a.淀粉酶b.蛋白酶c.脂肪酶d.麦芽糖酶【解析】选b。唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质,酶具有专一性。,3.淀粉酶只能催化淀粉的水解,不能催化蛋白质的水解。这一事实说明()a.酶具有多样性b.酶具有专一性(特异性)c.酶具有高效性d.酶的化学成分是蛋白质【解析】选b。由题意可知,淀粉酶只能催化淀粉的水解,不能催化蛋白质的水解,这一事实说明酶的作用具有专一性。,4.在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁,在不损伤植物细胞内部结构的情况下,下列哪种物质可用于去除细胞壁()a.蛋白酶b.纤维素酶c.盐酸d.淀粉酶,【解析】选b。细胞壁的成分是纤维素和果胶,蛋白酶的作用是催化蛋白质的水解,不能除去细胞壁,a错误;纤维素酶的作用是催化纤维素的水解从而除去细胞壁,b正确;盐酸不能除去细胞壁,还能杀死细胞,c错误;淀粉酶的作用是催化淀粉的水解,不能除去细胞壁,d错误。,主题1酶的高效性和专一性【问题探究】1.酶的高效性:若通过实验验证酶的高效性,探讨实验思路和可能出现的实验现象。(1)实验思路:_。,用酶和无机催化剂催化同一化学反应,观,察反应的速率,(2)实验现象:_。,酶促反应速率明显高于无机催化剂催化,速率,2.酶的专一性:(1)为验证酶的专一性,某同学设计了以下表格,请填写两组实验的实验现象。,不变蓝,变蓝,(2)上述实验中,除了碘液可作为检测试剂外,还可用什么试剂检测淀粉是否被分解?试剂:_。原因:_。,斐林试剂,淀粉酶能水解淀粉产生麦芽糖,在水浴加热条件,下斐林试剂能与麦芽糖产生砖红色沉淀,(3)验证酶的专一性,实验组仍然为“淀粉酶+淀粉”,对照组的设置除上表方法外,还可以设置为_。,淀粉酶+蔗,糖,【探究总结】探究酶专一性的实验设计思路,【探究训练】据表分析,下列说法正确的是(),a.-淀粉酶溶液的用量是无关变量b.本实验探究的是淀粉酶具有专一性c.淀粉溶液和酶溶液可直接混合后再在相应温度下保温d.组实验结果均出现蓝色,其原因都是酶永久失活,【解析】选a。题中自变量是温度,其他条件如-淀粉酶溶液的用量是无关变量;本实验探究的是温度对酶活性的影响;探究温度对酶活性的影响时,应先将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别控制到相同温度后再混合;0时,淀粉酶活性很低,但未失活,100时淀粉酶变性永久失活。,【补偿训练】现有3支试管a、b、c,先向各试管内加入2ml可溶性淀粉溶液,再按下图中所示步骤操作,然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是(),a.实验结果是b、c试管内出现砖红色沉淀b.a和c试管对照,说明酶的活性受温度的影响c.实验结果是a试管内出现砖红色沉淀d.a和b试管对照,说明酶具有专一性,【解题指南】解答本题的关键是分清不同试管作对照时的自变量,根据因变量的变化得出相应的结论。【解析】选a。酶具有专一性。胃蛋白酶不能分解淀粉,所以b试管不会出现砖红色沉淀;c试管的唾液淀粉酶煮沸10min后失去了活性,所以不会催化淀粉分解,该试管也不会出现砖红色沉淀。,主题2探究温度、ph对酶活性的影响【问题探究】绝大多数酶的化学本质为蛋白质,很多理化因素都能使蛋白质因变性而失活,如温度、ph、重金属盐离子等均影响酶的活性。,1.探究温度对酶活性的影响:(1)探究温度对酶活性的影响时,过氧化氢酶能否作为实验材料?提示:不能,因为温度会影响过氧化氢的分解,影响实验结果。,(2)根据教材所给试剂和器材,完成实验设计。,2ml,2ml,温水,(60),沸水,(100),冰水,(0),5min,5min,1ml,1ml,5min,5min,1滴,1滴,变蓝色,变蓝色,(3)实验结论:_。,酶的催化作用需要适宜的温度,高于或低,于最适温度都会使酶的活性降低,2.探究ph对酶活性的影响:(1)探究ph对酶活性的影响时,能否选择淀粉酶作为实验材料?提示:不能选择淀粉酶,因为在酸性条件下淀粉会被分解,影响实验结论。应选取过氧化氢酶作为实验材料。,(2)实验设计:,1ml,1ml,无明显气泡,无明显气泡,(3)实验结论:_。,酶的催化作用需要适宜的ph,低于或高于,最适ph都会使酶的活性降低,【拓展延伸】一定不能将酶和反应物混合后再调节温度或ph,否则会造成混合之后酶与反应物立即发生反应,从而导致实验因未达到预设条件而失败。,【探究总结】探究影响酶活性实验的“四步曲”(1)分组编号:将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。(2)控制变量:控制影响酶活性的条件(如温度),即首先将底物、酶液分别处理到预设的温度。,(3)进行反应:让酶液与底物混合,仍在预设的条件(如温度、ph等)下反应,无关变量保持相同。(4)结果检测:检测实验的因变量,观察并记录实验结果,推出结论。,【探究训练】1.(2016全国卷)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是()a.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量b.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量,c.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量d.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量,【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)关键词:酶活力(即酶活性)、缓冲液(调节酸碱度)、底物(参与生化反应)。(2)解题关键:明确实验的基本原则单一变量原则。,【解析】选c。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中,除酶本身外其余条件应保持适宜,即无关变量不能影响酶活力;在该实验中ph为无关变量,为了排除ph的干扰,应在酶和底物混合之前加入缓冲液,为酶促反应提供稳定的ph环境,故c项正确。,2.下列有关酶的实验的叙述正确的是()a.探究温度和ph对酶活性的影响时,分别选用淀粉和h2o2作为底物b.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,可用碘液检测实验结果,c.用h2o2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的d.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序:淀粉+淀粉酶置于相应水浴温度5min滴斐林试剂加热观察溶液颜色变化,【解析】选a。探究ph对酶活性的影响,自变量是ph,可选择h2o2为底物;探究温度对酶活性的影响,自变量是温度,可以选用淀粉作为底物,a正确;由于蔗糖是否发生水解,都不与碘液反应,因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检测实验结果,b错误;用h2o2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放的速率可达到目的,由于底物量一定,最终实验,组和对照组气泡或者氧气释放量应该相同,c错误;探究淀粉酶的最适温度的实验顺序:淀粉、淀粉酶分别置于相应水浴温度5min将相同温度下的酶和底物混合保持5min滴加碘液观察溶液颜色变化,不能先将酶和底物混合再置于相应水浴温度5min,因为酶有高效性,会迅速将底物分解;不能用斐林试剂检测实验结果,因为斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,破坏设定的温度条件,d错误。,【补偿训练】为了探究温度、ph对酶活性的影响,下列实验设计合理的是(),【解题指南】解答本题时注意所选材料不能受反应条件影响,如过氧化氢的分解受温度影响。,【解析】选b。a项中,过氧化氢受热会分解,所以不适合探究温度对酶活性的影响,故错误。b项中,在不同温度下,根据蓝色的深浅或是否变蓝,来确定淀粉在淀粉酶作用下的分解速度,故正确。c项中,淀粉不能被蔗糖酶分解,故该实验不能鉴定ph对酶活性的影响,故错误。d项中,麦芽糖不会被淀粉酶分解,因此该实验不适合鉴定ph对酶活性的影响,故错误。,主题3分析影响酶促反应的因素【问题探究】1.温度和ph对酶活性的影响:甲、乙两图分别是温度和ph对酶活性影响的示意图,分析比较甲、乙两图,回答下列问题:,(1)分析两曲线的起点。甲图起点酶活性不为0的原因:_;乙图起点酶活性为0的原因:_。,低温时并不破坏酶的结,构,酶活性并未丧失,过酸条件下,破坏了酶的结,构,酶失去活性,(2)分析甲图曲线不同区段随温度的变化酶活性是如何变化的。ab段:酶活性随温度升高而_;bc段:酶活性随温度升高而_。,升高,降低,甚至变性失活,(3)乙图曲线中,若酶起始条件的ph为a,则将ph调至其最适ph下,该酶活性如何变化?提示:酶活性不变。因为ph为a时,酶的活性完全丧失,即使恢复到最适ph,酶的活性也不能恢复。,2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响:,(1)甲图中在其他条件适宜、酶浓度一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度的改变怎样变化?提示:酶促反应速率随底物浓度增大而加快,但当底物达到一定浓度后,酶促反应速率不再增大。,(2)分析甲图曲线不同区段限制酶促反应速率的因素。ab段限制因素:_;b以后稳定阶段限制因素:_。(3)乙图显示在底物足够、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率和酶浓度之间的关系_。,底物浓度,酶的数量和酶的活性,成正比,【规律方法】突破酶促反应速率影响因素曲线图的一般方法(1)识标:理解图中纵坐标和横坐标的含义,一般横坐标表示温度、ph、反应时间等,纵坐标表示反应速率等。(2)明点:分析图中起止点和最高点的含义,一般起点为零,最高点表示最适温度或ph,酶的活性最大,止点表示酶的活性为零或生成物的量最大。,(3)析图:根据相关原理判断曲线的变化情况,具体看曲线是上升还是下降,从而确定酶促反应速率的变化趋势。,【探究总结】温度和ph影响酶活性的特点(1)温度影响酶的活性:低温时酶的活性会降低,但酶的空间结构不会被破坏,在适宜温度下酶的活性可以恢复。而高温、过酸、过碱均会破坏酶的空间结构。(2)不同酶的最适温度可能不同:一般来说,动物体内酶的最适温度在3540,植物体内酶的最适温度在4050。,(3)不同酶的最适ph可能不同:如动物体内酶的最适ph大多在6.58.0,但胃蛋白酶的最适ph为1.5。(4)影响酶促反应速率的因素及其作用实质:,【探究训练】1.关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是()a.不同酶的最适温度可能相同b.随着温度降低,酶促反应的活化能下降c.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存d.高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果,【解析】选b。在某种恒温动物如人体内各种酶的最适温度均为37左右,a正确;随着温度降低,酶的活性下降,酶促反应的活化能不变,b错误;低温有利于酶的保存,c正确;高温下酶空间结构被破坏导致酶失活,d正确。,2.(2017德州高一检测)啤酒生产时,麦芽中多酚氧化酶(ppo)的作用会降低啤酒质量,因此,制备麦芽过程中需降低其活性。下图为不同ph和温度对ppo活性影响的曲线。下列叙述错误的是(),a.ppo催化多酚类物质的氧化反应b.相同温度时,ph7.8的酶促反应产物比ph8.4的少c.在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度80、ph8.4d.高于90,若ppo发生热变性,一定温度范围内温度越高变性越快,【解析】选c。ppo是酶,起到催化作用,故a正确。由题图可知在相同温度下ph8.4是最适的ph,酶活性最高,所以ph7.8的酶促反应产物比ph8.4的少,故b正确。在制备麦芽过程中应抑制ppo的活性,而在温度为80、ph8.4时其活性最高,故c错误。高于90,若ppo发生热变性,ppo最可能是蛋白质,一定温度范围内温度越高变性越快,故d正确。,【补偿训练】1.如图表示在最适温度和最适ph条件下,反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是(),a.曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系b.限制曲线b的ab段反应速率的主要因素为反应物浓度c.形成曲线c的原因可能是b点时酶量增加或适当升温d.若在适当升高温度条件下重复该实验,图中a点位置将下移,【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)对于曲线图的分析,曲线表示的是因变量与哪些自变量之间的关系,即分析好曲线的横纵坐标,会找出曲线的拐点并描述曲线的走势。(2)知道反应速率除了受反应物浓度影响外,还受温度、酶活性、酶浓度等影响。,【解析】选c。反应速率可以用单位时间内生成物的增加量或反应物的减少量来表示,曲线a反应速率最低,说明其酶量低,限制反应速率的是酶的浓度。曲线b的ab段,随着反应物浓度增加,反应速率增加,表明限制反应速率的是反应物浓度。曲线c在b点后反应速率上升,表明此时加大了酶浓度,但不可能是升高温度,因为本实验是在最适温度和ph条件下进行的,升高温度只会使反应速率下降,故c错误,d正确。,2.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,麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是(),a.t0表示淀粉酶催化反应的最适温度b.图甲中,ta、tb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tb至tc的曲线表明随温度的升高,麦芽糖量不再上升,酶的活性已达到最大d.图乙中a点