2020-2021学年-浙科版-必修一-影响酶催化功能的因素-教案

第2课时影响酶催化功能的因素课标要求核心素养素养对接素养水平1.阐明酶的催化作用受多种因素的影响。2．探究pH对过氧化氢酶的影响。科学思维：构建温度和pH对酶促反应速率影响的模型。水平二科学探究：通过探究“pH对过氧化氢酶的影响”发展科学探究能力。水平三一、酶的催化功能受许多因素影响1．影响酶作用的主要因素：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，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致热受性，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。二、探究pH对过氧化氢酶的影响1．实验原理(1)2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O＋O2。(2)pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响O2的生成量。2．实验步骤步骤实验操作培养瓶1培养瓶2培养瓶3培养瓶41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的缓冲液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H2O2溶液2mL2__mL2__mL2__mL4记录量筒中气体的体积V1V2V3V45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。[正误判断](1)温度过高或过低，过酸或过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(×)(2)探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组。(×)(3)反应底物的浓度越大，酶的活性越高。(×)知识点一探究温度和pH对酶活性的影响1．实验课题及变量分析课题名称用淀粉酶探究温度对酶活性的影响用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验材料淀粉溶液、唾液淀粉酶肝脏研磨液、过氧化氢溶液自变量温度pH自变量的设置方法分别用37℃的水、沸水、冰水处理分别用蒸馏水、HCl溶液、NaOH溶液处理因变量酶活性酶活性因变量的观察指标加碘—碘化钾溶液后溶液颜色变化的深浅氧气产生的速率无关变量pH相同且适宜等温度相同且适宜等2.方法步骤3．曲线分析(1)P点：最适温度；Q点：最适pH。(2)偏离P点或Q点：酶的活性降低。(3)过酸、过碱或温度过高：酶失活。发展素养理性思维高温影响酶的活性，直至失活；过酸、过碱也会破坏酶的结构使酶失活。请思考下列问题：(1)唾液淀粉酶进入胃后还能正常发挥作用吗？胃蛋白酶进入小肠呢？为什么？提示：唾液淀粉酶进入胃以后因pH太低而失去活性，不能正常发挥作用；胃蛋白酶进入小肠后因为pH太高而失去活性，也不能正常发挥作用。(2)生活中使用加酶洗衣粉时能否用刚烧开的水溶解？提示：不能用开水(温度超过50℃)溶解加酶洗衣粉，否则会把洗衣粉中的酶杀死。1．为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计最合理的是()选项探究课题选用材料与试剂A温度对酶活性的影响过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液BpH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、本尼迪特试剂CpH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘—碘化钾溶液D温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘—碘化钾溶液解析：选D。加热能够使过氧化氢溶液分解，可溶性淀粉在酸性并加热条件下会发生水解，不能保证单一变量；酶具有专一性，蔗糖酶不能分解淀粉，不能用来探究pH对酶活性的影响。2．下图分别表示温度、pH与酶活性(酶促反应速率)的关系，下列叙述不正确的是()A．曲线P上的b点对应的温度表示该酶的最适温度B．人体内胃蛋白酶的活性与曲线Q相似C．曲线Q、R说明不同的酶有不同的最适pHD．酶活性随温度的升高而增强解析：选D。在一定的温度范围内，随温度的升高，酶的活性增强；超过酶的最适温度后，随温度的升高，酶的活性减弱。eq\a\vs4\al()(1)不能用H2O2溶液来探究温度对酶活性的影响。因为探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而H2O2溶液在高温时会分解，影响对实验结果的分析。(2)不能用淀粉与淀粉酶来探究pH对酶活性的影响。因为pH会影响淀粉酶的活性进而影响淀粉水解的速率，且酸也能催化淀粉的水解。(3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中，不能用本尼迪特试剂来检测。因为本尼迪特试剂与还原糖只有在沸水浴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。知识点二影响酶活性的因素1．影响酶活性的曲线(1)曲线(2)解读①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶的催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，当温度升高时可恢复活性。③反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。2．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)曲线(2)解读①在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。②在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。1．(2020·杭州高一期末)将1mL体积分数为5%的胃液稀释液倒入装有10mL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．在试管内再加入1mL体积分数为5%的胃液稀释液B．把实验温度提高到37℃C．将pH由2调为7D．在试管内加入1mL唾液解析：选B。酶具有高效性，在试管内再加入1mL体积分数为5%的胃液稀释液，胃蛋白酶的活性不变，A错误；人体的温度在37℃左右，该温度下胃蛋白酶的活性最高，把实验温度由25℃提高到37℃，胃蛋白酶的活性会升高，B正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，将pH由2调为7的过程中，胃蛋白酶的活性会降低，C错误；在试管内加入1mL唾液，溶液pH会升高，胃蛋白酶活性降低，D错误。2．对化学本质为蛋白质的酶而言，下图符合其催化反应变化规律的曲线应是()解析：选D。酶的活性在最适温度前随温度的升高而升高，超过最适温度后，随温度升高活性降低，直至变性失活，故产物量随温度的变化应是先增加、后不变，A错误；酶的活性在超过最适pH后，随着pH的升高，酶活性逐渐降低，甚至失活，其反应速率也降低，B错误；底物的量一定，酶浓度较低时，酶浓度越高的化学反应速率越快，因此酶量为2X时的反应速率大于酶量为X时的反应速率，所以两条曲线中的产物量在开始时不能重叠，而最后产物的量相等，故曲线最后应重叠，C错误；在酶的量一定时，随着底物浓度的升高，酶促反应速率逐渐加快，当底物浓度达到一定值后，由于酶的数量有限，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再改变，D正确。eq\a\vs4\al()(1)影响酶促反应速率的因素及其作用实质eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(温度,pH))\o(→,\s\up7(影响))酶活性,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(酶浓度,底物浓度))\o(→,\s\up7(影响))酶与底物的接触面积))eq\o(→,\s\up7(影响))eq\a\vs4\al(酶促反,应速率)(2)酶不同，其最适pH不同，最适温度不同。对于同一种酶，改变pH时，不会影响到它的最适温度，同样改变温度时不会影响其最适pH。(3)适量增加酶的浓度会提高反应速率，但不会改变化学平衡；若适宜增加反应物的浓度，提高反应速率的同时改变了化学平衡。核心知识小结[要点回眸][答题必备]影响酶作用的因素主要有pH、温度和某些化合物