人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶二 酶的特性图片ppt课件

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一、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用1.实验原理淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水解反应,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。2.本实验的自变量是底物的种类;因变量是底物是否被水解。【微思考】 在已知淀粉酶可以催化淀粉水解的情况下,设置1号试管有无必要?答案 有必要。本实验设置1号试管,可以进一步确认淀粉酶能够催化淀粉水解成还原糖,对2号试管起到对照的作用。
预习反馈1.判断正误。(1)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解,体现了酶的专一性。( √ )(2)酶具有专一性是指一种酶只能催化一种化学反应。( × )
2.能够促使脂肪酶水解的酶是(　　)A.脂肪酶B.淀粉酶C.蛋白酶D.DNA酶答案 C解析 脂肪酶的化学本质是蛋白质,因此能够促使脂肪酶水解的酶是蛋白酶。
二、影响酶活性的条件1.酶活性酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率来表示。
2.温度和pH对酶活性的影响
【微思考】 从蛋白质的结构和特点方面分析,在过酸、过碱或温度过高的条件下,酶为什么会失活?该如何保存酶?答案 过酸、过碱或高温会使酶的空间结构遭到破坏,酶活性丧失,应在低温和适宜pH下保存酶。
预习反馈1.酶的特性(连线)。
(1)图甲中AB段说明在一定温度范围内,随温度　　　　,酶的活性逐渐　　　　,温度为t2时酶的活性　　　　,t2为酶的　　　　　　。超过这一温度(如BC段),随温度升高,酶的活性逐渐　　　　,甚至　　　　。 (2)分析图乙可知,胃蛋白酶、胰蛋白酶的最适pH分别为　　　、　　　　。胃蛋白酶能水解进入胃中的淀粉吗?　　　　。胃蛋白酶随食糜进入小肠后,还能催化蛋白质水解吗?　　　　。 
无机催化剂和酶都能催化化学反应。无机催化剂催化的化学反应范围比较广,例如,酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。目前发现的酶有8 000多种,酶能像无机催化剂一样,催化多种化学反应吗?下表是探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”的实验流程。
1.本实验能否选用碘液检测?答案 本实验不能选用碘液,因为蔗糖及其水解产物遇碘液都不会发生显色反应,无法检测蔗糖是否被水解。2.实验中如果2号试管也产生了砖红色沉淀,可能的原因有哪些?应如何处理?答案 蔗糖溶液放置的时间过长,蔗糖被溶液中的微生物分解成还原性的糖,从而影响了实验效果。这时应临时配制蔗糖溶液。另一个可能的原因是试管不干净,实验之前应将试管用清水再清洗一次,试管编号要醒目。3.本实验的结论是什么?答案 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有专一性。
【归纳提升】1.专一性模型(1)物理模型
①图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。要点笔记 酶具有专一性,主要与酶的活性部位有关,该活性部位与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系。
(2)曲线模型①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶A可催化该反应,即酶具有专一性。
【探究应用】1.为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是(　　)A.①和③对比,用双缩脲试剂检测B.②和④对比,用碘液检测C.④和⑤对比,用斐林试剂检测D.③和④对比,用斐林试剂检测
答案 B解析 蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质,①和③对比,加入双缩脲试剂都会变紫色,A项错误;②和④对比,自变量是酶的种类,可用碘液检测,B项正确;淀粉酶水解淀粉后产生麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,且麦芽糖水解后的产物葡萄糖也是还原糖,用斐林试剂检测,均会出现砖红色沉淀,不能确定⑤中麦芽糖是否水解,C项错误;斐林试剂不能检测蛋白质是否水解,D项错误。
2.纤维素分子水解成葡萄糖需三类酶协同催化。下表信息体现出酶的催化特性是(　　)A.专一性B.高效性C.多样性D.作用条件温和
答案 A解析 根据题干信息和表格信息分析,纤维素分子水解成葡萄糖需三类酶协同催化,三种酶(葡聚糖内切酶、葡聚糖外切酶、β-葡萄糖苷酶)都作用于β-1,4糖苷键,但是作用的部位不同,即三种酶作用于不同部位的β-1,4糖苷键,说明酶的催化作用具有专一性。
3.在甲、乙、丙三支试管中加入下列物质并保温一段时间后,有关分析错误的是(　　)
A.温度、pH在本实验中均属于无关变量B.加入碘液后,溶液变蓝的只有乙试管C.加入斐林试剂后水浴加热,溶液呈现砖红色的是甲试管和丙试管D.加入双缩脲试剂后,三支试管中的溶液均变蓝色
答案 D解析 本实验的自变量是酶的种类,温度、pH在本实验中均属于无关变量;甲试管淀粉在淀粉酶的作用下水解产生还原糖,故加入斐林试剂水浴加热会出现砖红色沉淀,乙试管麦芽糖酶不能水解淀粉,加入碘液后溶液变蓝,加入斐林试剂水浴加热不能产生砖红色沉淀;丙试管内可发生和甲一样的过程;加入双缩脲试剂后,三支试管中的溶液均变紫色。
新买的果蔬放在冰箱中冷藏保鲜、加酶洗衣粉最好用温水处理洗涤衣物、发烧后往往食欲不振,这些现象都与酶的活性有关。影响酶活性的条件有哪些?1.若要探究温度或pH对酶活性的影响,应分别选择何种实验材料?请说明原因。答案 最好用淀粉溶液、唾液淀粉酶探究温度对酶活性的影响,因为过氧化氢在加热条件下可以分解。应用肝脏研磨液、过氧化氢溶液探究pH对酶活性的影响,因为淀粉在酸性条件下可以水解。
2.变量的控制是实验成功的关键,请完成下表。
3.若要探究温度对酶活性的影响,你怎样保证酶液和底物在同一温度下发挥作用?答案 将底物和酶液分别注入两支试管中,在同一温度下保温一段时间,然后再把底物和酶液混合处理。
4.甲、乙两图分别是温度和pH对酶活性影响的数学模型,请分析比较甲、乙两图中甲图起点酶活性不为0,而乙图起点、终点酶活性都为0的原因。
答案 甲图起点酶活性不为0的原因是低温仅仅降低酶的活性但不会使酶失活;乙图起点、终点酶活性都为0的原因是pH过低(或强酸)或过高(强碱)会使酶失活。
【归纳提升】1.探究温度对酶活性影响的思路　　　淀粉　　　　　淀粉酶　　　 ↓　　　　　　↓各自在所控制的温度下处理一段时间↓　　淀粉与相应温度的淀粉酶混合↓在各自所控制的温度下保温一段时间↓　　滴加碘液,观察颜色变化
2.探究pH对酶活性影响的思路
3.探究温度和pH影响酶活性实验的4个注意点(1)在探究影响酶活性的条件时,酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。(2)当研究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,pH等能够影响酶活性的其他因素属于无关变量,在实验时一定要使无关变量保持相同且适宜。(3)在探究温度和pH对酶活性的影响时,不能先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理,原因是把酶和反应物混合后会立即发生催化反应。(4)不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响,原因是温度升高时H2O2会分解。
【探究应用】1.某研究小组利用质量分数为3%的鸡肝匀浆、体积分数为3%的H2O2溶液、pH缓冲液等,在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响,实验结果如下表。该实验能得出的结论是(　　)A.过氧化氢酶具有高效性B.鸡肝匀浆中过氧化氢酶最适pH一定为为7.0时提高温度,酶活性会提高D.过氧化氢酶对酸性环境的耐受性低
答案 D解析 此实验不涉及无机催化剂催化过氧化氢分解,无法说明过氧化氢酶具有高效性,A项错误;表中设置的pH梯度不是足够小,因此过氧化氢酶的最适pH不一定是7.0,B项错误;实验是在适宜温度下进行的,因此当温度提高时,酶的活性会降低,C项错误;pH为3时,酶活性降低的程度比pH为11时多,因此过氧化氢酶对酸性环境的耐受性低,D项正确。
2.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
答案 C解析 依题意可知,该实验的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,A、B、D项均错误,C项正确。
3.下列甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题。
(1)图甲中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)图乙中,A点所对应的温度称为　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)图乙中,A点到B点的曲线急剧下降,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)将酶液等量适量分别装入A、B两试管中,将反应物溶液等量适量分别装入C、D两试管中,将A、C两试管同时放入12 ℃水浴锅中,将B、D两试管同时放入75 ℃水浴锅中,20 min后同时取出,将A试管中的酶液倒入C试管中,将B试管中的酶液倒入D试管中,混合均匀后都转入37 ℃水浴锅中保温,C、D两试管中的反应分别是:　　　　　　　　;　 。 
(5)图丙表示了　　　催化反应的速率变化曲线。 A.唾液淀粉酶　B.胃蛋白酶C.胰蛋白酶　D.植物淀粉酶(6)若在图甲的M点时增加酶的数量,反应速率如何变化?试在图甲中画出其变化曲线。
答案 (1)受反应液中的酶浓度限制　(2)酶促反应的最适温度　(3)温度升高,使酶活性下降　(4)催化速度加快　无催化反应　(5)C　(6)反应速率增大,增大到一定程度后达到稳定,如下图。