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1、2019-2020学年新教材高中生物5.1.2酶的特性学案新人教版必修1第2课时酶的特性一、酶的高效性和专一性1高效性(1)含义：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。(2)意义：使细胞代谢快速进行。2专一性(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。二、酶的作用条件较温和1酶活性(1)含义：酶对化学反应的催化效率。(2)影响酶活性的主要因素：温度和pH。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永
2、久失活不再恢复活性。低温可使酶的活性明显下降，但在适宜的条件下活性可以恢复，因此酶适于低温下保存。2探究影响酶活性的条件阅读教材P8283探究实践，将下列实验过程补充完整。(1)探究影响酶活性的因素：试管步骤112233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 min100_(或0_)60 0_(或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(2)pH对酶活性的影响：取8支洁净的试管编号，分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。用
3、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)。分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。3温度和pH对酶活性的影响下列是温度和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。温度(t/)酸碱度(pH)(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。1.连线酶的特性及原因2温度和pH对酶活性的影响填表条件酶活性温度pH最高最适最适降低偏高或偏低偏高或偏低失活过高过高或过低曲线课堂互动探究案【课程标准】 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如
4、pH和温度等)的影响探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素【素养达成】 1分析相关实验，理解酶的高效性和专一性的含义。(科学探究)2通过探究实验，学会归纳温度和pH变化对酶活性的影响，并能分析有关曲线。(科学思维科学探究)你吃过多酶片吗？多酶片为什么能助消化？多酶片通常为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶，为什么要进行这样的设计包裹呢？探究点一酶的高效性和专一性【师问导学】1酶的高效性和专一性实验验证(1)怎样设计实验验证酶具有专一性？(写出实验思路)(2)怎样设计实验验证酶具有高效性？(写出实验思路)答案：(1)思路1：换底物不换酶(自变量：底物种类；因变量：底物是否
5、被分解)实验组：底物相应酶液底物分解速率/产物生成速率对照组：另一底物相同酶液底物分解速率/产物生成速率思路2：换酶不换底物(自变量：酶的种类；因变量：底物是否被分解)实验组：底物相应酶液底物消耗量(剩余量)/产物生成量对照组：相同底物另一酶液底物消耗量(剩余量)/产物生成量(2)H2O2新鲜肝脏研磨液观察产生气泡的多少、大小；H2O2Fe3观察产生气泡的多少、大小。2淀粉和蔗糖不是还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，它们都是还原糖。下表为比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：试管编号12可溶性淀粉溶液2 mL蔗糖溶液2 mL新鲜的唾液1 m
6、L1 mL37 保温5分钟新配制的斐林试剂2 mL2 mL水浴加热实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀(1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？(2)上述实验说明了什么？(3)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？(4)肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？答案：(1)1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。(2)淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。(3)不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。(4)不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是一类反
7、应，也说明其具有专一性。【智涂笔记】知识拓展酶具有专一性的理论假说酶具有专一性的主要理论假说有“锁钥学说”和“诱导契合学说”，都强调酶空间结构和底物空间结构的相互吻合，因此酶的空间结构一旦改变或丧失，酶的专一性也就没有了，下图是锁钥学说示意图。【师说核心】1酶的高效性(1)表示曲线：(2)实验验证：实验组：底物生物催化剂(酶)底物分解速率(或产物形成的速率)。对照组：底物无机催化剂底物分解速率(或产物形成的速率)。2专一性(1)物理模型：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。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线模型：加入酶
8、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。而加入酶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。(3)实验验证：实验组：淀粉淀粉酶麦芽糖。对照组：蔗糖淀粉酶不分解，仍为蔗糖。现象：两组中都加入斐林试剂，并水浴加热，只有实验组中出现砖红色沉淀。【检测反馈】1(合格必考)研究表明：一分子过氧化氢酶能在1分钟内使5105个过氧化氢分子分解成氧和水，相当于Fe3催化速率的109倍，但是对糖的水解却不起作用，这个事实说明酶分别具有()A多样性，稳定性B高效性，多样性C高效性，专一性 D高效性，稳定性解析：答案：C2(合格必考)纺织工业上的褪浆工序
9、常用两种方法：化学法，需用NaOH 7克/升9克/升，在70 80 条件下作用12小时，褪浆率仅为50%60%；加酶法，用少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需5分钟，褪浆率达100%，这一事实说明()A酶具有多样性 B酶具有高效性C酶具有专一性 D酶具有溶解性解析：由题意可知，少量淀粉酶比NaOH褪浆所用时间短得多，褪浆率高得多，说明酶具有高效性。答案：B3(合格必考)如图是“过氧化氢在不同条件下的分解实验”。该实验结果说明酶的催化作用具有()A专一性 B高效性C多样性 D易失活解析：题图中两支试管的自变量是催化剂的种类，此实验可以说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶相对于FeCl3来说具有高效性。答案：
10、B4(等级选考)如图表示一个酶促反应，它所能反映酶的一个特性和A、B、C最可能的物质依次是()A高效性蛋白酶蛋白质多肽B专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖C专一性淀粉酶淀粉麦芽糖D高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸解析：由图示可知，图中A在反应前后不变化，则可推断是酶分子，B是反应物，C是产物；反应物与酶分子上的特有结构相吻合，说明酶具有专一性。图示中产物是有两个小分子组成的物质，而B是由多个小分子单位组成的大分子，由此可推断B可能是淀粉，C是麦芽糖，A则是淀粉酶。答案：C5(等级选考)在一块含有淀粉的琼脂块的四个固定位置，分别用不同方法处理，如图所示，将上述实验装置放入37 恒温箱中，保温处理24小时后，
11、用碘液冲浸该琼脂块。关于该实验的描述正确的是()A该实验中只有1组和2组变蓝色，原因都是酶的空间结构被破坏B3组变蓝色，4组不变蓝，说明酶具有专一性C2组煮沸的唾液若冷却后使用，也会导致实验结果不变蓝色D1组和4组的自变量是酸处理和高温处理解析：该实验中1组、2组、3组实验均变蓝色，1组与2组变蓝的原因是酶的空间结构被破坏，不能分解淀粉，3组变蓝的原因是酶具有专一性，蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能使淀粉水解，淀粉滴碘液后变蓝，A错误；第3组与第4组底物都是淀粉，第3组用的是蔗糖酶，第4组用的是淀粉酶，通过实验结果可说明酶具有专一性，B正确；第2组唾液被煮沸后，其中的唾液淀粉酶已失活，再冷却后酶的
12、活性不会恢复，淀粉仍不会被分解，滴加碘液后会变蓝，C错误；1组和4组的自变量是唾液是否经过酸处理，D错误。答案：B探究点二酶的作用条件较温和【师问导学】酶的活性受到温度和pH的影响，我们可以设计实验来探究影响酶活性这两个条件，总的设计思路是：请结合下列两个实验进行分析：1探究温度对酶活性影响的实验(以工业淀粉酶的催化作用为例)步骤试管编号123加入3%可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL提供环境温度60 的水沸水冰块保温5 min5 min5 min注入2%的新鲜淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL继续保温5 min5 min5 min滴入碘液1滴1滴1滴实验现象淡黄色蓝色蓝色(1)结合实验结
13、果你有什么结论？(2)能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否水解了？(3)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？答案：(1)1号试管中的淀粉被完全水解了，2、3号试管中的淀粉没有被水解。工业淀粉酶的活性受温度的影响。在60 时活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响酶的活性。(2)不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。(3)不能。过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。2探究pH变化对过氧化氢酶催化作用影响的实验步骤试管编号12320%肝脏研磨液1 mL1 mL1 mL蒸馏水1 mL5%氢氧化钠溶液1 mL
14、5%盐酸溶液1 mL3%过氧化氢溶液2 mL2 mL2 mL振荡试管结果有大量气泡产生无明显气泡无明显气泡(1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？(2)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液，然后再调节pH?(3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？答案：(1)酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。(2)不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到实验结果。(3)不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。【智涂笔记】归纳拓展对酶活性最适值的理解(1)酶催化反应时，酶不同，其最适pH不同，最适温度不同，但特定的酶最适值为定值。(2)并非在最适的pH或温度下反应就一定能进行；若将温度调至100
