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2010年湖北省中学生物学会优质课竞赛《影响酶活性的条件》


第1节 降低化学反应活化能的酶
影响酶活性的条件

探究影响酶活性的条件
步骤一:提出问题 阅读了这段资料,你能提出什么问题? 酸碱度(PH)会不会影响酶的活 问题: 性呢? 步骤二:作出假设 相关资料:唾液的pH为6.2-7.4,胃液的pH 酸碱度(pH)会影响酶的活性 假设:
为0.9-1.5。唾液淀粉酶会随唾液流入胃。

提示:绝大多数酶都是蛋白质

步骤三:设计实验

步骤三:设计实验
选择材料用具
自变量是什么?

分组编号
如何设置对照实验?

加入试剂
无关变量如何控制?

控制反应条件
因变量如何检测?

观察试验现象

步骤四:进行实验 步骤五:分析结果、得出结论
①汇报实验现象(颜色变化): 清水:不变蓝 盐酸: 蓝色 ; ;

氢氧化钠溶液:不变蓝
②结论:




是淀粉酶在碱性环境不失活还是碘与 其中的某些物质反应被消耗掉了呢? 碘可以与氢氧化钠发生反应,如下: 3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O

步骤五:分析结果、得出结论
①汇报实验现象(颜色变化): 清水:不变蓝 盐酸: 蓝色 ; ;

氢氧化钠溶液: 蓝色



②结论: pH值会影响酶的活性

步骤六:进一步探究

除PH外,还有哪些条件影响酶的 活性呢?
3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O

步骤七:进一步探究
已经验证PH对酶活性有影响,你又可以提出哪些问题?
序 号 1 实验操作内容 新鲜а-淀粉酶 试管1 1mL 试管2 1 mL 试管2 1 mL 试管2 1 mL 试管2 1 mL 试管2 1 mL 试管3 1 mL

2
3 4 5 6 7

调节PH
可溶性淀粉溶液 60℃热水 中和 斐林试剂 放热水中用酒精灯加热煮沸 观察实验现象

PH=1
2 mL 5分钟

PH=3
2 mL 5分钟

PH=5
2 mL 5分钟

PH=7
2 mL 5分钟

PH=9
2 mL 5分钟

PH=11
2 mL 5分钟

PH=13
2 mL 5分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

2 mL 1分钟

8

2.下列是某学生设计的探究温度对酶活性的影响实验

序号 实验操作内容
1 注入可溶性淀粉溶液

试管1
2ml

试管2
2ml

2
3 4 5 6

注入新鲜淀粉酶溶液
放置温度 保温时间 滴碘液 观察实验现象 (是否变蓝)

1ml
100℃ 5分钟 1滴

1ml
0℃ 5分钟 1滴

以上设计是否科学?

探究温度对酶活性的影响
序号 实验操作内 试管1 试管2 试管3 试管 1′ 容
1 2 3 4 5 6 7 8 注入可溶性淀 2ml 粉溶液 注入新鲜淀粉 酶溶液 放置温度 保温时间 混合 保温时间 滴碘液 观察实验现象 (是否变蓝) 60℃ 5分钟 试管1′ 5分钟 1滴 100℃ 5分钟 试管2′ 5分钟 1滴 0℃ 5分钟 试管3′ 5分钟 1滴 2ml 2ml 1ml 60℃ 5分钟 1ml 100℃ 5分钟 1ml 0℃ 5分钟

试管 2′

试管 3′

酶的概念
酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。
酶的来源 酶的功能 降低活化能 其中绝大多数酶是蛋白质 少数是RNA。 酶的本质

◆酶的活性

细胞中几乎所有的 化学反应都是由酶来催化 的。酶对化学反应的催化 效率称为酶活性

探究pH对过酶活性的影响
1号 一 实验 二 步骤 三 加入酶2滴 Hcl 1ml 蒸馏水1ml NaOH 1ml 试管各加入2mL过氧化氢溶液 2号 3号

四 将带火星的卫生香分别放入试管中 实验现象

结论

探究温度对酶活性的影响实验
组别 第一组 实验组 第二组 对照组 第三组 实验组

1号 2号 试管 实 一 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 验 粉溶液 液 二 自变量 冰水中水浴3分钟 步 1与2试管混合摇 三 匀,充分反应 骤 取出试管,滴4滴 四 碘,观察
预期现象 因变量 实验结论

4号 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 粉溶液 液 37℃中水浴3分钟 3与4试管混合摇 匀,充分反应 取出试管,滴4滴 碘,观察

3号

6号 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 粉溶液 液 沸水中水浴3分钟 5与6试管混合摇 匀,充分反应 取出试管,滴4滴 碘,观察

5号

2.下列是某学生设计的探究pH对酶活性的影响实验
序 号 项 目 试管 1 2

1
2

过氧化氢溶液
过氧化氢酶

2ml
2滴

2ml
2滴

3
4

PH
实验现象

NaOH 1ml

Hcl 1ml

以上设计是否科学?

探究温度对酶活性的影响实验
组别 第一组 1号 2号 试管 实 一 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 验 粉溶液 液 冰水中水浴3分 二 步 钟 1与2试管混合摇 三 骤 匀,充分反应 第二组 3号 4号 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 粉溶液 液 37℃中水浴3分 钟 3与4试管混合摇 匀,充分反应 第三组 5号 6号 2mL 淀 量取 2mL 淀 粉酶溶 粉溶液 液 沸水中水浴3分 钟 5与6试管混合摇 匀,充分反应


预期现象

取出试管,滴4 滴碘,观察

取出试管,滴4 滴碘,观察

取出试管,滴4 滴碘,观察

蓝色

实验结论

不变蓝 温度会影响酶的活性

蓝色

探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1号 实验 步骤 二 Hcl 1ml 2号 3号

一 试管各加入2mL过氧化氢溶液
蒸馏水1ml NaOH 1ml

三 加入过氧化氢酶2滴,振荡2—3min
四 将带火星的卫生香分别放入试管中 实验现象 无明显变化 复燃 无明显变化

结论

PH会影响酶的活性

步骤六:进一步探究
不同温度或PH条件下酶的活性差别有多大呢? 如何得出更准确的结果?

步骤七:表达和交流

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。 低温使酶活性受抑制,温度恢复,酶活性可以恢复; 高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏,使酶 永久失活。

想一想:
在加酶洗衣粉的使用说明中也注明在 一定温度范围内使用,你能解释吗? 温度过低,酶活性受抑制;温度过高 酶失活变性,影响洗涤效果。 三、酶的作用条件较温和

除温度和PH外,还有哪些条件影 响酶的活性呢?如何设计实验证 实我们的假设呢?

课堂小结
(1)酶具有高效性

1、酶的特性 (2)酶具有专一性
(3)酶的作用条件较温和 (1)单因子变量原则 2、实验设计 原则

(2)对照原则
(3)等量原则

酶工程的发 展……

与DNA复制相关的酶在工作

课堂反馈
1.能使唾液淀粉酶分解的酶是( ) A.肽酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.淀粉酶

2.胃液中的胃蛋白酶,进入小肠后, 催化作用大大降低,这是由于( ) A.酶发挥催化作用只有一次 B.小肠内的温度高于胃内的温度

C.小肠内的pH比胃内的pH高
D.小肠内的pH比胃内的pH低

步骤五:分析和结论 1.pH值对酶活性的影响
①汇报实验现象(气泡产生量): 氢氧化钠溶液: 几乎无气泡 ; 几乎无气泡; 盐酸:

大量气泡 蒸馏水:

复燃 。

②结论: pH值会影响酶的活性

2. 温度对酶活性的影响 ①汇报实验现象(颜色变化): 冰水 蓝色 ; 60℃ 不变蓝 ; 沸水 不变蓝? ; ②结论:

在沸水100 ℃中,淀粉酶的活性很高 吗?淀粉被分解了吗?还是温度影响 碘的检测? 在80 ℃~100 ℃水浴中,淀粉遇碘并 不变蓝色(原因是其一碘很易升华,其 二高温使淀粉的结构发生变化)

步骤五:分析和结论 1. 温度对酶活性的影响 ①汇报实验现象(颜色变化): 冰水 蓝色 ; 不变蓝 ; 60℃

沸水 蓝色 ; ②结论: 温度会影响酶的活性

<一>、酶的特性 1.高效性
2.专一性 3. 酶的作用条件较温和

想一想:
在加酶洗衣粉的使用说明中也注明在 一定温度范围内使用,你能解释吗? 加酶洗衣粉使用的最适温度是60℃, 温度过低,酶活性受抑制;温度过高 酶失活变性,影响洗涤效果。

谢 谢 指 导 !

3.不同的酶最适温度、最适pH值是否 相同?请阅读课本P85举例

从上面进行的实验我们看出进行实验需要一 定的条件,比如淀粉酶60℃左右最好。

能不能设计一个实验,来证明温度会影响酶 的活性?
酶活性:酶对化学反应的催化效率。

探究温度对淀粉酶活性的影响
淀粉溶液 一 1号试管 2号试管 3号试管 试管各加入2mL淀粉溶液

实验 二 保持0℃冰水中 加热至60℃, 加热至100℃, 步骤 保温约5min 保温约5min 保温约5min


四 实验现象

加入淀粉酶2滴,振荡,反应约5min 各加入两滴碘液 蓝色 振荡 无明显现象 蓝色

结论

只有在一定温度下酶的催化效率最好

探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢 溶液 一 1号试管 2号试管 3号试管

试管各加入2mL过氧化氢溶液

实验 二 体积分数为5% 步骤 蒸馏水 2mL 质量分数为5% 的盐酸2mL 的NaOH 2mL 三 加入过氧化氢酶2滴,振荡


各加入几滴过氧化氢酶溶液,2—3min后 将点燃的卫生香分别放入试管中
复燃 无明显变化

实验现象 无明显变化 结论

只有在适合的pH下酶的催化效率最好

(一)证明大多数酶是蛋白质的依据
1、酶能被蛋白酶水解而失活,水解最终产物 是氨基酸。 2、能使蛋白质变性的因素(高温、强酸、强 碱等)都可使酶变性失活。

3、酶与双缩脲试剂反应呈紫色。

◆1、酶的活性

细胞中几乎所有的 化学反应都是由酶来催化 的。酶对化学反应的催化 效率称为酶活性

(四)酶的作用条件比较温和
◆2、酶催化效率的表示方法
单位时间内底物的减少量或 产物的生成量。

◆3、影响酶作用的因素 及其规律 因素:温度、pH、酶的浓度、 底物浓度、抑制剂、激活剂等


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