酶的催化作用特性及实验设计
(1)为何要选新鲜的肝脏?
(2)该实验中所用试管应选较粗的还是较 细的?为什么? 1、因为在不新鲜的肝脏中,过氧化氢酶的 活性会由于细菌的破坏而降低。2、应选用 较粗的,因为在较细的试管中容易形成大量 的气泡,而影响卫生香的复燃。
(3)为何要选动物的肝脏组织来做实验,其他动 植物的组织的研磨液能替代吗? (4)相同质量的块状肝脏和肝脏研磨液,哪一个 催化效果好?为什么? (5)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用 下个吸管?为什么? 3、因为肝脏组织中过氧化氢酶含量较丰富;其它 动植物组织也含有少量的过氧化氢酶,所以能够 替代。
1.变量的种类
变量是实验设计中可以变化的因素或条件。 1.1.自变量与因变量:自变量是实验中由实验者所操纵的因 素,其改变将引起实验结果的相应改变,是实验要研究的因素; 因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果; 1.2.无关变量与额外变量:无关变量是指实验中除自变量外 也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实验结 果就是额外变量。
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
(例如,二肽酶可以水解由任意两种 氨基酸组成的二肽。)
3、酶的作用条件较温和
1.温度对酶活性的影响 2.pH对酶活性的影响
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
一 1号试管 2号试管 2mL蔗糖溶液 实 二 2mL淀粉溶液 验 三 加入淀粉酶2mL,振荡,试管下半部 步 浸入60℃左右的热水中,保温5min 骤 四 加斐林试剂 振荡 水浴加热1min 实验 蓝色 砖红色沉淀 无变化 现象 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化 蔗糖水解。
A
A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右,最适pH为8 B.当pH为8时,影响反应速率的主要因素是底物浓度 和酶浓度 C.随pH升高,该酶催化反应的最适温度也逐渐升高 D.当pH为任何一固定值时,实验结果都可以证明温 度对反应速率的影响
4、研磨液效果好;因为它增加过氧化氢酶 与过氧化氢的接触面积。 5、不可共用,防止过氧化氢酶与氯化铁混 合,而影响实验效果。
1.表示酶高效性的曲线
1.1.催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相 比,酶的催化效率更高; 1.2.酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,但不改 变化学反应的平衡点。
2、酶具有专一性
2.自变量的确定和控制 根据实验目的,确定实验变量,进而确定控制的措施。 例如:“探究淀粉酶的最适温度”的实验。 2.1.变量的确定 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度,即要“探究 什么”,则“什么”就是自变量。 2.2.自变量的控制 在确定了自变量是温度后,应将淀粉酶置于温度梯度下,如: 25℃、26℃、27℃„„控制变量的方法,常用的有“施加”“改 变”“去除”等。 3.无关变量的确定与控制 例如:请指出探究pH对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关 变量是什么。应如何控制? 分析:该实验的自变量是“pH的大小”。无关变量有温度、 唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘液的量及时 间等,实验时,对照组和实验组的无关变量都要相同且适宜。
一、酶的特性和实验设计
酶的催化作用具有
高效性 专一性
温和性
常温
加热
FeCl3 溶液 加肝液
复燃 ; ; 。
猛烈燃烧
1号与4号相比较酶具有: 3号与4号相比较酶具有: 1、2、3、4相比较酶具有:
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
步骤 1
3% 2ml
试管编号 2 3
3% 2ml 3% 2ml
说明 4
2ml 60 ℃浴
温度
唾液淀粉酶
2ml 冰水中
碘液
颜色 结论
1ml 1ml 1ml 在相应的温度下保温2min, 混合摇匀, 放置反应5min 1滴 1滴 1滴
变蓝
不变蓝
变蓝
唾液淀粉酶在37 ℃中活性最强
例· 右图表示酶活性与温度的 关系。下列叙述正确的是 A.当反应温度由t2调到最适 温度时,酶活性下降 B.当反应温度由t1调到最适 温度时,酶活性上升 C.酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存 D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏 更严重
2.表示酶专一性的曲线
2.1.在 A 反应物中加入酶 A,反应速度较未加酶时 明显加快,说明酶 A 催化底物 A 参加反应;
2.2.在 A 反应物中加入酶 B,反应速度和未加酶的 相同,说明酶 B 不催化底物 A 参加反应。
温度对酶活性的影响
1
3%可溶性淀粉
2
2ml 37℃水浴 放置2min
3
3% 2ml
一
H2O2 浓度
剂量
二 反应条件
剂量
肝脏研 常温 90℃ FeCl3 磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
不明显 少量 较多 变亮 大量 复燃
结 果
气泡产生 卫生香燃烧
不复燃
不复燃
结论
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一 样
H2O2 过程
1 号 2ml
现 象
说 明
原 因
加热能促 加热使H2O2 进H2O2 得到能量, 分解,提 从常态转变 高反应速 为容易分解 率 的活跃态 H2O2酶和 气泡较少 3 3+ 加2 滴 H 2O2酶和Fe 3+都能 Fe 燃烧 2ml 号 都降低了 FeCl3 不猛烈 加快H2O2 H2O2反应的 4 加2滴 气泡较多 分解,且 活化能,且酶 号 2ml H2O2酶 燃烧猛烈 酶的催化 的作用更显著 效率高 几乎 常温 无气泡 2 90℃水 产生 号 2ml 浴加热 气泡很少
例.如图所示在不同 条件下的酶促反应速 率变化曲线,下列据 图叙述错误的是
D
A.影响AB段反应速 率的主要因素是底 物浓度 B.影响BC段反应速率的主要限制因 子可能是酶量 C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同 D.曲线Ⅰ显示,该酶促反应的最适温度为37℃
例.某同学研究温度和 pH对某酶促反应速率的 影响,得到如图的曲线。 下列分析正确的是
B
pH对酶活性的影响
1 2 3 肝脏研磨液 1ml 1ml 1ml 5NaOH 5HCL 蒸馏水 pH 1mL 1mL 1mL 2ml 2ml 2ml 3%过氧化氢 溶液 摇匀混合,放置在室温下反应5min 结果 结论
有较多气泡
不明显
不明显
过氧化氢酶在中性条件中活性最强
探究——实验设计中的变量分析
二、影响酶活性的曲线分析
1.在最适宜的温度或 pH条件下,酶的活性 最高;温度和pH偏高 或偏低,酶的活性都 会明显下降; 2.在高温、强酸或强 碱、重金属盐等引起 蛋白质变性的条件下,酶都会丧失活性; 3.注意低温仅抑制酶的活性,随温度升高(最适温度以下) 酶的活性逐渐增强。
3.在其他条件适宜、 酶量一定的情况下, 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(如图甲)。 4.在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率 与酶浓度成正比(如图乙)。