2017-2018年高中生物 第3章 酶的制備及活力測 第1節(jié) 酶的制備及活力測定學案 中圖版選修1

《2017-2018年高中生物 第3章 酶的制備及活力測 第1節(jié) 酶的制備及活力測定學案 中圖版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2017-2018年高中生物 第3章 酶的制備及活力測 第1節(jié) 酶的制備及活力測定學案 中圖版選修1（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 第一節(jié) 酶的制備及活力測定 一、酶的存在及提取 1．酶是在生物體活細胞中合成的。其參與反應部位可以在細胞內，也可以在細胞外。 2．在酶的提取過程中，溫度、酸堿性等多種環(huán)境條件都可能影響酶的空間結構，導致酶變性，甚至喪失活力。因而提取出的酶首先需要檢測酶的活力。 3．酶的活力通常以單位時間內底物的消耗量或者在單位時間內產物的生成量來表示。在測定單位時間內麥芽糖的生成量來檢測淀粉酶的活力的實驗中，測麥芽糖的產量可用分光光度法。 二、酶活力的測定方法和原理 1．提取酶液：研磨水稻種子時需加石英砂，目的是充分研磨。制取勻漿并離心后，取上清液，其中一份要在水浴中加熱，目的是使酶失活。

2、 2．滴加酶液。 3．恒溫處理。 4．鈍化處理：酶促反應進行一段時間后要向反應液中加物質的量濃度為0.4 mol/L的NaOH溶液，目的是鈍化酶的活性，使反應終止。 5．測定吸光值：測定吸光值時要把反應液與2_mL3,5—二硝基水楊酸試劑混勻，并沸水浴5 min，才能產生麥芽糖產物。然后分別移入四支比色杯，用分光光度計在波長520 nm處進行比色。 6．繪制標準曲線。 預習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4 一、植物淀粉酶活力的測定 原理：淀粉酶將淀粉水解成麥芽糖。在NaOH和丙三醇存在下，3,

3、5二硝基水楊酸(DNS)與還原糖共熱后被還原生成氨基化合物。在過量的NaOH堿性溶液中此化合物呈橘紅色，在520 nm波長處有最大吸收峰，在一定的濃度范圍內，還原糖的量與光吸收值呈線性關系，利用比色法可測定樣品中的含糖量。 如果在反應系統中加入適當過量的過氧化氫溶液，經酶促反應后，在酸性條件下，用標準高錳酸鉀溶液滴定多余的H2O2，反應如下： 5H2O2＋2KMnO4＋4H2SO4―→5O2＋2KHSO4＋8H2O＋2MnSO4 根據消耗的H2O2的量計算出過氧化氫酶的活力。 酶活力用每克鮮重樣品1 min內分解H2O2的毫克數表示。 過氧化氫酶活力[mg/(g·min

4、)]＝(A－B)×(VT/VS)×1.7/W×t 式中：A為對照KMnO4滴定毫升數(mL)；B為酶反應后KMnO4滴定毫升數(mL)；VT為提取酶液總量(mL)，VS為反應時所用酶液量(mL)，W為樣品鮮重(g)；t為反應時間(min)；1.7為換算系數，即每消耗1 mL物質的量濃度為0.1 mol/L的高錳酸鉀溶液，相當于樣品中含有1.7 mgH2O2。 用分光光度法也可測定過氧化氫酶的活力。在有過氧化氫存在時，H2O2將愈創(chuàng)木酚氧化生成茶褐色物質，后者在波長為470 nm處有最大吸收峰，再用721型分光光度計進行測定。 探究影響酶活力的因素 　為了研究溫度對某種酶活性的影

5、響，設置三個實驗組：A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃)，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。回答下列問題： (1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。 (2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，那么A組酶催化反應的速度會________。 (3)如果在時間t2時，向C組反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產物總量________，原因是_________________________。 (4)生物體內酶的化學本質是____________，其特性有____________(答出兩點即可)

6、。 【審題導析】 — 【精講精析】　(1)在60 ℃條件下，反應的最終產物濃度比20 ℃和40 ℃條件下小很多，說明酶在60 ℃條件下最終失活。20 ℃與40 ℃條件下相比，40 ℃時酶促反應到達反應平衡的時間短，說明40 ℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10 ℃變成30 ℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 ℃條件下的該酶活性大于20 ℃條件下的，那么A組酶催化反應的速度會加快。(3)t2時C組的產物濃度已不再增加，但由A和B組t2時的產物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經變性失活。因此如果在時間t2

7、時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產物的總量也不會再增加。(4)生物體內酶的化學本質絕大多數是蛋白質，極少數是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。 【答案】　(1)B　(2)加快　(3)不變　60 ℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應產物總量也不會增加 (4)蛋白質或RNA　高效性和專一性(其他合理答案可酌情給分) 將實驗數據轉換成曲線圖的方法 (1)以自變量為橫坐標，以因變量為縱坐標建立直角坐標系； (2)注明坐標軸的名稱、單位、坐標原點以及曲線名稱； (3)每個坐標軸上的取值單位要相等； (4)將實驗數據標到坐標

8、系中，并用相應線型連接起來。 1．種子萌發(fā)時，貯藏物質發(fā)生水解作用過程中，活力最高的酶應該是(　　) ①脂肪酶?、诘矸勖浮、鄣鞍酌浮、苻D氨酶?、葸^氧化氫酶?、拚崽敲? A．①②③　　　　 B．②④⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑤ 【解析】　植物種子中貯存的是不能被細胞直接利用的大分子物質，如蛋白質、脂肪、淀粉等。它們必須轉化成溶于水的小分子物質才能被植物細胞所利用，在轉化過程中，起作用的是各種水解酶。如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。 【答案】　A 酶的制備和應用 　下列有關淀粉酶制備的描述錯誤的是(　　) A．選材應選萌發(fā)的水稻種子(或其他含淀粉多的種子) B．研磨時加入石英

9、砂使研磨更加充分 C．用蒸餾水稀釋的目的是讓細胞吸水漲破 D．室溫下放置及振蕩的目的是讓酶充分溶解 【審題導析】 【精講精析】　植物細胞有細胞壁不能用吸水漲破法。 【答案】　C 制備酶時應注意選材，具體有： (1)所要制備的酶是什么酶 (2)它所存在的組織或細胞 (3)含量較多的時期 2．食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產中應用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關文獻，得知： (1)pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。據圖可知，________更適宜作為食品添加劑，理由是___________________________________。 蛋白酶

10、的活力可用____________________________的量來表示。 (2)該蛋白酶的提取工藝流程如下： 興趣小組分別對酶保護劑濃度、提取液pH進行了探究實驗。結果顯示，酶保護劑濃度在0.02～0.06 mol/L范圍內，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內，酶活力較高。他們認為，要進一步提高粗酶制劑的酶活力，以達到最佳提取效果，還需對酶保護劑濃度和提取液pH進行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請擬定該課題名稱，設計實驗結果記錄表。 【解析】　(1)題目中已經提供了信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”，所以選擇的食品添加劑應該有較廣的酸堿度適應范圍。由圖可知，木瓜蛋白酶

11、的活力不隨pH的變化而變化，所以可以選作食品添加劑。酶的活力可用單位時間內、單位體積中底物的減少量(或產物的增加量)來表示。(2)由題中信息已知酶保護劑的適宜濃度范圍和提取液pH的適宜范圍，故實驗的自變量是酶保護劑的濃度和提取液的pH，需在適宜范圍內確定較小的梯度進行實驗。實驗結果記錄表要包含自變量酶保護劑的濃度和提取液的pH以及因變量底物的減少量(或產物的產生量)。 【答案】　(1)木瓜蛋白酶　木瓜蛋白酶的活力不隨pH的變化而變化　單位時間內、單位體積中底物減少(或產物增加)　(2)課題：探究酶保護劑的濃度和提取液的pH的最佳組合 1．下列與酶的活性有關的說法不正確的是(　　)

12、 A．酶的活性是由蛋白質結構決定的，不受外界條件的影響 B．酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力 C．酶的活性受溫度、酸堿性等因素的影響 D．酶活性高低與反應物濃度無關 【解析】　酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力，其高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的反應速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，溫度、酸堿性等對酶的催化能力都有較大影響，反應物濃度與酶的活性高低無關。 【答案】　A 2．下列關于酶的論述錯誤的是(　　) A．酶的數量隨化學反應的進行而減少 B．有的酶是蛋白質，有的是核酸 C．酶的活性與pH有關 D．細胞內、外都可能有酶存在 【解析】　酶的特性

13、之一就是反應前后保持不變。 【答案】　A 3．如圖表示在不同條件下，酶促反應的速度變化曲線，試分析： (1)酶促反應的速度可以用________來表示。 (2)Ⅱ和Ⅰ相比較，酶促反應速度慢，這是因為_________________。 (3)圖中AB段和BC段影響酶促反應速度的主要限制因子分別是___和____。 (4)若想探究酶的最適pH，至少應設計__________種不同的pH。 (5)請在原圖中繪出在酶濃度相對值為1個單位、溫度為25 ℃條件下酶促反應速度曲線。 【解析】　酶促反應速度可用底物利用速率或產物生成速率表示。圖中Ⅱ與Ⅰ的不同在于反應溫度，AB段說明影響反應速度的是底物濃度，而BC段則是酶濃度。在探究pH(或溫度)對酶活性的影響時，常設置高、適、低三個條件。 【答案】　(1)底物利用速率(或產物生成速率) (2)溫度低，酶活性降低 (3)底物濃度　酶濃度　(4)3 (5)如圖(虛線所示) 7