環(huán)境因素對酶活性的影響【教學(xué)目標(biāo)】1．說明溫度、PH對酶活性的影響。2．通過探究“影響酶活性的條件”發(fā)展科學(xué)探究能力。3．通過合作探討，培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)，體會(huì)團(tuán)隊(duì)力量；通過對問題思考，培養(yǎng)自主解決問題的能力，感受解決問題的思路和方法；通過對知識(shí)的拓展，領(lǐng)會(huì)生物的深?yuàn)W，樹立不斷探索的愿望。【教學(xué)重難點(diǎn)】說明溫度、PH對酶活性的影響?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫募用赶匆路?，往往在包裝上注明產(chǎn)品適用的溫度范圍。這是否意味著酶的催化效率受到溫度和pH等環(huán)境因素的影響呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)環(huán)境因素對酶活性的影響。二、講授新課PH對酶活性的影響尋找證據(jù)——實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊螅?．比較不同pH條件下過氧化氫酶的活性。2．嘗試構(gòu)建過氧化氫酶活性受pH影響的數(shù)學(xué)模型。3．闡述pH對酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)原理：酶活性指的是酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力，用一定條件下酶催化化學(xué)反應(yīng)的速率來表示。過氧化氫酶能催化H2O2，分解成O2和H2O，通過記錄不同pH條件下一定時(shí)間內(nèi)O2的生成量，計(jì)算出酶促反應(yīng)連率，可知pH對酶活性的影響。材料用具：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液；體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2，pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0的緩沖液；小圓形濾紙片，細(xì)胞培養(yǎng)瓶，帶孔橡皮塞，玻璃彎管，水槽，溫度計(jì)，量筒，計(jì)時(shí)器，鑷子等。方法步驟：1．向水槽加入37℃的水，并保持水溫相對穩(wěn)定。2．左手持細(xì)胞培養(yǎng)瓶，上壁在下，用鑷子在細(xì)胞培養(yǎng)瓶上壁內(nèi)側(cè)小心貼上4張浸有肝臟研磨液的小圈形濾紙片，彼此不要重疊。3．翻轉(zhuǎn)培養(yǎng)瓶，使貼有濾紙片的上壁在上，小心倒入pH5.0的緩沖液2mL，再加入5mLH2O2，切勿使上述混合液與上壁的濾紙片接觸。4．用連有玻璃彎管的橡皮塞塞緊瓶口（圖4-4）。5．將量簡灌滿清水，倒置在水槽中。6．將培養(yǎng)瓶平放在水槽中，玻璃彎管管口伸到倒置的量筒內(nèi)（圖4-5）。7．堵緊培養(yǎng)瓶的瓶塞，將培養(yǎng)瓶旋轉(zhuǎn)l80°，使H2O2接觸濾紙片（圖4-6）。同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每30s讀取并記錄量簡中氣體的體積，共讀取4min。8．換用其他pH的緩沖液，重復(fù)第2～7步操作。9．以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以釋放的O2量為縱坐標(biāo)，將不同pH條件下H2O2隨時(shí)間推移分解產(chǎn)生的氣體體積標(biāo)記在坐標(biāo)圖中，并繪制成曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的信息，思考下列問題：1．不同pH下過氧化氫酶的催化能力是否相同？pH對過氧化氫酶的活性是否有影響？2．分析第9步中獲得的曲線，可以得出什么結(jié)論？3．除了pH外還有哪些因素會(huì)影響酶活性？每個(gè)學(xué)生先自己獨(dú)立完成，然后以組為單位進(jìn)行討論，各組代表回答上述問題。教師點(diǎn)評，展示相應(yīng)問題的答案。由此可以得出結(jié)論：在一定條件下，酶活性最大時(shí)的PH值稱為該酶的最適PH。偏離該P(yáng)H，不論升高還是降低，酶促反應(yīng)速率都會(huì)下降。溫度對酶活性的影響觀察視頻，探究溫度對酶活性的影響。每個(gè)學(xué)生先自己獨(dú)立思考，然后以組為單位進(jìn)行討論，各組代表回答觀察的結(jié)果。教師點(diǎn)評并總結(jié)：在一定條件下，酶活性最大時(shí)的溫度稱為該酶的最適溫度。在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快；但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。不同酶的最適溫度和最適pH條件是有差異的。人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適溫度是37℃左右，最適pH為6.5～8.0，但也有少數(shù)例外。例如，溶酶體中各種水解酶的最適pH是5.0左右，胃蛋白酶的最適pH是1.6左右。細(xì)菌和真菌細(xì)胞內(nèi)酶的最適條件往往與它們的生活環(huán)境相關(guān)。例如，某種生活在熱泉中的細(xì)菌的DNA聚合酶最適溫度可高達(dá)72℃。除了溫度和pH之外，重金屬鹽離子等能夠影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的因素都會(huì)對酶的活性產(chǎn)生影響。此外，細(xì)胞代謝中很多酶的活性受到特定的調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響。例如，大腸桿菌中以蘇氨酸為原料合成異亮氨酸的反應(yīng)途徑分為五步，每一步反應(yīng)都由特定的酶催化，異亮氨酸可以與其中的酶1發(fā)生可逆性結(jié)合，降低其活性（圖4-8）。如果大腸桿菌產(chǎn)生的異亮氨酸超過了其蛋白質(zhì)合成的需求，未被利用的異亮氨酸就會(huì)積累，對酶1產(chǎn)生顯著的抑制作用，從而降低異亮氨酸的產(chǎn)量，避免細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。酶活力的激活（激活劑）：酶活力的激活是指代謝途徑中催化后面反應(yīng)的酶活力被前面的中間代謝產(chǎn)物（分解代謝時(shí)）或前體（合成代謝時(shí)）所促進(jìn)的現(xiàn)象。例如，糞腸球菌的乳酸脫氫酶活力為1，6-二磷酸果糖所促進(jìn)，粗糙脈孢菌的異檸檬酸脫氫酶活力為檸檬酸所促進(jìn)，這是分解代謝途徑中酶活力激活的例子。在大腸桿菌、節(jié)桿菌和深紅紅螺菌等合成糖原時(shí)，1-磷酸葡萄糖對焦磷酸酶促反應(yīng)有激活作用。酶活力的抑制（抑制劑）：酶活力的抑制主要為產(chǎn)物抑制，它發(fā)生在酶促反應(yīng)的產(chǎn)物沒有被后面反應(yīng)用去的時(shí)候。一個(gè)酶與其底物結(jié)合在一起便發(fā)生酶促反應(yīng)，同時(shí)有反應(yīng)產(chǎn)物釋放出來。因?yàn)槊复俜磻?yīng)通常都是平衡反應(yīng)，所以如果有反應(yīng)產(chǎn)物積累，催化該步反應(yīng)的酶活力就受到抑制。抑制大多屬反饋抑制類型。例如，加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更強(qiáng)的去污