【教学反思】“酶的特性”课后习题引起的讨论

来源:仪征中学 时间:2023-12-12
 
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正文

起因:

在教材P85的课后习题中,出现了这样一个问题。

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答案:

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    升高温度后,B点和C点对应的反应速率下降,而A点却不变?许多学生对此感到困惑。


分析:

从题目本身看,本实验的自变量就是横坐标——底物浓度,因变量是反应速率。【飞哥的生物教学可以设计两个方案:

方案1:在同一支试管中加入一定量的酶,然后在不同时间内依次加入逐渐升高浓度的反应物,测定同一试管不同时间随着反应物浓度的增加条件下的反应速率;

方案2:在多支试管中,分别加入等量的酶,再分别加入不同浓度的反应物,测定不同试管中的反应速率。

显然:方案2更加合理

如果A点升高温度,自变量是温度,反应物浓度和酶量是定值,要判断温度变化后的酶活性,先要思考如何科学设计升高10℃的实验。设计如下:

    取3支试管分别加入A、B、C点对应浓度的底物

    在最适温度下水浴,分别加入等量的酶;

    测定反应速率,可预测反应曲线应该如图中曲线I;

    另取3支试管中分别加入A、B、C点对应浓度的底物;

    在最适温度升高10℃的温度中水浴,分别加入等量的酶,测定的反应速率。可以预测A、B、C点反速率都应该下降这与图中的曲线Ⅱ中A点反应速率不变的情况不符。

    

    A点升高温度反应速率不变,随后随着反应物浓度的升高反应速率降低(与最适温度下反应速率比较),只能考虑上述实验方案1。

    

    即取1支试管,加入甲浓度底物和酶在最适温度下水浴反应,测反应速率;

    然后将该试管迅速转移至增加10℃的水浴条件下反应,测瞬时反应速率;

    随着反应的时间推移,同时向试管内逐渐增加反应物浓度,分别测定反应速率。

    

    从实验控制变量原则角度考虑,这种实验设计显然不合理(酶活性会受到反应时间带来的变量和底物浓度变量影响),在A至B区段结果也难以预测。【飞哥的生物教学此外,即使将含不同浓度底物的反应液由最适温度下反应瞬时转移至升高10℃条件下反应,也可预测曲线变化不可能如图中的曲线Ⅱ所示。

    综合分析可知,必修1中给出的曲线Ⅱ变化图存在可改进之处。



2011年上海高考生命科学第39题:图中实线表示联苯水解酶催化反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在其他条件不变的情况下,底物浓度增加1倍,反应速率与酶浓度的关系,能正确表示两者关系的是(    )。

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    这道题需要判断的是酶浓度对酶活性的变化曲线。在解释这个问题前,先要了解酶促反应的中间产物学说即酶催化某一化学反应时,酶[E]首先和底物[S]结合形成中间产物[ES],中间产物[ES]继续反应以生成产物[P],并释放游离的酶[E]


    因为,酶起催化作用,在作用时必需先与底物相结合。而作为催化剂,反应前后自身不变。在“酶的作用”知识点教学时,可以给学生介绍中间产物学说,在教学“锁钥学说”解释“酶的专一性”知识点时也可以提及。

    具体解释参考如下:酶促反应速率取决于中间产物[ES]的形成速率,而[ES]的形成速率取决于酶和底物的浓度,即取决于酶和底物结合的概率。在特定的底物浓度中,酶量增加,底物与酶的结合概率增加,反应速率加快。【飞哥的生物教学】因此,在酶量很低的反应液中,较低底物浓度也可能会使酶饱和,反应速率达到最大,即使增加底物浓度,反应速率也不会增加,只有酶量增加到一定程度后,出现酶的非饱和状态时,不同底物浓度下的反应速率才会出现差别。此时,高底物浓度下的酶促反应快。因此,2011年上海高考生命科学第39题的答案B项是正确的。

 
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