资源简介

一.细胞代谢:
二.酶的本质
三.酶的作用及作用机理
具有催化作用；
显著降低化学反应活化能
绝大多数酶本质是蛋白质
少数酶本质是RNA
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
四.设计实验的原则：
单一变量原则(自变量/因变量/无关变量）
对照性原则(对照组/实验组）
知识回顾
第1节 降低化学反应活化能的酶
——酶的特性（第2课时）
学习目标：
1、阐明酶的特性（重点）。
2、掌握实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响。（重、难点）
3、理解影响酶活性因素的曲线。（难点）
思考讨论
通过比较FeCl3和过氧化氢酶催化H2O2的分解效率，可以得出酶具有什么特性？
一、酶具有高效性
每滴FeCl3溶液中的Fe3＋和每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数的数目之比是250000∶1
3号
4号
滴加FeCl3
滴加肝脏研磨液
事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。
保证了细胞内化学反应的快速进行，能量供应稳定。
与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。
1、意义
2、原因
3、曲线表示
O2的量
时间
0
FeCl3
过氧化氢酶
未加催化剂
一、酶具有高效性
①与未加催化剂相比，说明酶具有_________；
与无机催化剂相比，说明酶具有___________。
②酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
③酶只能催化已存在的化学反应。
催化作用
高效性
无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。
酶也具有这个本领吗？
淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。
探究酶的专一性：
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定反应后溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+果糖（还原性）
酶
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）+葡萄糖（还原性）
酶
1号试管
2号试管
实验步骤
一
二
三
实验现象
结论
分别加入淀粉酶滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，保温5min
2mL蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
60℃水浴2min
2mL淀粉溶液
无砖红色沉淀
有砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
实施实验，分析结果：
思考：能否用碘液对实验结果进行检测？
不能，无论蔗糖是否发生水解，都不与碘发生颜色反应（反应前后都无变化）
说明酶具有专一性。
一种
H2O2酶：H2O2
脲酶：尿素
淀粉酶：淀粉
一类
蛋白酶：蛋白质→多肽
肽酶：多肽→氨基酸
每一种酶只能催化一种或一类反应。
①内容
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
②意义
二、酶具有专一性
锁钥学说
③原因
酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。
二、酶具有专一性
a、在反应物A中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A。
b、在反应物A中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A。
④专一性曲线：
底物A浓度
反应速率
酶A
酶B
（未加催化剂）
方案一
同种酶+不同底物
① 底物1 + 酶溶液
② 等量底物2 + 等量相同酶溶液
方案二
同种底物+不同酶
① 底物 + 酶溶液1
② 等量相同底物 + 等量酶溶液2
⑤实验设计
还有其他的方案验证酶的专一性吗？
二、酶具有专一性
资料2：我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶随食糜进入小肠后没有催化功能。
（提示：唾液PH6.2－7.4，胃液PH0.9－1.5，小肠液pH7.6）
资料1：威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）
威白教你洗衣小绝招：
①洗前浸泡三十分钟，效果更佳
②若衣服太脏，可适当增加用量
③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃
1、从上面的现象你能得到什么信息？
酶的催化能力受温度和PH的影响。
探究——影响酶活性的条件
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
酶的活性高低可用单位时间内底物的减少量或生成物的增加量来表示。
1.选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？
三组，高温，低温和中温
3.至少要设计几组实验？选择几个温度？
淀粉酶，因为 H2O2受温度影响也会分解，会干扰实验结果。
2.本实验的自变量、因变量是什么？观察指标怎么确定？
温度，酶的活性。
三、探究温度对酶活性的影响
实验原理：
↓碘液
蓝色
不出现蓝色
淀粉 麦芽糖+葡萄糖
淀粉酶
↓碘液
滴加碘液，观察颜色变化。
2、实验设计
三、探究温度对酶活性的影响
2、实验过程与结果：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}步骤
操作
1号试管
2号试管
3号试管
4号试管
5号试管
6号试管
①
加淀粉
2mL
—
2mL
—
2mL
—
加淀粉酶
—
2mL
—
2mL
—
2mL
②
分别保温5min
0℃
60℃
100℃
③
混合
将2号加入1号中
将4号加入3号中
将6号加入5号中
④
保温
在各自温度下保温5min
⑤
加碘液
2滴
2滴
2滴
⑥
观察颜色
3、实验结论：
只有在适宜温度下酶的催化效率最好。
变蓝
不变蓝
变蓝
实验步骤②和③顺序能不能调换？为什么？
不能。保证底物和酶混合时，温度一致，不会因为两者的混合而发生温度变化。
思考·讨论
1.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度，重复进行上述实验。
2.能否用斐林试剂对实验结果进行检测？为什么？
不能。该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。
1.选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？
三组，偏酸性、偏碱性及中性(pH=7)
3.至少要设计几组实验？
H2O2酶，因为淀粉在酸性条件下可以水解
2.本实验的自变量、因变量是什么？观察指标怎么确定？
pH，酶的活性；观察试管中气泡产生情况（卫生香复燃）
四、探究pH对酶活性的影响
四、探究pH对酶活性的影响
试管编号
1号试管
2号试管
3号试管
实验步骤
一
二
三
四
实验现象
实验结论
观察试管中气泡产生的情况
只有在适宜的pH下酶的催化效率最好
大量气泡产生
几乎无气泡产生
1ml 蒸馏水
1ml 5％的盐酸
1ml 5%NaOH
2ml体积分数3％过氧化氢溶液
等量过氧化氢酶溶液
几乎无气泡产生
若步骤二和三调换顺序，实验还能成功吗？为什么？
不能。若先加酶，后调PH，在加HCl或NaOH前，反应可能已经结束了，就不能判断各自反应速率的快慢。
小组讨论，完成下列表格
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}课题名称
探究温度对酶活性的影响
探究pH对酶活性的影响
实验材料
自变量
自变量的设置方法
因变量
因变量的观察指标
控制无关变量
淀粉溶液，淀粉酶溶液
分别用60℃的水、沸水、冰水处理
酶活性
加碘液后溶液颜色的变化
pH相同且适宜等
温度相同且适宜等
分别用蒸馏水、HCl溶液、NaOH溶液处理
肝脏研磨液，H2O2溶液
温度
pH
酶活性
氧气产生的速率
五、酶的作用条件较温和
①含义
酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH（最适pH）、某一温度（最适温度）下作用最强。
②意义
保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
υ/mmol. s-1
t/℃
②动物:35~40℃；植物:40~50℃之间。
五、酶的作用条件较温和
最适温度
酶活性受温度影响示意图
①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶的催化作用逐渐减弱。
③高温能使酶的空间结构遭到破坏而使酶失活，低温虽抑制酶活性，但未破坏酶的空间结构，适宜温度下可恢复活性。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
低温使酶
活性抑制
高温使酶
永久失活
pH
υ/mmol. s-1
最适pH
酶活性受PH影响示意图
思考：低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
五、酶的作用条件较温和
①在一定pH范围内，随pH的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶的催化作用逐渐减弱。
②动物:6.5~8.0（例外，胃蛋白酶的最适pH=1.5）；植物:4.5~6.5。
过碱使酶
永久失活
过酸使酶
永久失活
③pH过高、过低都会使酶空间结构遭到破坏，导致酶失活。
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温使酶的活性抑制，但酶的空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。
思考：从图中可以得到什么结论？
0
反应物剩余量（相对值）
PH
30℃
33 ℃
37 ℃
35 ℃
①不同pH条件下，酶最适温度不变；
②不同温度下，酶最适pH也不变。
即反应溶液温度（pH）的变化不影响酶作用的最适pH（温度）。
综合影响
4.底物浓度：
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
（酶量一定）
六、影响酶促反应速率的因素
在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。
反应速率随酶浓度的升高而加快。
（底物充足）
1.温度
2.pH
3.酶的浓度：
1.温度
2.pH
六、影响酶促反应速率的因素
5.抑制剂
①竞争性抑制剂：
与底物竞争结合酶的活性位点。
竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。
4.底物浓度
3.酶的浓度
②非竞争性抑制剂：
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
与酶非活性部位结合，引起酶空间构象改变。
pH
温度
酶活性
酶浓度
底物浓度
酶促反应速率
六、影响酶促反应速率的因素
底物与酶的接触面积
抑制剂
激活剂
1.溶菌酶
溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
2.果胶酶
分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。
七、酶的应用
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
3.加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
淀粉酶、纤维素酶
5.多酶片
多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。
普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶
外层
内层
胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。
普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。
肠溶衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。
课堂小结
二、拓展应用
1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性？
这个模型中 A 代表某类酶,B 代表底物，C 和 D 代表产物。这个模型的含义是：酶 A与底物 B 专一性结合,催化反应的发生,产生了产物 C 和 D。这个模型可以解释酶的专一性。
拓展2
A
B
C
A点反应速率随反应物浓度增大而升高
B点反应速率在此时达到最高。
C点反应速率不再随反应物浓度增大而升高，维持在相对稳定的水平。
(2)原因：原曲线表示最适温度下的酶促反应速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会下降。
(3)该曲线表示，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
例2 探究温度和 pH 对酶活性的影响实验中，下列说法错误的是( )。
A.需要设置一系列的温度梯度和一系列的 pH 梯度
B.要注意遵循对照原则
C.要注意遵循单一变量原则
D.在探究温度或 pH 对酶活性的影响时，温度和 pH 都是自变量，其他为无关变量
?
D
导学案P76
导学案P76
对点练2.某同学为了探究 pH 对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在 A 、 B 、 C 、 D 、 E?5 支试管中分别加入 pH 为5.0、 6.0 、 7.0 、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液 5?mL ，再分别加入质量分数为 1% 的淀粉溶液 1?mL ，摇匀。
②各试管中分别加入适宜浓度的唾液稀释液 1?mL ，摇匀。
③将5支试管放入 70℃ 恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂 2?mL ，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适 pH 。
上述实验步骤中有3处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、 pH 梯度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。
?
将各试管放在 50?65℃ 水浴中一段时间。因为在水浴加热条件下斐林试剂才与还原糖发生颜色反应。
?
改为 37℃ 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为 37℃ 左右。
?
应先用不同的PH处理酶，再与底物混合。
例3 下图1表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为 a 的情况下生成物量与时间的关系图，则图2中能表示当温度升高至 2a 时生成物量与时间的关系的是( @40@ )。
?
B
导学案P78
A.曲线1 B.曲线2 C.曲线3 D.曲线4
对点练3.右图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线，下列有关叙述错误的是( @42@ ) 。
D
导学案P78
A.影响 AB 段反应速率的主要因素是底物浓度
B.影响 BC 段反应速率的主要因素是酶浓度
C.温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同
D.Ⅰ显示该酶促反应的最适温度为 37℃
?
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是（ ）
A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶
D
B
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会（ ）
A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
D
课本习题
2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ）
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶

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