资源简介

(共34张PPT)
本节聚焦:
酶有哪些特性？
酶的活性受哪些条件下影响？
必修1/第5章/细胞的能量供应和利用/
第1节 降低化学反应活化能的酶
第二课时 酶的特性
知识回顾
酶的概念：
作用后去向：
作用场所：
本质：
作用机理：
作用：
产生场所：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
活细胞
只有催化作用（生物催化剂）
降低化学反应活化能
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
细胞内、细胞外、体内、体外
反应前后酶的数量和性质不变
一.酶具有高效性
通过上节课学习，知道酶具有高效性，大量的实验数据表明酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。
高效性
你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。供能的化学反应如果慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。
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；
口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙缝的肉丝两天后还没被消化；
唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。
酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验目的
实验原理
探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
淀粉和蔗糖都是非还原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
实验材料
质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，
质量分数为3%的蔗糖溶液，斐林试剂，热水。
试管，大烧杯，水浴锅，酒精灯等。
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
方法步骤
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
两支试管都加入2滴淀粉酶溶液，振荡，反应5min。
2号试管中加入等量的蔗糖溶液
1号试管中加入2mL淀粉溶液
取两支试管，编号1、2
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
两支试管加入斐林试剂→振荡→60℃水浴2min
实验结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
讨论
(1)在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要？
有必要，目的是排除无关变量对实验结果的影响。
(2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
思考：本实验自变量、因变量、无关变量分别是？
底物种类。
底物水解情况。
底物和酶的量、温度、反应时间等。
拓展：用相同底物与不同酶探究酶的专一性
1号 2号
实验步骤 一
二
三
实验现象
结论
2ml淀粉溶液
2ml淀粉溶液
2滴淀粉酶溶液
2滴蔗糖酶溶液
5min后，两只试管加等量碘液
不变蓝
变蓝
淀粉只被淀粉酶催化水解，不能被蔗糖酶催化。
思考：能否用将碘液换成斐林试剂鉴定此实验的结果？
可以
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如：脲酶——只能催化______分解。
过氧化氢酶——只能催化___________分解。
二肽酶——可以催化所有的______分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
尿素
过氧化氢
二肽
酶具有专一性的意义：
二.酶具有专一性
酶具有专一性：
曲线分析：
反应速率
反应物浓度
加酶A
加酶B或未加酶
说明酶A能催化该反应物发生反应。
三.酶的作用条件较温和
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件呢？
影响酶活性的条件
酶活性
酶催化特定化学反应的能力。以单位时间内底物减少量或产物生成量表示酶活性大小。
背景知识
初中做消化酶实验要控制温度等实验条件。不同消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2～7.4，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH为7.6。
唾液淀粉会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。
酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示(单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量)。
影响酶活性的条件
提出问题
温度会影响酶的活性吗？pH会影响酶的活性吗？
作出假设
温度会影响酶的活性；pH会影响酶的活性。
探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
实验原理
温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色深浅可以判断酶的活性。
3%可溶性淀粉溶液、2%淀粉酶溶液、碘液；沸水、冰块、 60℃的水。
试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴，。
实验材料
实验步骤
1
2
3
4
5
6
7
2ml
2ml
2ml
1ml
1ml
1ml
0℃保温
无关变量
60℃保温
100℃保温
自变量
1、2号试管混合
3、4号试管混合
5、6号试管混合
各加入两滴碘液→振荡
无关变量
变蓝
变蓝
不变蓝
因变量
探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
取洁净试管并编号
1
2
3
4
5
6
加3%的可溶性淀粉溶液
加2%淀粉酶溶液
一定温度下处理5min(水浴)
淀粉酶溶液与淀粉溶液混合，摇匀（保持5min）
滴加2滴碘液、振荡
观察实验现象
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶的活性。
实验结论
问题讨论
(1)为什么淀粉和淀粉酶溶液分开保温后再混合？
防止在达到控制温度前淀粉酶已将淀粉水解。
(2)能否在反应后加新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成来判断试管中的淀粉是否水解了？
不能。此实验要严格控温，而斐林试剂反应需水浴加热。
(3)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
不能。过氧化氢在不同温度下分解速率有差异，所以温度除了影响酶的活性外也会影响过氧化氢分解速率，不能体现单一变量原则。
探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
问题讨论
(4)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
(5)本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？
溶液体积、处理时间、pH等；
应该保证相同且适宜。
探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
进一步探究
如何找到酶的最适温度？
思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起。
思路：如何获得更加准确的最适温度？
温度 15℃ 25℃ 35℃ 45℃ 55℃ 65℃
肉块消失时间 3h 2h 0.8h 0.8h 1.8h 4h
温度 35℃ 37℃ 39℃ 41℃ 43℃ 45℃
肉块消失时间 0.8h 0.7h 0.4h 0.6h 0.7h 0.8h
问题：此为 实验，能确定酶最适温度的 值；最适温度一定在________________之间。
问题：此为 实验，能确定酶最适温度是39℃吗？
预
大致
35℃ ～ 45℃
正式
不能
探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验原理
由于pH会影响酶活性，进而影响酶催化过氧化氢分解的速率(氧气的产生速率)，故可以通过设置不同PH环境下的过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验，分别检测气泡产生数量和点燃卫生香复燃情况来进行判断酶活性。
20%肝脏研磨液，3%H2O2溶液，
0.01mol∕L的盐酸，0.01mol∕L的NaOH溶液。
试管，量筒，滴管，试管夹，PH试纸，火柴等。
实验材料
探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验步骤
1
2
3
4
5
6
1mL
1mL
1mL
注入1mL
0.01mol/L
盐酸溶液
注入1mL清水
(缓冲液)
注入1mL
0.01mol/L
NaOH溶液
2mL
2mL
2mL
无反应
无反应
迅速复燃
自变量
无关变量
无关变量
因变量
几乎无气泡
较多气泡
几乎无气泡
取3支洁净试管并编号
注入新鲜的肝脏研磨液
不同pH的处理
注入过氧化氢溶液、振荡
观察实验现象
用带火星的卫生香进行检验
1
2
3
pH能影响酶的活性。在最适宜的pH下，酶活性最高，
pH偏高或者偏低，酶活性都会显著降低。
探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验结论
问题讨论
(1)选择H2O2酶还是淀粉酶作为实验材料？
H2O2酶，因为在酸性条件下，酸会水解淀粉。
不宜用淀粉作为底物，还因为无法选择指示剂；
若选择斐林试剂作为指示剂检测还原糖生成量，由于盐酸会与斐林试剂发生反应，调节pH值所营造出来的酸性环境会干扰斐林试剂（碱性）对淀粉分解的检测；
若选择碘液作为指示剂检测淀粉的剩余量，由于碘液会与氢氧化钠反应，调节pH值所营造出来的碱性环境会干扰碘液对淀粉剩余量的检测；
探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响
问题讨论
(4)本实验的无关变量有哪些？应怎么控制？
温度、 H2O2酶的用量、 H2O2的浓度等。相同且适宜。
(2)本实验的自变量是什么？如何控制自变量？
pH。
通过分别加入等量的HCl、蒸馏水和NaOH来控制。
(3)本实验的因变量是什么？怎样观察或检测因变量？
H2O2酶的活性。可以通过观察单位时间内气泡的多少或者卫生香复燃的情况来判断H2O2的分解速率。
(6)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液，然后再调节pH
不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到验结果。
探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响
问题讨论
(5)至少要设计几组实验？
三组，酸性、中性和碱性。
三.酶的作用条件较温和
通过实验可以看出，溶液的温度和PH都对酶的活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
科学家采用定量分析的方法，分别在不同温度和PH条件下测定同一种酶的活性，并绘制成曲线图。
在最适温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
(3)在0℃左右（低温）时，酶的活性_______，但酶的_____________稳定，在适宜的温度下酶的活性________。但高温会导致酶________________ ， 酶会_______活性。
1.温度对酶活性的影响
三.酶的作用条件较温和
(1)在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而______，但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而_______。
升高
降低
(2)在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的_________。
最适温度
空间结构
空间结构被破坏
失去
很低
会升高
(4)酶制剂适宜在低温下保存。
酶活性受温度影响示意图
动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；
植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；
细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。
商品淀粉酶最适温度60℃
(从耐热细菌中提取)
2.PH对酶活性的影响
三.酶的作用条件较温和
酶的活性受pH的影响
动物体内酶最适PH大多在 6.5-8.0；
植物体内酶最适PH大多为 4.5-6.5；
胰蛋白酶最适PH为8.0-9.0 ；
胃蛋白酶最适PH为1.5-2.2。
(1)在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的________。pH偏高或偏低，酶活性都会明显 。
(2)过酸，过碱都会使酶的___________遭到破坏，使酶_____________。
降低
最适pH
空间结构
永久失活
3.酶的分工分区
三.酶的作用条件较温和
细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，与酶在细胞中的分布有关。
植物细胞中，叶绿体中含有光合作用的酶，线粒体中含有细胞呼吸的酶，两者分区分工，互不干扰。
动物细胞中溶酶体中的酶（最适pH≈5.0）一般局限在溶酶体中发挥作用，即使少量溶酶体中的酶进入细胞质基质（pH接近中性），也会失去活性。
归纳小结：影响酶促反应速率的因素
酶促反应：
由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。
酶促反应速率：
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
影响酶促反应速率的因素：
酶的活性
酶的浓度
底物浓度
pH
温度
抑制剂
激活剂
酶促反应速率
1.图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因分别是 。
2.图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因是
。
3.图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率 ，不再增长的原因是
。
4.图丁中， 时， 。
归纳小结：影响酶促反应速率的因素
甲
均下降
低温抑制了酶活性；高温使酶的空间结构发生改变
均下降
酶的空间结构发生改变
最大
酶的数量有限，已达到饱和
底物充足
酶促反应速率和酶浓度成正比
乙
丙
丁
金属离子、酶的激活剂、抑制剂等也会影响酶促反应速率。
归纳小结：影响酶促反应速率的因素
温度、PH的综合影响：
练习与应用
一、概念检测
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
练习与应用
一、概念检测
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
B
练习与应用
一、概念检测
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
练习与应用
二、拓展应用
1.下图表示的是某种酶作用的模型。
尝试用文字描述这个模型。这个模型能够解释酶的什么特性？
底物用 表示；
酶用 表示；
产物用 表示。
这个模型能解释酶的 特性。
B
A
C、D
专一性
1
2
3
练习与应用
二、拓展应用
2.下图表示在最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(1)请解释A、B、C三点时该化学反应的状况。
A点随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。
B点：反应速率在此时刻达到最高。
C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
练习与应用
二、拓展应用
2.下图表示在最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。
如果A点时温度升高10℃，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢(如图所示)。
练习与应用
二、拓展应用
2.下图表示在最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。
B点是酶的数量限制了反应速率的提高,加入少量的酶，酶浓度增加且反应物充足，反应速率加快（如图所示）。

展开更多......

收起↑