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(共30张PPT)
人发烧时不想吃东西，这是为什么呢？
03
03
体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。
必修一 | 第五章 | 第一节
降低化学反应活化能的酶
提出假说
学习目标
生命观念
通过比较无机催化剂和生物催化剂的催化效率，阐明酶具有高效性。
科学探究：
通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活动，阐明酶具有专一性，学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。
科学思维
通过“pH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析推导“酶的作用条件较温和”的特性，训练模型构建的科学思维。
社会责任：
通过酶在生活、生产中应用的实例，认同酶在生产实践上应用具有高效、环保、节能等特点。
高效性
每滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液中铁离子数，大约是每滴质量分数为20%的肝脏研磨液中过氧化氢酶分子的250000倍。但是酶分解过氧化氢的速率依旧快于氯化铁溶液！
大量的实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍，酶具有高效性！
3号
4号
FeCl3
过氧化氢酶
意义
（1）保证了细胞代谢的快速进行
（2）保证了细胞内能量供应的稳定
盐酸
一、酶的特性—专一性
（即每一种酶只能催化一种或一类化学反应）
如：
H2O2酶——只能催化______分解
一种 淀粉酶——只能催化 分解
脲酶——只能催化_______分解
蛋白酶——可以催化所有的__ __分解
一类
肽酶——可以催化所有的__ 分解
尿素
H2O2
蛋白质
多肽
淀粉
任务一： 实验探究酶的专一性
小组讨论选择合适的试剂，并设计实验来验证酶的专一性。
要求写出实验原理，列表写出具体实验步骤（并标出自变量、因变量、无关变量分别是什么），检测手段，预测实验结果及结论。
参考试剂：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液
方案一：蔗糖酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂
方案二：淀粉酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂
方案三：淀粉酶、蔗糖酶、淀粉、碘液（斐林试剂）
方案四：淀粉酶、蔗糖酶、蔗糖、斐林试剂
一、酶的特性———专一性
你的设计是什么
探究实验：探究酶的专一性
实验原理：
1.淀粉和蔗糖都是非还原糖，而它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+果糖（还原性）
蔗糖酶
2.在淀粉和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定有无还原糖，就可看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
非还原糖
+ 斐林试剂
无砖红色沉淀
水浴加热
还原糖
+ 斐林试剂
砖红色沉淀
水浴加热
实验目的：探究酶的专一性
方案一
同种酶、不同底物
方案二
同种底物、不同酶
① 底物1 + 酶溶液
②底物2 + 相同酶溶液
① 底物 + 酶溶液1
② 相同底物 + 酶溶液2
——专一性
酶的特性
用碘液或斐林试剂鉴定
用斐林试剂鉴定
不可用碘液
检测手段
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二
三 2支试管均加入______________2滴，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。 四 加入__________→振荡→60℃水浴加热2min（或水浴煮沸1min） 实验现象
结论 1号试管加入2ml淀粉溶液
方案一：酶相同，底物不同
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶溶液
斐林试剂
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
思考：本实验自变量、因变量、无关变量分别是？
底物种类
底物和酶的量、
温度、反应时间等
底物水解情况
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 向两支试管各加入2ml淀粉溶液 三
四 反应5min后，向两支试管加入等量的________ 实验现象 结论 1号试管加入2滴淀粉酶溶液
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解
方案二：底物相同，酶不同
淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用
碘液
1号试管溶液不变蓝
2号试管溶液变蓝
要求独自完成实验设计！！！
思考：本实验自变量、因变量、无关变量分别是？
酶的种类
底物和酶的量、
温度、反应时间等
底物水解情况
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探究·实践
影响酶活性的条件
根据上述资料，你能提出什么问题吗？
1、温度会影响酶的活性吗？
2、pH会影响酶的活性吗？
提出问题
1、温度会影响酶的活性
2、pH会影响酶的活性
作出假设
使用温水30-40℃效果A最佳，切勿用60 ℃以上的热水
加酶
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。
（提示：唾液pH为6.2~7.4,胃液pH为0.9~1.5）
实验1：探究温度对酶活性的影响
【思考】1、能否用H2O2和H2O2酶（猪肝研磨液） 探究温度对酶活性的影响？
不能。因为H2O2本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
3、该实验的原理是？
2、能否用斐林试剂检验是否有还原糖的出现？
不能。因为使用斐林试剂检验时需要水浴加热，会影响实验结果。
检测淀粉的分解情况
蓝色越浅，酶的活性越高
1、探究温度对淀粉酶活性的影响
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶
溶液
2mL淀粉酶
溶液
2mL淀粉酶
溶液
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
在沸水中水浴5min
1与1′试管混合摇匀
2与2′试管混合摇匀
3与3′试管混合摇匀
冰水中水浴数分钟
37℃水浴数分钟
沸水中水浴数分钟
取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象
实验 现象
结论 变蓝
不变蓝
变蓝
①淀粉酶在37℃时催化淀粉水解，在0℃和100℃时不能发挥催化作用。
②酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都影响其催化效率
自变量
因变量及检测
思考
2、低温和高温下酶都失活了吗？ 怎么验证呢？
将1、3号试管放到37℃的水浴中保温一段时间，3号试管的蓝色褪去（唾液淀粉酶恢复活性），1号试管蓝色不变
1、1和1′，2和2′，3和3′为什么要各自在相同的温度下保温 5min后再混合？
因为先保温，后混合。原因酶具有高效性，如果直接将酶加入反应物,在未达到实验设定温度的时间里,酶已经发挥作用,影响实验结果。
【思考】1、能否用淀粉和淀粉酶探究PH对 酶活性的影响？
（1）pH会影响酶的活性
（2）淀粉遇酸会水解
（3）碘液在碱性环境下不显色
（4）斐林试剂会与盐酸发生中和反应
2、该实验的原理是？
实验2：探究pH对酶活性的影响
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
检测手段：
点燃的卫生香及气泡的数目
实 验 步 骤
1 2
3 4 实验现象
结论 各加入3%过氧化氢2mL
反应约5min，记录气泡产生情况（或插入卫生香，观察复燃情况）
各加入2滴肝脏研磨液
1号
2号
3号
1mL PH=7的缓冲液
1mL HCl
1mLNaOH
酶的作用需要适宜的PH，PH偏高或偏低都会使酶活性降低
有大量气泡产生
卫生香复燃明显
无明显气泡产生
卫生香不复燃
无明显气泡产生
卫生香不复燃
不能。若调换2、3步骤,在调节pH之前,试管中已经发生了反应,从而影响实验结果。
2.探究pH对酶活性的影响
能否将步骤2、3调换
为什么
——探究pH对酶活性的影响
酶的特性
思考：
1.探究温度/PH对酶活性的影响时，应先控制温度/PH条件，再让底物和酶混合，因为酶具有高效性，如果直接将酶加入反应物,在未达到实验设定温度的时间里,酶已经发挥作用,影响实验结果。
2.在探究温度对酶活性的影响时，“宜”保证酶的最适pH(排除pH干扰)，且将酶和底物分别保温(实验要求的温度)后，再混合继续保温，“不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。
3.在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前就让反应物与酶接触。
总结：探究某某条件对酶活性影响时，应先用对应条件处理酶，再向酶中加入对应底物，观察反应情况
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
在最适温度时，酶促反应速率最快
AB段：
B 点：
BC段：
超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。
1.探究温度对酶活性的影响
低温：低温(如A点)抑制酶的活性，但不会使酶的空间结构遭到破坏，
温度适当升高后，酶仍能恢复活性。
高温：高温(如C点)会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶变性，永久失活。
高温破坏酶的空间结构，使酶失活
低温保存酶等蛋白质制品
pH
反应速率
最适pH
D
E
F
在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快
在最适pH时，酶促反应速率最快
DE：
E点：
EF：
超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。
①在最适pH条件下，酶活性最高（如E点）。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。
2.探究pH对酶活性的影响
②过酸（如D点）、过碱（如F点）都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
一般来说，酶的最适pH:
动物：在6.5-8.0之间；
植物：在4.5-6.5之间；
细菌和真菌：差别较大。
口腔中的唾液淀粉酶到达胃，
或者胃蛋白酶到达小肠后还有活性么？
无
pH≈6.8
pH≈1.5
pH≈8
【相关信息】
不同生物的最适pH不同
二、影响酶促反应速率的因素
酶促反应速率
酶的浓度
底物充足
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
1、温度
2、PH值
3、酶的浓度
4、底物浓度
(P点后速率受酶数量、酶活性限制)
通过影响酶的活性，进而影响酶促反应的速率。
底物不足
增加底物
底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性
底物浓度限制
此外还有抑制剂
a竞争性抑制剂
可通过增大底物浓度来抵消抑制剂的抑制作用
抑制剂与底物竞争酶
b非竞争性抑制剂
不可通过增大底物浓度来抵消抑制剂的抑制作用
如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。
指有些酶在合成和初分泌时，不表现有催化活性，这种无活性状态的酶的前身物称为酶原。酶原在一定条件下，受某种因素的作用，酶原分子的部分肽键被水解，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。
酶的激活
大部分激活剂是无机盐离子:
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。
拓展
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。
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。
【科学技术社会】酶为生活添姿彩
加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
淀粉酶、纤维素酶
含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
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。
30℃
温水刷牙
酶的特性
高效性
专一性
酶作用的条件较温和
课堂小结

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