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酶的作用和本质
第2课时
二、酶的特性
1、高效性
和无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的107～1013倍
------保证细胞内代谢高效进行。
酶高效性的曲线
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（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。不改变产物的生成量
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
想一想
口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化，为什么？
唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，但不能催化蛋白质、脂肪等的水解。
而无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。
由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。
酶具有专一性
2.实验材料
淀粉
蔗糖
还原糖
葡萄糖+果糖（还原糖）
水解
水解
还原糖+斐林试剂
水浴加热
砖红色沉淀
1.实验原理
淀粉溶液，蔗糖溶液，
淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，
蒸馏水，斐林试剂，水浴锅、试管等
探究一：　淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
选择什么淀粉酶？
选择什么作为检测试剂呢？(碘液还是斐林试剂)
原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，它们在酶的
催化作用下能水解为还原性糖。再用斐林试剂鉴定
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。而碘液不能检测蔗糖是否被
水解。
选择什么淀粉酶？
探究一：　淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
振荡，60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
探究一：　淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
3.方法步骤
4.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。
(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，不能检测蔗糖是否被水解。
讨论：
探究一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(3)该实验的自变量和因变量分别是什么？若增加一组对照实验，如何设计？
自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。
(4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
　本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化一种底物的水解。
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
底物换成等量的蒸馏水，其它都不变。
2、专一性
酶的专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
------保证细胞代谢有条不紊地进行
专一性曲线
未加酶
酶A
反应速率
底物A浓度
（酶B）
P85
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
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。
资料一：加酶洗衣粉一般对水温有要求，用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃。
资料二：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，小肠的pH为7.6。
根据以上资料，请你提出影响酶活性的可能因素是？
温度、pH
探究二：影响酶活性的条件
t1(pH1)条件下 底物+酶液
t2(pH2)条件下 底物+酶液
t3(pH3)条件下 底物+酶液
t4(pH4)条件下 底物+酶液
……
检测
底物分解速率或剩余量
实验思路
操纵自变量，控制无关变量。
检测因变量，表达实验结果。
课题名称 探究温度对酶活性的影响
实验材料
自变量
自变量的设置方法
因变量
因变量的观测指标
无关变量
实验预测
①探究温度对酶活性的影响
温度
酶活性
材料
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液
思考1：你将选择哪一种酶和底物作为实验材料？为什么选择这种酶和底物？
质量分数2%的淀粉酶溶液，质量分数为20%的肝脏研磨液
①探究温度对酶活性的影响
思考3：你认为至少设置几组温度条件？
三组：60℃、沸水、冰水
碘液，斐林试剂
思考2：你认为选择什么检测试剂？
温度梯度法
课题名称 探究温度对酶活性的影响
实验材料
自变量
自变量的设置方法
因变量
因变量的观测指标
无关变量
实验预测
淀粉溶液、淀粉酶溶液
温度
60℃、沸水、冰水
酶活性
加碘液后观察溶液颜色变化
pH等，保证相同且适宜
60℃处理组不变色，其他组变蓝色
根据上面分析完善下面表格：
①探究温度对酶活性的影响
某同学设计的实验方案可行吗？
序号 项目 试管 1 2 3
1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL
2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL
3 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
4 碘液 2滴 2滴 2滴
5 实验现象
底物和酶还没有经过自变量温度的处理，就已反应完全
实验步骤 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
第一步 2mL淀粉溶液
1mL淀粉酶溶液
第二步 保温5min 冰浴 水浴60℃ 沸水浴 第三步 将试管1′中的溶液倒入试管1中混合 将试管2′中的溶液倒入试管2中混合 将试管中3′的溶液倒入试管3中混合 第四步 分别保温2min 冰浴 水浴60℃ 沸水浴 第五步 加入2滴碘液，观察颜色变化 预测结果 实验结论 +
+
+
+
+
+
变蓝
变蓝
不变蓝
①探究温度对酶活性的影响
温度过高或过低都能影响酶的活性，酶的催化作用需要在适宜的温度下进行
（2）实验设计程度
①取淀粉、淀粉酶分别放入试管
↓
②各自在所控制的温度下处理一段时间
↓
③淀粉与相应温度的淀粉酶混合
↓
④在各自所控制的温度下保温一段时间
↓
⑤滴加碘液，观察颜色变化
注意：实验程序中2、
3步一定不能颠倒
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。
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。
②探究pH对过氧化氢酶活性的影响
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。
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
5.至少要设计几组实验？
三组，酸性、中性和碱性
6.本实验的设计思路是？
pH梯度法
②探究pH对过氧化氢酶活性的影响
步 骤 实验操作 内容 试管1 试管2 试管3
1 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
2 注入不同pH 的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mLNaOH
3 注入等量的 H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL
4 观察现象
有大量气泡 产生 无气泡 产生 无气泡
产生
注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒
结论：酶发挥催化作用需要适宜的PH，PH偏高或偏低都将影响酶的活性
思考
本实验能否使用淀粉酶催化淀粉分解来探究PH对酶活性的影响？
②探究pH对过氧化氢酶活性的影响
更严格的设计思路：探究不同pH对酶活性的影响时，可将过氧化氢酶和H2O2溶液分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
可以设置一系列pH或温度梯度的实验，进行检测
进一步探究
如何进行定量实验，找出酶的最适pH或温度？
探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验 组别 A组 B组 C组 D组 E组
pH 5 6 7 8 9
H2O2完全分解所需时间(秒) 300 180 90 192 284
该过氧化氢酶的最适pH在 之间
要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可 。
在pH为6～8之间设置温度梯度，进一步研究H2O2完全分解所需时间。
6～8
3、酶的作用条件较温和
t/℃
υ/mmol. s-1
最适温度
酶活性受温度影响示意图
温度低于最适温度时
酶活性随着温度的升高而上升
温度高于最适温度时
酶活性随着温度的升高而下降
最适温度时：
酶活性最高
动物
植物
微生物
有些人工酶
动物
胃蛋白酶
植物
pH低于最适pH时
酶活性随着pH的升高而上升
最适pH时：
酶活性最高
pH高于最适pH时
酶活性随着pH的升高而下降
酶促反应速率最快时的温度称为该酶促反应的最适温度。
0
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受温度影响示意图
酶制剂适宜在低温下保存。
3
温度对酶活性的影响
温度过高时，破坏酶的空间结构，酶活性丧失。
0 ℃时酶活性低，但不破坏空间结构，当温度适当升高时，酶活性升高。
3、酶的作用条件较温和
探究二
酶促反应速率最快时的pH称为该酶促反应的最适pH。
在最适合的pH下，酶的活性最高。
在过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
酶活性受pH影响示意图
3
pH对酶活性的影响
3、酶的作用条件较温和
探究二
酶的名称 最适PH
过氧化氢酶（肝） 6.8
唾液淀粉酶 6.8
a脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0~9.0
胃蛋白酶 1.5
常见酶的最适pH
3
影响酶活性的条件
pH对酶活性的影响
不同，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；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
思考 讨论
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
3
影响酶活性的条件
酶活性受温度影响示意图
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受pH值影响示意图
低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？
抑制
失活
失活
失活
结论：
在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。
酶的专一性
每一种酶只能催化一种或一类的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍
酶的高效性
酶的作用条
件较温和
酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。
小结
酶的特性
影响酶促反应速率的因素：
1、温度
3、酶的浓度：反应速率随酶
浓度的升高而加快
4、底物浓度：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
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
2、pH
反应物足量
特别提醒：温度、pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率；而酶浓度、底物浓度均不影响酶的活性，二者是通过影响来影响酶促反应速率
0
反应物剩余量（相对值）
PH
30℃
33 ℃
37 ℃
35 ℃
温度变化不会影响酶的最适pH，pH变化也不会影响酶的最适温度。
与温度和酶有关的曲线：

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