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5.1降低化学反应活化能的酶——酶的特性（第二课时）
本节聚焦
酶的活性受哪些条件的影响？
酶有哪些特性？
练一练
1．甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性(酶催化特定化学反应的能力)与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是（ ）
A.甲酶的化学本质为蛋白质
B.甲酶能够不被该种蛋白酶降解
C.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
D.甲酶可能是具有催化功能的RNA
A
温故知新
本质
注意
定义
酶
绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
活细胞产生的具有催化作用的有机物。
①一般来说，活细胞都能产生酶；
②酶在细胞内外均可发挥作用。
酶的来源
酶的功能
资料阅读，并回答问题：
① 每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍
② 1分子的H2O2酶在1 min内使500万个H2O2分解，是Fe3+催化作用的109倍。
问题：酶(有机催化剂)VS无机催化剂的相同点和区别？
一、酶的特性
高效性
相同点：
不同点：
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍。
都能催化化学反应，提高化学反应速率，缩短反应时间。
作用、作用机理相同，但酶的催化效率更高。
思考：
我们运动时，肌肉细胞需要大量的能量供应，如果酶的催化效率很低，供能反应只能慢悠悠地进行，我们会跑得很快吗？
酶的高效性对机体生命活动有什么意义？
酶具有高效性的意义：
保证了细胞代谢快速有效的进行。
保证了细胞内能量供应的稳定。
【模型构建】以时间为横坐标，生成物的量为纵坐标
请画出在“加酶、加无机催化剂、未加催化剂”三种条件下H2O2分解的反应速率曲线。
酶具有催化剂的特点：
缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的生成量不变）
能改变反应速率→降低化学反应活化能。
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一、酶的特性
专一性
1）图中代表酶的是___，做出判断的依据是________________。
2）从图1和图2可以反映出酶具有______性，做出判断的依据是________________________________。
3）如果D代表蔗糖，那么E和F则是 ，A则是________。
4）如果D代表二肽，那么E和F则是 ，A则是________。
5）能够催化淀粉水解的酶是__________，产物是 __________。
能够催化淀粉酶水解的酶是___________ ，产物是________。
A
反应前后保持不变
专一
A只作用于D，不与B、C反应
葡萄糖、果糖
蔗糖酶
氨基酸
肽酶
淀粉酶
蛋白酶
麦芽糖
多肽
下图表示的是某种酶作用的模型，尝试描述这个模型。
钥匙与锁的模型
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如何证明酶具有专一性？
提出问题：
酶具有专一性吗？
作出假设：
酶具有专一性。
设计实验，
预期结果：
分小组，用所给的材料、用具讨论出实验方案。（5分钟）
材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林试剂，碘液
用具：试管、大烧杯、量筒、滴管、温度计、试管夹、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴等。
P81
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探究.实践
方案一
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。
2号试管中加入2mL蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
60℃水浴2min
1号试管中加入2mL淀粉溶液
无变化
砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
取两支试管，编号1、2
不选碘液鉴定的原因是什么？
无法鉴定蔗糖是否反应
注
P81
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
1号试管加入2滴淀粉酶溶液
向两支试管中各加入2mL淀粉溶液
变蓝
不变蓝
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
取两支试管，编号1、2
方案二
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液
注
能不能用斐林试剂鉴定？？
（可以）
P81
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
总结：酶专一性的探究性实验设计思路
方案一
酶相同、底物不同
实验组：底物1 + 相应酶液
对照组：等量底物2 + 等量相同酶溶液
检测
底物被分解
检测
底物没被分解
方案二
底物相同、酶不同
实验组：底物 + 酶溶液1
对照组：等量相同底物 + 等量酶溶液2
检测
底物被分解
检测
底物没被分解
酶活性：指酶催化特定化学反应的能力。可以用单位时间内反应物的剩余量或产物的生成量表示。
1.酶的活性可能受温度影响。
2.酶的活性可能受PH值的影响。并且不同的酶需要不同的pH。
阅读下面两则材料，说一说哪些因素会影响酶活性呢？
一、酶的特性
①雕牌加酶洗衣粉（使用说明）：
用温水效果最佳，切勿用60℃以上的热水 、、、
②唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的，不同部位消化液的pH不一样。
温度会影响酶的活性吗？
温度会影响酶的活性。
分小组，根据所给的材料、用具讨论出实验方案
材料：淀粉，淀粉酶（工业淀粉酶，最适温度60℃），碘液，斐林试剂； H2O2 溶液，新鲜的肝脏研磨液; 热水，冰块
用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯等
提出问题：
作出假设：
设计实验，
预期结果：
P82
探究温度对淀粉酶活性的影响
探究.实践
实 验 步 骤 一
二
三
四
五
六
实验现象
结论
加入0 ℃保温的淀粉酶2滴
蓝色
在各自的温度条件下反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
蓝色
各加入2mL淀粉溶液
1号
2号
3号
0 ℃保温
60 ℃保温
100 ℃保温
加入60 ℃保温的淀粉酶2滴
加入100 ℃保温的淀粉酶2滴
问题：实验是如何保温的？为什么要这样操作？
先将酶和底物放到相应温度中一段时间后再混合，再在各自控制的温度下保温一段时间。确保反应在预设温度下进行
P82
探究温度对淀粉酶活性的影响
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.为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？
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。
3.为什么不能用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？
因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可恢复。（低温保存）
高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)
1.酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。
2.在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。
3.当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
失活
抑制
t/℃
最适温度
酶促反应速率
构建数学模型：绘制温度影响酶活性的曲线，并描述温度变化与酶活性的关系。
酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。
在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。
当超过最适pH，酶的活性随着PH的升高而降低，甚至失活。
PH
最适PH
强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)
酶促反应速率
构建数学模型：绘制pH影响酶活性的曲线，并描述温度变化与酶活性的关系。
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、某一温度下作用最强。
②意义
保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
③原因
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。因此，酶制剂适宜在低温和适宜的pH下保存。
一、酶的特性
作用条件温和
小结：影响酶促反应速率的因素
1.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。
2.酶促反应速率：
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
3.影响酶促反应速率的因素：
pH
温度
抑制剂
激活剂
活性
浓度
底物浓度
酶
酶促反应速率
2
3
4
5
6
酶在生活中的应用
溶菌酶溶解细菌的细胞壁
含酶牙膏
多酶片
胰蛋白酶
加酶洗衣粉
果胶酶
1
甲
乙
丙
丁
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大值，因为底物被酶饱和。
曲线分析能力提升
温度的变化不会影响酶的最适pH
pH的变化不会影响酶的最适温度
思考：分析下图能得出什么结论？
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
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
练习与应用
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
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。
2.下图表示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)请解释在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。
2.下图表示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。
2.下图表示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。
该曲线表明，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。
本节知识框架

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