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(共35张PPT)
5.1 细胞的能量供应和利用
第二课时 酶的特性
复习旧知
酶
细胞代谢
实质
特点
意义
本质
作用机理
作用
参与
细胞中的化学反应
细胞生命活动的基础
需要酶的参与（催化）
催化作用
酶催化作用的实质：
降低化学反应所需的活化能
大多是蛋白质，少数是RNA
什么是活化能？
对照实验
各条件使过氧化氢分解加快的本质
使分子从常态转变为易发生化学反应的活化状态所需的能量。
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
更显著地降低化学反应的活化能
自变量
因变量
无关变量
变量
对照原则
单一变量原则
等量原则
原则
思考
通过上节课的学习，我们知道酶具有高效性。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。
这对细胞有什么意义呢？设想一下，假如细胞中过氧化氢酶的催化效率很低会怎样？你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应，如果有关的酶催化效率很低，供能的化学反应只能慢悠悠地进行，你还能跑那么快吗？
酶的催化机理
酶为什么能大幅度地降低反应的活化能呢？
酶的催化机理
酶
酶
酶
底物
中间产物
产物
酶+底物
酶-底物复合物
酶+产物
酶的特性
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。
资料1
口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙缝的肉丝两天后还没被消化。
资料2
脲酶——只能催化尿素分解。
蛋白酶----只能催化蛋白质水解。
唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。
每一种酶只能催化 化学反应。
一种或一类
资料3
人发热时体内消化酶活性降低，导致食欲下降。
胃和小肠pH值分别约为2和6.8，若胃蛋白酶到了小肠内，则不能发挥作用。
高效性
专一性
作用条件
温和
探究酶高效性的实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
加FeCl3
加H2O2酶
3号和4号对照，说明：
与无机催化剂相比，酶具有高效性
酶具高效性的意义：
保证细胞生命活动的正常进行
一、酶具有高效性
A、B曲线比较，说明酶具有________
A、C曲线比较，说明酶具有________
高效性
催化作用
探究·实践——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验目的
实验原理
淀粉酶能让淀粉水解成还原性糖，还原性糖能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。
淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂反应不能生成砖红色沉淀。
探究淀粉酶是否只催化特定的化学反应
探究·实践——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探究·实践——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1号 2号
步骤 一
二 三 现象
结 论 2ml淀粉溶液
2ml蔗糖溶液
加入淀粉酶2ml，振荡，放在60℃的热水中，反应约5min
加斐林试剂，水浴加热
砖红色沉淀
无变化
每种酶只能催化一种或一类的化学反应。
1号 2号
实验步骤 一
二 三 实验现象
结论 2ml淀粉溶液
2ml蔗糖溶液
淀粉酶2ml，振荡，60℃保温5min
加入斐林试剂→振荡→水浴1min
砖红色沉淀
无变化
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
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
二、酶具有专一性
概念：每种酶只能催化一种或一类化学反应
意义：使细胞代谢有条不紊地进行
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
课后练习P85
酶作为能够催化生化反应的有机物，有哪些因素会影响酶的作用呢？
酶活性:
酶催化特定化学反应的能力
在一定条件下催化某一化学反应的速率
探究·实践——影响酶活性的条件
提出问题：
温度会影响酶的活性吗？
作出假设：
温度会影响酶的活性。
实验原理：
实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
淀粉→麦芽糖和葡萄糖
↓碘液 ↓碘液
蓝色 不形成蓝色
实 验 步 骤 一 1 2 3 4 5 6
二 三 三 四 五 实验现象 结论 1、3、5各加2mL淀粉溶液，2、4、6各加淀粉酶溶液1mL
0 ℃保温约5min
60 ℃保温约5min
100 ℃保温约5min
3、4号试管
溶液混合
5、6号试管
溶液混合
1、2号试管
溶液混合
在各自的温度条件下反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
蓝色
不变蓝
蓝色
温度对酶活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响
探究·实践——影响酶活性的条件
分析实验结果：
3号试管中，淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，后者遇碘不变蓝；
1、5试管所处温度过低或过高，酶无催化活性或丧失活性，淀粉不被分解，遇碘液变蓝。
温度对酶的催化活性有很大影响，酶的催化作用应具备适宜的温度。
（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
问题讨论
（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，过氧化氢本身受热就会分解，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.
所以酶适合在 下保存。
温度对酶活性的影响曲线解读：
一定温度范围内，酶促反应速率
随温度的升高而加快
最适温度时，酶促反应速率最快
AB：
B点：
BC：
超过最适温度，酶促反应速率随温
度升高而减慢
低温、高温对酶活性的影响一样的吗？
低温：抑制酶的活性，升温后能恢复活性。
高温：使酶的 遭到破坏，导致酶 ，甚至永久失活。
空间结构
变性
低温
失活
抑制
【相关信息】
不同生物的最适温度不同
动物：35-40℃之间；
植物：40-50℃之间；
细菌和真菌：差别较大。
有的酶最适温度可达70℃
生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多种酶，可以杀灭有害菌，清除淀粉等食物残渣。
联系生活：
30℃
温水刷
实 验 步 骤 1号 2号 3号
一 二
三 四 实验现象
结论 各加入3%过氧化氢2mL
几乎无气泡
反应约5min，记录气泡产生情况
较多气泡
几乎无气泡
各加入肝脏研磨液2滴
1mL PH=7的缓冲液
1mL 5%HCl
1mL 5%NaOH
过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高
实验二：探究pH对酶活性的影响（过氧化氢和过氧化氢酶）
可否以淀粉为底物，酶用淀粉酶来探究pH对酶活性的影响？
不能，酸性条件下淀粉会分解，PH不仅影响酶活性，还影响淀粉分解速率，不能体现单一变量原则。
第二、三步能不能颠倒？
不能，要保证反应开始便达到预设pH
pH对酶活性的影响曲线解读：
过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？
过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，
使酶永久失活
pH
反应速率
最适pH
A
B
C
一定pH范围内，酶促反应速率随pH升高而加快
在最适pH时，酶促反应速率最快
AB：
B点：
BC：
超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢。
失活
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
酶的作用条件温和
①含义
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 空间结构破坏 酶永久失活
低温 抑制活性，空间结构稳定，适宜温度下活性会恢复
酶催化反应需要在比较温和的条件下进行，在最适宜的温度和PH条件下，酶活性最高。
影响酶活性的因素-调节剂
Cl-离子是唾液淀粉酶的激活剂
淀粉
淀粉+酶
淀粉+酶+Cl-
影响酶活性的因素-抑制剂
活性
位点
活性位点
空间结构
改变
重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用
调节剂
激活剂
抑制剂
1、温度
2、pH
3、酶的调节剂（激活剂和抑制剂）
改变酶的活性
不改变酶的活性
酶促反应速率
酶的浓度
反应速率随酶浓度的高而加快
4、酶的浓度
在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化
酶促反应
速率
底物浓度
酶量一定
5、底物浓度
影响酶促反应速率的因素
酶在生产、生活中的应用
小结
练习
1.下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是( )
A.“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
答案：B
解析：“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，熟马铃薯块茎中的过氧化氢酶已经失活，不能催化H2O2分解，实验结果不同，A错误；“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验中，应设置不同的pH环境，由于过氧化氢酶的催化具有高效性，直接加入底物会迅速进行反应，影响实验结果的科学性和准确性，因此需要先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物，B正确；“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是作对照以证明酶只能催化特定化学反应，C错误；设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，不可选择本尼迪特试剂检测反应产物，因为本尼迪特试剂需水浴加热使用，D错误。
练习
2.取五支试管，各加入2mL的浓度为0.5mol/L的过氧化氢溶液，然后按下表要求分别加入试剂或材料。根据上述实验，下列说法正确的是( )
A.用2号和3号对比，可以说明酶具有高效性
B.用3号和4号对比，可以说明酶具有催化作用
C.用1号和4号对比，可以说明酶具有专一性
D.用3号和5号对比，可以说明酶的催化效率受pH和温度影响
答案：A
解析：用2号和3号组对比，可以说明酶具有高效性，A项正确；用3号和4号组对比，只能说明温度影响酶的活性，B项错误；4号试管熟土豆块中的过氧化氢酶已经失活，应该用1号和3号组对比，说明酶具有专一性，C项错误用3号和5号组对比，可以说明酶的催化效率受pH影响，不能说明酶的催化效率受温度影响，D项错误。
试管号 1 2 3 4 5
过氧化氢 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL
试剂或材料 1mL唾液 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块 生土豆块和稀盐酸
实验现象 无气泡 少量气泡 大量气泡 几乎无气泡 少量气泡
练习
3.某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响。已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色（碘液颜色）。下列操作错误的是( )
A.设置一系列温度梯度，确定淀粉酶活性较强的温度范围
B.实验过程中需将酶和淀粉分别保温，达到一定温度后再混合保温处理
C.混合保温一段时间后，在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况
D.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱
答案：C
解析：A、探究温度对淀粉酶活性的影响，自变量是温度，因此设置一系列温度梯度进行实验，最终得到酶活性较高的温度范围，A正确；B、将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理一段时间后再进行混合，B正确；C、为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解，混合保温相同时间后应加入强酸或强碱等终止反应，再加碘液检测淀粉水解情况，C错误；D、通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱，D正确。

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