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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）
3号
4号
2号
1号
探究酶高效性的实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解：
3号和4号对照，说明：
与无机催化剂相比，酶具有高效性
H2O2
H2O2
H2O2
常温
水浴
加热
无机
催化剂
酶
H2O2
【任务一】酶具有高效性
a
b
c
表示酶高效性的曲线：
ab对照：
ac对照：
酶具有催化作用
酶具有高效性
(1)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，
但不改变化学反应的平衡点。
(2)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，
具有高效性。
【例1】下列实验或现象能说明酶的高效性的是(　　)
①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂
②取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中加入适量的淀粉酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸馏水，一段时间后，检测淀粉的分解情况
③在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气泡的释放速率
A．①②③ B．①③ C．③ D．②③
一种酶是否能催化多种化学反应？
资料1：单独咀嚼米饭（含淀粉）一段时间后，感觉有甜味，但早晨起床发现昨晚夹在牙缝中的瘦肉丝（含蛋白质）依然存在，是什么原因？
不能
资料2：脲酶——只能催化尿素分解。
过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。
二肽酶——只能分解多肽，不能分解蛋白质
由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。
酶具有专一性
每一种酶只能催化 化学反应。
一种或一类
2.酶具有专一性
课后练习P85
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
设计实验：探究酶的专一性
设计实验步骤的“四部曲”
对照原则
单一变量原则
等量原则
①取材、分组、编号（设置对照实验）
②分组施加实验条件（控制自变量）
③给予相同且适宜的条件（控制无关变量）
④观察和记录实验结果（因变量的预测）
【任务二】设计实验探究酶的专一性
1.实验材料：3%可溶性淀粉溶液、3%蔗糖溶液、2%淀粉酶溶液、试管、斐林试剂、碘液、热水
自变量：
因变量：
无关变量：
反应底物（淀粉、蔗糖溶液）
底物是否被水解
反应底物的浓度、剂量
淀粉酶的剂量
温度、PH……
1号试管 2号试管
反应物 加入物质
剂量
加入酶的种类 加入物质
剂量
加入检测试剂、反应条件 实验现象
2.实验设计
淀粉溶液
2ml
蔗糖溶液
2ml
淀粉酶
淀粉酶
2ml
2ml
加入2ml斐林试剂
约60℃水浴加热2min
砖红色沉淀
无明显现象
1号试管出现砖红色沉淀；原因是： 。
2号试管无明显现象；原因是： 。
思考：上述实验能用碘液来检测吗？为什么？
1号试管淀粉被淀粉酶水解为麦芽糖
2号试管蔗糖不能被淀粉酶水解
不能。1号试管中淀粉被淀粉酶水解为麦芽糖，2号试管中蔗糖不能被淀粉酶水解。如果用碘液检测，两只试管均无明显现象。
【例2】下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是(　　)
A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应
B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行
C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解
【教材P85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
【教材P108选择题2】
2.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列可用于去除细胞壁的物质是（ ）
A.蛋白酶 B.纤维素酶 C.盐酸 D.淀粉酶
资料1：用加酶洗衣粉时，温水的洗涤效果要比冷水好。
资料2：感冒发烧时，食欲会下降，表现为不想吃饭。
资料3：当口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。（提示：唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5）
作出假设：
温度和PH会影响酶的活性，酶的作用条件较温和。
【学习任务三】探究温度对酶活性的影响
1.实验材料：3%的可溶性淀粉溶液，3%的H2O2溶液，2%的淀粉酶溶液（此酶作用的最适温度是60℃），新鲜配置的斐林试剂，碘液，新鲜肝脏研磨液，热水，冰块，蒸馏水。
2.设计实验：（小组讨论完成下列问题）
（1）选择淀粉和淀粉酶还是过氧化氢和过氧化氢酶来作为本实验的实验材料？说明你的理由。
（2）本实验的自变量是什么？如何设置自变量？哪一温度为此实验的对照组？
（3）因变量是什么？如何检测因变量？用斐林试剂还是碘液？
（4）怎样排除PH和其他因素等无关变量的干扰？
（5）如何保证底物和酶的温度一混合就是一样的？（即混合后温度达到我们的预设温度）
H2O2受温度影响会分解
高温，低温和常温
碘液。斐林试剂鉴定需要水浴加热，会影响实验结果。
相同且适宜
各自在相同的温度下保温，再混合
实 验 步 骤 1
2
3
4 5 观察并记录实验现象
结论 试管各加入2mL可溶性淀粉溶液
1号试管
2号试管
3号试管
1′试管
2 ′试管
3 ′试管
试管各加入2mL淀粉酶溶液
1和1′置于0℃冰水中保温5min
2和2 ′置于60℃热水中保温5min
3和3 ′置于100℃沸水中保温5min
将相应温度下的两试管溶液混合均匀，在各自温度下继续保温2min
试管中各滴加1～2滴碘液，摇匀
蓝色
不变蓝
蓝色
温度过高过低，都会影响酶的活性
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。
探究温度对淀粉酶活性的影响
对照组
实验组
实验组
自变量
因变量
无关变量
无关变量
无关变量
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？
反应速率
V
温度
A
B
C
温度较低，酶的活性较弱，催化效率较慢
一定温度范围内，随温度升高，酶的活性逐渐增强
该酶的最适温度
超过最适温度，随温度升高，酶的活性逐渐减弱
温度较高，酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
曲线的描述方法：
①描述A、B、C三点；
②描述AB和BC两段。
思考：A、B、C三点适合保存酶制剂的是？原因？
【教材P108第3题】
3.下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的时（ ）
A.当温度为t2时，该反应的活化能最高
B.当反应物浓度提高时，t2对应的数值可能会增加
C.温度在t2时比在t1时更适合酶的保存
D.酶的空间结构在t1时比t3时破坏更严重
【例3】下列有关酶的实验的叙述正确的是(　　)
A．探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物
B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果
C．用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的
D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度5min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
【学习任务四】探究PH对酶活性的影响
1.选择淀粉还是H2O2作为实验材料？
三组，酸性，碱性和中性
2.设计几组实验？选择几个pH？
H2O2，因为在酸性条件下，淀粉会发生水解反应。
3.观察指标怎么确定？
气泡产生数量
步骤 实验操作内容 1号试管 2号试管 3号试管
一
二
三
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
无关变量
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
注入等量的不同PH的溶液
1ml
蒸馏水
1ml
5%的HCl
1ml
5%NaOH
注入等量的3%的H2O2溶液
2ml
2ml
2ml
——请纠错
步骤 实验操作内容 1号试管 2号试管 3号试管 变量
一
二
三
四 观察气泡的多少
五 观察带火星的卫生香复燃情况
结论
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
酶的催化作用需要适宜的PH，
过酸、过碱都会使酶永久失活
燃烧剧烈
不复燃
不复燃
无关变量
无关变量
自变量
因变量
对照组
实验组
实验组
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
注入等量的不同PH的溶液
1ml
蒸馏水
1ml
5%的HCl
1ml
5%NaOH
注入等量的3%的H2O2溶液
2ml
大量气泡
无气泡
无气泡
因变量
2ml
2ml
【学习任务四】探究PH对酶活性的影响
【拓展1】:请观察pH对胃蛋白酶与胰蛋白酶活性的影响曲线：
（1）酶活性最高时对应的pH称为__________________；
（2）胃蛋白酶和胰蛋白酶活性最高所对应的pH___________（填“相同”或“不同”）；
（3）pH过低或过高，酶都会因为________________而__________。
例题：将胃液的pH从10降低到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（ ）
A、一直上升 B、没有变化 C、先升后降 D、先降后升
最适pH
不同
空间结构遭到破坏
永久失活
1、酶的最适温度？
2、PH从5升高到7，酶的活性怎么变化？
3、PH的变化影响酶的最适PH吗？
4、酶的最适PH？
A
先升高后降低
不影响
【拓展2】:PH和温度双重因素对酶活性的影响曲线图
【学习任务五】底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
1.若在其他条件适宜、酶浓度一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的改变怎样变化？
2.若在其他条件适宜、底物足量的情况下，酶促反应速率随酶浓度的改变怎样变化？
酶促反应速率
底物浓度
酶促反应速率
酶的浓度
（酶量一定）
（底物足量）
【教材P85拓展应用第2题】
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:在一定的范围内，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。
(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。
温度
小结：影响酶促反应速率的因素及其作用的实质
pH
酶浓度
底物浓度
酶活性
影响
影响
酶与底物的接触面积
酶促反应速率
酶的特性：
具有高效性
具有专一性
作用条件较温和
总结：
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
温度对淀粉酶活性的影响
pH对过淀粉酶活性的影响
实验注意事项
1.探究温度对酶活性影响的实验中，不能选H2O2作底物，原因是：
2.探究PH对酶活性影响的实验中，不能选淀粉作底物。
3.探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应选碘液作检测试剂，不能用斐林试剂的原因是：
4.底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶验证酶的专一性实验中，应选斐林试剂作检测试剂，不能用碘液。
5.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。
高温下H2O2分解加快。
斐林试剂需水浴加热。

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