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第1节 降低化学反应活化能的酶
（第二课时）
课标要求 核心素养
说明酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 1.科学思维：构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型。
2．科学探究：通过探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”发展科学探究能力。
2.各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
1.什么是活化能？
3.酶的本质：
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
上节知识点回顾
一、酶的特性
比较过氧化氢在不同条件下的反应
常温
加热
加FeCl3
加过氧化氢酶
1
2
3
4
经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液与20%肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。但酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
酶具有高效性。
该资料说明酶具有什么特性？
酶同无机催化剂相比，其降低活化能的作用更显著。
原因
第1、4组对照可以说明酶具有高效性吗？
1.高效性
a
b
c
时间
产物浓度
__________对比说明酶具有高效性。
a、b
a、c对比说明酶具有_____
______。
酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点
催化
作用
一、酶的特性
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
平衡点
请思考：酶能像无机催化剂一样，
催化多种化学反应吗？
2.专一性
一、酶的特性
探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉和蔗糖都是非还原糖。
淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。
通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。
1. 实验原理
2. 实验设计
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 淀粉酶
溶液
1 2 mL 2 mL
2 2 mL 2 mL
斐林试剂 反应
条件
2 mL 沸水浴
1 min
2 mL
产物鉴定
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 ？
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 淀粉酶 溶液 蒸馏水
1 2 mL 2 mL
2 2 mL 2 mL
3 4 mL
斐林试剂 反应
条件
2 mL 沸水浴
1 min
2 mL 2 mL 2. 实验设计
2.专一性
一、酶的特性
探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
思考：能否用碘液对实验结果进行检测？
不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解
一、酶的特性
2.专一性
探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
3. 实验结果
一、酶的特性
2.专一性
探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
4. 实验结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！
改进实验设计
步骤 项目 1 2 3 4 5 6
1 加淀粉溶液 2mL 2mL 2mL
2 加蔗糖溶液 2mL 2mL 2mL
3 加淀粉酶 1mL 1mL
4 加蔗糖酶 1mL 1mL
5 保温 各自在60℃下保温5min 6 加斐林试剂 各加入2mL斐林试剂 7 沸水浴加热
观察颜色 8 沸水浴1min
无砖红色
无砖红色
有砖红色
无砖红色
无砖红色
有砖红色
实验结论：
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解；蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解。即酶具有专一性。
一、酶的特性
2.专一性
同一底物，不同酶
同一酶，不同底物
探究酶专一性的方法
一、酶的特性
2.专一性
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
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）
2.专一性
一、酶的特性
请思考：
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？
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
(一)探究.温度对淀粉酶活性的影响
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
注
① 确定自变量、因变量
② 如何控制温度？
取3支试管，各加入2mL淀粉，加入等量酶，分别置于0℃、 60℃和100℃的条件下反应5min，然后进行鉴定
材料：淀粉，淀粉酶（工业淀粉酶，最适温度60℃），碘液，斐林试剂， 水浴锅等。
先将酶与底物分别于不同温度下保温一段时间后再混合
确保混合后的酶促反应在预设温度下进行
3.作用条件温和
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 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
(一)探究.温度对淀粉酶活性的影响
一、酶的特性
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 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
③为何不选斐林试剂鉴定？
实验要严格控制温度，斐林试剂需加热
注
探究温度对淀粉酶活性的影响
3.作用条件温和
一、酶的特性
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 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
H2O2常温常压可分解，加热分解更快
注
④ 实验材料可不可以选H2O2
(一)探究温度对淀粉酶活性的影响
3.作用条件温和
一、酶的特性
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
AB：
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
B：
在最适温度时，酶促反应速率最快
BC：
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。
（区间）
(一)探究温度对淀粉酶活性的影响
3.作用条件温和
一、酶的特性
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
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
(一)探究温度对淀粉酶活性的影响
3.作用条件温和
一、酶的特性
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
注
① 确定自变量、因变量
材料： 肝脏研磨液，淀粉，淀粉酶，H2O2，HCl，NaOH等
②如何设置不同的pH？
将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
实 验 步 骤 一
二 三
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
1号
2号
3号
加蒸馏水1mL
等量的 5%HCl
等量的 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
③为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？
酸性条件下淀粉会分解
注
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
pH
反应速率
最适pH
A
B
C
AB：
在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快
B：
在最适pH时，酶促反应速率最快
BC：
超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。
（区间）
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
7
pH
2
0
1
3
4
5
6
8
9
10
胃蛋白酶
胰蛋白酶
11
12
13
14
反应速率
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
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、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活，
低温使酶的活性抑制，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。
因此，酶制剂需要在低温和适宜的pH下保存。
一、酶的特性
3.酶的作用条件较温和
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
二、影响酶促反应的因素
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。
温度、pH、底物浓度、酶浓度
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，因为，酶数量有限。
二、影响酶促反应的因素
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.纤维系酶 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
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 C水中热烫处理2 min,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.破环淀粉酶的活性
D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
D.
B.
C
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
提示: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.这个模型可以类比解释酶的专一性。
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。

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