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5.1 课时2 酶的特性
酶是 产生的具有 的
有机物
催化作用
活细胞
酶的化学本质不同于无机催化剂
来源
功能
本质
蛋白质
RNA
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酶有哪些特性呢？
一、酶的高效性
【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解
思考
该实验说明，酶具有什么特性？
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。
【资料】质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，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。
【结果】4号试管（滴加2滴肝脏研磨液）比3号试管（滴加2滴FeCl3溶液）
反应速率更快。
你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。如果供能的化学反应慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗?化学反应要酶来催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飞。
说明酶高效性有什么生物学意义？
保证了细胞代谢快速有效地进行。
保证了细胞内能量供应的稳定。
二、酶的专一性
思考
酶也能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？
【资料】无机催化剂催化的化学反应范围比较广。
例如：酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。
以“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”为例，探究酶是否具有专一性。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
原理
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性）
能用碘液代替斐林试剂吗检测吗？
淀粉的特性是遇碘变蓝色，淀粉酶能把淀粉催化成麦芽糖，不能催化蔗糖，所以遇碘都不会变色。也就是说，只能检测淀粉被分解了，不能检测蔗糖是否被分解。
可用什么办法来鉴定？
可用斐林试剂鉴定
探究·实践
①脲酶——只能催化尿素分解。
②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。
③二肽酶——可以催化所有的二肽分解
底物浓度
反应速率
底物D+ 酶D
底物D + 酶E
酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
二、酶的专一性
方案二：
淀粉 + 蔗糖酶
蔗糖 + 蔗糖酶

方案四：
蔗糖 + 淀粉酶
蔗糖 + 蔗糖酶

方案一：
淀粉 + 淀粉酶
蔗糖 + 淀粉酶

方案三：
淀粉 + 淀粉酶
淀粉 + 蔗糖酶
思路1：底物不同，酶相同
思路2：底物相同，酶不同
用斐林试剂检测
用斐林试剂检测
用斐林试剂检测
用碘液或者斐林试剂检测
方法总结：如何设计实验，证明酶具有专一性？
1. 感冒发烧的你为什么不想吃饭呢？
2. 我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？
（提示：唾液的pH为6.2-7.4，胃液的pH为0.9-1.5）
思考与讨论
酶的催化作用需要适宜的温度和pH。
1.探究温度对酶活性的影响。
选取材料：
淀粉&淀粉酶 vs. H2O2& H2O2酶
高温下容易分解
自变量：
温度
低温 vs. 常温 vs. 高温
最适温 60℃
因变量：
淀粉被分解的速率
具体操作步骤是什么？
三、酶的作用条件较温和
＋碘液→出不出现蓝色
实验设计
试管编号
试管1
试管1′
试管2
试管2′
试管3
试管3′
实验步骤
一
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
二
放入0 ℃冰水中水浴5 min
放入60 ℃温水中水浴5 min
放入100 ℃热水中水浴5 min
三
将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min
将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min
将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四
取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验过程
试管编号
试管1
试管1′
试管2
试管2′
试管3
试管3′
实验步骤
一
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL淀粉溶液
二
放入0 ℃冰水中水浴5 min
放入60 ℃温水中水浴5 min
放入100 ℃热水中水浴5 min
三
将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min
将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min
将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min
四
取出试管各加入两滴碘液，振荡
实验现象
实验结论
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
温度过高或过低都会降低淀粉酶溶液的活性，60℃时其活性最高。
实验现象与结论
1.实验过程中是否可以把淀粉酶与淀粉在常温下混合,然后再放入一定温度条件下保温?为什么?
2.实验结果的鉴定为什么选择碘液而不用斐林试剂?
3.能否用过氧化氢溶液和过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响?为什么?
不能,常温下淀粉会被淀粉酶水解,影响实验结果。
此实验的自变量是温度,不能随意改变,而斐林试剂使用时需水浴加热,温度改变后会影响酶与底物反应。
不能。因为过氧化氢受热易分解,温度越高,过氧化氢分解越快,会对实验结果造成干扰。
思考讨论
H2O2、H2O2酶
①实验材料：
不选用淀粉作为反应底物的原因？
淀粉在酸性条件下会被水解
先往试管加入酶溶液还是底物?
先加入酶溶液，固定好酶活性，再加底物。
2.探究pH对酶活性的影响
②实验过程
实验
步骤
一
取三支试管，编号1、2、3。
二
三支试管都加入1mL新鲜肝脏研磨液，振荡，反应
三
1号试管中加入1mL蒸馏水
2号试管中加入等量1mL盐酸溶液
3号试管中加入等量1mLNaOH溶液
四
三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应
实验现象



产生少量气泡
产生少量气泡
产生大量气泡
④实验结论：
酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶活性。
③实验现象：
1.为什么不选择淀粉和淀粉酶做pH影响酶活性的实验?
2.如何避免除pH之外的因素对实验结果造成干扰?
3.归纳总结:通过以上两个实验可以得出什么结论?
酸性溶液会使淀粉分解,影响实验结果;碱性条件下碘与淀粉不会变蓝色。
除自变量pH外,其他的无关变量,在实验过程中必须控制为完全相同且适宜。
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,酶促反应需要适宜的温度和pH。
思考讨论
失活
抑制
t/℃
最适温度
酶促反应速率/v
最适PH
酶促反应速率/v
PH
a
b
c
f
e
d
3.建构数学模型
失活
失活
低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构遭到破坏，温度适当升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶的空间结构遭到破坏，使其永久失活。
高温、过酸、过碱会导致酶的空间结构遭到破坏，使其永久失活。
归纳：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
底物浓度
酶促反应速率
酶量一定
2、pH
温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
温度
酶促反应速率
最适温度
pH
反应速率
最适pH
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因分别是 。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因是 。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率 ，不再增长的原因是 。
④图丁中， 时， 。
均下降
低温抑制了酶活性，高温使酶的空间结构发生改变
酶的空间结构发生改变
最大
酶的数量有限，已达到饱和
底物充足
酶促反应速率和酶浓度成正比
均下降
【酶与生活的联系】
溶菌酶溶解细菌的细胞壁
含酶牙膏
果胶酶
加酶洗衣粉
多酶片
酶的应用
胰蛋白酶
酶为生活添姿彩
酶的特性
概念：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
实验探究： 。
概念：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
实验探究： 。
概念：在最适宜的温度和pH下，酶的活性很高；
温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。
探究温度： 。
探究 pH ： 。
H2O2在H2O2酶和Fe3+条件下的分解
高效性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
专一性
不同温度下，淀粉酶对淀粉的水解作用
作用
条件
较温和
不同pH下，H2O2酶对H2O2的分解作用
1.某研究小组为比较H2O2在不同条件下的分解情况，在常温下进行了如下实验。下列相关叙述错误的是( )
组别
质量分数为20%的H2O2溶液
实验处理
现象
1
2 mL
不处理
气泡很少
2
2 mL
FeCl3溶液
气泡较多
3
2 mL
新鲜猪肝匀浆
大量气泡
A.组1和组3对照可以证明酶具有高效性
B.由于H2O2化学性质不稳定，所以最好现用现配
C.实验温度、H2O2溶液的浓度与用量均为无关变量
D.滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一支滴管
A
2.某同学为了验证淀粉酶的专一性设计了以下三种实验方案。方案一：一组试管内加入淀粉酶和淀粉，另一组试管内加入淀粉酶和蔗糖，一段时间后往两组试管中分别加入适量碘液并观察两组试管的颜色反应。方案二：一组试管内加入淀粉酶和淀粉，另一组试管内加入淀粉酶和蔗糖，一段时间后往两组试管中分别加入适量斐林试剂并观察两组试管的颜色反应。方案三：一组试管内加入淀粉酶和淀粉，另一组试管内加入蔗糖酶和淀粉，一段时间后往两组试管中分别加入适量碘液并观察两组试管的颜色反应。下列有关这三种方案的说法，正确的是( )
A.三种方案中的两组试管加入的底物和酶的量分别相等
B.方案一加入碘液可以鉴定淀粉是否被分解，也能证明蔗糖是否被分解
C.方案二加入斐林试剂可以鉴定淀粉是否被分解，但不能证明蔗糖是否被分解
D.方案三能通过颜色反应判断两组试管中是否有还原糖产生
A
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
度下保温5 min→加入斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
A
4.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中，调整pH至2.0，置于37 ℃的水浴锅内。过一段时间后容器内剩余的物质是( )
A.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
D

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