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降低化学反应活化能的酶
第二课时：酶的特性
酶的性质
酶与无机催化剂的共性
1.都能催化化学反应，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变平衡点。
a
b
c
时间
产物浓度
a 加酶 b加无机催化剂
c不加催化剂
酶的性质
酶与无机催化剂的共性
1.都能催化化学反应，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变平衡点
2.都通过降低化学反应的活化能而实现催化作用
3.反应前后其性质和数量不变
酶的特性
高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍
(1)原因
与无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能的作用更显著。
(2)意义
①保证了细胞内化学反应的顺利进行。
②保证了细胞内能量供应的稳定 。
主动运输
无机催化剂催化的化学反应范围比较广，那酶能像无机催化剂一样，催化多种反应吗？
酶的特性
探究·实践
探究酶是否能催化多种反应？
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，
水浴锅等
方案一
酶相同、底物不同
① 底物1 + 酶溶液
② 等量底物2 + 等量相同酶溶液
方案二
底物相同、酶不同
① 底物 + 酶溶液1
② 等量相同底物 + 等量酶溶液2
酶的特性
方案一
酶相同、底物不同
实验步骤 一 二
三 四 实验现象
结论 向两支试管中分别加入2ml淀粉酶溶液，轻轻振荡使试管内液体混合均匀，然后将试管下半部分浸入60℃左右的水浴锅中，保温5min
2号试管中加入2mL蔗糖溶液
取出试管 加入斐林试剂(边加边振荡）
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
能用碘液鉴定吗？
不能，因为碘液无法鉴定蔗糖是否反应
注
酶的特性
方案一
酶相同、底物不同
因为教材中P81页“探究·实践”中所给的实验用品没有水浴锅，而是热水、试管夹、石棉网、大烧杯、酒精灯等。
因此教材中是先将装有淀粉酶+不同底物的试管浸到60℃左右的热水保温5min；之后再向这两支试管加入斐林试剂并放到盛有热水的大烧杯中，并使用酒精灯加热煮沸1min。
酶的特性
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
方案二
底物相同、酶不同
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，淀粉不能与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，而淀粉的水解产物可与斐林试剂反应出现砖红色沉淀
酶的特性
高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍
专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应
如：脲酶—只能催化尿素分解
过氧化氢酶—只能催化H2O2分解
如：胰蛋白酶—水解赖氨酸、精氨酸的羧基与其他氨基酸的氨基形成的肽键
意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
酶-底物 复合物
（1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
（2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，酶的活性中心是柔软的而非刚性。当底物与酶相遇时，底物诱导酶活性中心的构象发生变化，形成了互补形状,从而有利于底物的结合。反应结束后酶的活性中心又恢复了原来的构象。
主动运输
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。酶起催化作用需要怎样的条件？
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用一定条件下催化某一化学反应的速率表示。若细胞生活的环境条件发生改变，酶活性怎么变？
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
提出问题
资料一：初中做消化酶实验时，需要控制温度等实验条件。
资料二：不同消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2-7.4，胃液的
pH为0.9-1.5，小肠液的pH为7.6。
资料分析
问题：
温度会影响酶的活性吗？
pH会影响酶的活性吗？
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
作出假设
针对提出的问题作出假设，并说明作出假设的依据，将所作假设记录下来。
假设：
温度过高或过低都会影响酶活性
pH过高或过低都会影响酶活性
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
设计实验
设计思路:
设置条件对照
1 底物 + 条件1 + 酶
2 底物 + 条件2 + 酶
3 底物 + 条件3 + 酶
…………
一段时间后
检测
底物的减少量
或
产物的生成量
1.探究温度对酶活性的影响时选择什么底物、酶和鉴定试剂？
淀粉，淀粉酶，碘液
H2O2常温常压可分解，加热分解更快；实验要严格控制温度，斐林试剂需加热
2.已知酸性环境促进淀粉水解，探究pH对酶活性的影响时选择什么底物、酶和鉴定试剂？
过氧化氢溶液，肝脏研磨液（过氧化氢酶）
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
问
① 自变量、因变量是什么？
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。
② 温度设定为多少？
0℃、 60℃和100℃
自变量：温度，因变量：淀粉的分解速率
③ 如何控制温度？
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
探究·实践
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉 2ml — 2ml — （ ） —
加淀粉酶 — （ ） — 2ml — 2ml
保温 混合 将2加入1中 将4加入3中 保温 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 结论 0℃冰水保温5min
60℃水浴保温5min
100℃水浴保温5min
2ml
2ml
变蓝
变蓝
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性
将6加入5中
自变量
因变量
无关
变量
酶的特性
探究·实践
探究影响酶活性的条件
（2） 探究pH对淀粉酶活性的影响
问
① 自变量、因变量是什么？
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。
自变量：pH，因变量：H2O2的分解速率
材料：
肝脏研磨液，H2O2，HCl溶液，NaOH溶液等
探究·实践
（2） 探究pH对淀粉酶活性的影响
实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 1号试管中加入 _____________ 。 2号试管中加入等量 __________________。 3号试管中加入等量 _________________。
三 三支试管都加入 ______________________ 四 三支试管都加入 ，振荡，反应 实验现象
实验结论 2滴NaOH溶液
2 mLH2O2溶液
产生少量气泡
产生少量气泡
酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性
2滴新鲜肝脏研磨液
稀盐酸
清水
产生大量气泡
自变量
因变量
无关
变量
酶的特性
高效性
酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍
专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应一般是在比较温和条件下进行的。
1.酶的活性(催化效率)受温度影响
一定范围，酶的活性随温度升高而增强
超过一定温度，酶的活性随温度升高而降低，甚至失活。
在最适温度，酶的活性最高
低温可降低酶活性，但不使酶失活
因此酶制剂常保存在低温条件下
酶的作用条件较温和
在最适pH，酶的活性最高
pH偏高或偏低酶的活性都会明显降低,直至失活
2.酶的活性(催化效率)受PH影响
酶的作用条件较温和
高效性
常温常压下就可以进行
20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程要在245kPa的高压和140-150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产，想一想，用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？有哪些产品可以用酶法生产？
与社会的联系
细胞的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。拿植物叶肉细胞说，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内。与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。
酶的作用条件较温和
1．反应条件
(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(2)酶只缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析
2．酶浓度和反应条件
(1)图甲：
在底物充足，其他条件适宜的情况下，
酶浓度与酶促反应速率成正比。
(2)图乙：
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应平衡点。
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析
3．反应底物浓度
(1)加入酶A时，一定范围内随底物浓度增加反应速率增加， 当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。
(2)酶A会促进酶促反应进行酶B不会，说明酶具有专一性。
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析
4．pH和温度
(1)甲图：
①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱；
②过酸过碱都会使酶失活
③不同的酶最适pH不同
(2)乙图：
①在一定温度范围内，随温度升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用将减弱；
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活
(3)丙图：
反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析

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