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(共28张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第一节降低化学反应活化能的酶
——酶的特性
（第二课时）
一、学习目标
二、重难点
1.通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”的探究活动,阐明酶具有专一性,学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。(科学探究)
2.通过“pH和温度对酶活性的影响”的探究活动,分析推导“酶的作用条件较温和”的特性,培养模型建构的科学思维。(科学思维)
3.通过酶在生活和生产中应用的实例,认同酶在生产实践上应具有高效、环保、节能等特点。(社会责任)
1.说出酶的三大特性，理解酶促反应过程。
2.探究影响酶活性的因素，培养学生的科学思维能力，运用实验基本原理设计简单的实验,培养学生的科学探究能力。
情 境
视频：消化不良吃多酶片
《多酶片说明书》
功效：用于消化不良、食欲缺乏
成分：每片含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g(包括胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶)
注意事项：不宜用热水送服；不能与碱性食物同服；不宜搅碎服用或加水捣烂服用。
药品性状：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。
面对美食，我们经常禁不住诱惑，但暴饮暴食又容易出现消化不良的情况，这时候可以服用多酶片来缓解症状。
酶具有哪些特性呢？
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍
107～1013
FeCl3溶液
新鲜肝脏研磨液
a、c对比说明酶具有________。
a、b对比说明酶具有________。
催化作用
高效性
二 、酶的特性
酶具有高效性
1 .
与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。
(1)含义:
酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。
(2)意义:
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？
①保证了细胞代谢快速有效地进行。
②保证了细胞内能量供应的稳定。
(3).表示酶高效性的曲线：
二 、酶的特性
1.如果把蔬菜、肉类、米饭等放入盐酸中会出现什么样的结果？
无机催化剂催化范围比较广。酸能催化蛋白质、脂肪、淀粉水解。
均会被分解
口腔中含唾液淀粉酶，不能分解肉丝中的蛋白质
联系生活
2.口腔里有消化酶，为什么塞进牙缝的肉丝两天后还没被消化？
酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗
二 、酶的特性
酶具有专一性
2 .
探究 实践
.
（1）探究实验： 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验目的：探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
②实验原理：
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。
③实验设计：控制变量、设计对照实验
二 、酶的特性
酶具有专一性
2 .
探究 实践
.
（1）探究实验： 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
③实验设计：控制变量、设计对照实验
步骤 试管1 试管2
第1步 注入可溶性淀粉溶液
注入蔗糖溶液
注入新鲜的淀粉酶溶液
第2步
第3步
第4步
第5步 观察溶液颜色变化
2mL
-
2mL
-
2mL
2mL
60℃水浴保温5min
新配制的斐林试剂
2mL
2mL
60℃水浴2min
出现砖红色沉淀
检测因变量
自变量
无砖红色沉淀
(同酶不同底物)
无关变量相同且适宜
二 、酶的特性
酶具有专一性
2 .
探究 实践
.
（1）探究实验： 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
④实验结果和结论:
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解
实 验 步 骤 一 取两支试管，编号1、2
二 1号试管中加入2mL淀粉溶液 2号试管中加入2mL蔗糖溶液
三 分别加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，保温5min。
四 加入斐林试剂2mL→振荡→60℃水浴2min
实验现象 砖红色沉淀 无变化
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 酶具有专一性
底物不同，酶相同
底物相同，酶不同
分别向两支试管中各加入2mL淀粉溶液
1号试管加入2滴淀粉酶溶液 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
不变蓝
变蓝
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解
能否用碘 液对实验结果进行检测
能否用斐林试剂对实验结果进行检测
不能。碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色
二 、酶的特性
酶具有专一性
2 .
（2）特点：一种酶只能催化一种或一类反应。
锁钥学说
（3）意义：
（4）酶专一性的曲线：
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
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
①反应前后酶的结构和性质不变
②同一生物不同细胞内酶的种类和数量不相同
课堂练习
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
D
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
B
教材课后习题
3.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
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
P73
二 、酶的特性
二 、酶的特性
高压
高温
强酸
强碱
√
√
√
√
酶起催化作用需要怎样的条件呢？
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
探究 实践
.
联系生活
为什么感冒发烧了会不想吃饭；加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围。由此看来，哪些因素可能会影响酶的特性？
（1）探究实验： 影响酶活性的条件
酶活性:酶催化特定化学反应的能力。
酶促反应速率：酶所催化的某一化学反应速率。可衡量酶活性。
检测指标：单位时间内底物剩余量、产物生成量
实验材料： 新鲜的肝脏研磨液，H2O2溶液；淀粉酶（最适温度60℃）,淀粉（已知淀粉在酸性条件下会水解）； HCl溶液，NaOH溶液，蒸馏水； 热水，冰块;碘液，斐林试剂。
提出问题：
pH会影响酶的活性？
温度会影响酶的活性？
注意的问题：1.自变量、因变量分别是什么？如何选材，选择哪组酶与底物？
2.如何保证酶与底物在规定的温度（或pH）条件下反应？
3.该实验中，如何观察或检测因变量？
作出假设：
实 验 步 骤 分组编号 1 2 3 4 5 6
一
二
三
四
五
实验现象
结论
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
探究 实践
.
1）探究温度对酶活性的影响
淀粉2ml
淀粉酶1ml
淀粉酶1ml
淀粉2ml
淀粉2ml
冰水浴5min
60℃水浴5min
沸水浴5min
1与2号试管混合摇匀
3与4号试管混合摇匀
5与6号试管混合摇匀
冰水浴5min
60℃水浴5min
沸水浴5min
取出试管分别滴加2滴碘液摇匀观察现象
呈蓝色
呈蓝色
淀粉酶1ml
自变量？因变量？
无关变量？
淀粉酶和淀粉
该实验能否用H2O2和H2O2酶做实验？
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
不变蓝
探究 实践
.
2）探究pH对酶活性的影响
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
实 验 步 骤 一
二
三
四
五
实验现象
结论
各加入3%过氧化氢2mL
记录单位时间气泡产生的情况
各加入肝脏研磨液2滴
1号
2号
3号
加蒸馏水1mL
1mL的 HCl溶液
1mL的 NaOH溶液
几乎无气泡
大量气泡产生
较少气泡
过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高
H2O2和H2O2酶
该实验能否用淀粉酶和淀粉做实验？
实验步骤三、四能否颠倒？为什么？
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
（2）温度和PH对酶活性的影响：
1）温度：
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
在最适温度时，酶促反应速率最快
AB段：
B 点：
BC段：
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。
②特点：低温(如A点)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(如C点)会导致酶的空间结构遭到破坏，使其永久失活。
低温保存酶等蛋白质制品
①曲线：
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
（2）温度和PH对酶活性的影响：
一般来说，酶的最适温度：
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℃
温度
反应速率
最适温度
耐高温的DNA聚合酶最适温度可达94℃
二 、酶的特性
酶的作用条件较温和
3 .
（2）温度和PH对酶活性的影响：
1）ph：
①曲线：
pH
反应速率
B
A
C
最适pH
a.在最适pH条件下，酶活性最高（如B点）。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。
b.过酸（如A点）、过碱（如C点）都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
②特点：
唾液(淀粉酶)
pH 6.8
胃液(胃蛋白酶)
pH 1.5～2.2
小肠液(含多种酶)pH 7.8～8.5
不同酶的最适pH不同
二 、酶的特性
影响酶促反应的因素
4 .
温度、pH、底物浓度、酶浓度
（1）温度和PH值:
在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
（2）底物浓度:
酶量一定
（3）酶浓度
影响酶促反应的因素
4 .
A.抑制剂：
①竞争性抑制剂：抑制剂与底物竞争酶。
第二类竞争性抑制剂
第一类竞争性抑制剂
（4）抑制剂和激活剂：
a
b
c
M
酶浓度
反应速率
O
底物一定
二 、酶的特性
影响酶促反应的因素
4 .
（4）抑制剂和激活剂：
②非竞争性抑制剂：抑制剂与底物不存在竞争关系。
A.抑制剂：
B.激活剂：
提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。
大部分激活剂是无机盐离子，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。
有些酶在有激活剂存在时才有活性或活性较高。
二 、酶的特性
课堂练习
4.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃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
5.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。
（二、拓展应用2）
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。
P85
教材课后习题
二 、酶的特性
课堂练习
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。
P85
教材课后习题
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。
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。
二 、酶的特性
课堂小结
酶通过活性位点与底物结合，形成酶—底物复合物，降低化学反应的活化能。
酶活性受到温度、pH及调节剂等环境因素的影响；酶催化的反应一般是在温和、适宜的条件下进行的。
酶的特性
酶具有专一性
酶具有高效性
影响酶活性的因素
每一种酶只能催化一种或一类的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍
练习与应用
一、概念检测
1D ，2B，3D
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
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。
【提示】
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。（略:见课堂练习）
下 课
Thanks!
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