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第5章 细胞的能量供应和利用
第1节第2课时 酶的特性
1.酶有哪些特性？
2.酶的活性受哪些条件的影响？
本节聚焦
一、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
（1）原因：
与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。
（2）意义：
保证了细胞内化学反应的顺利进行，保证了细胞内能量供应稳定
A
B
C
A、B曲线比较，说明酶具有____________
A、C曲线比较，说明酶具有____________
高效性
催化作用
二、酶具有专一性
【探究·实践】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。
淀粉和蔗糖在酶的催化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，确定底物是否被水解。
还原糖 产生砖红色沉淀
斐林试剂
水浴加热
实验步骤 ① 取两支试管，编号1、2
②
③
④
实验现象
结论
1号试管加入2ml淀粉溶液
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
2支试管均加入___________2mL，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。
淀粉酶溶液
各加入_____________→振荡→60℃水浴加热2min
斐林试剂2mL
3.实验设计
酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
【探究·实践】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
（2）在上述实验中，检测试剂斐林试剂可否换做碘液？
不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解。
4.思考与讨论：
（1）已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？
本实验存在什么对照？
有必要，可排除无关变量的影响。如淀粉酶的活性、浓度，加热时间等。如果没有1号试管，就不能证明蔗糖没有被水解的原因是淀粉酶不能催化蔗糖水解，因为有可能是淀粉酶浓度不足或酶失活
本实验存在相互对照
【探究·实践】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
方案一
同种酶+不同底物
① 底物 + 酶溶液
② 等量底物 + 等量相同酶溶液
方案二
同种底物+不同酶
① 底物 + 酶溶液
② 等量相同底物 + 等量酶溶液
(3)针对该实验你还有其他的设计方案吗？
4.思考与讨论：
【探究·实践】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
（1）概念：每一种酶只能催化_____________化学反应。
一种或一类
反应前后酶的结构和性质不变
底物
酶
分解反应
产物
酶—底物复合物
酶能重复利用，不会被分解,但酶也会发生自我更新
二、酶具有专一性
（2）意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
（3）分析酶的专一性模型
A表示______；
B表示被A催化分解的______；
E、F表示B被分解后______；
C、D表示__________________。
酶
底物
产物
不能被酶催化的物质
二、酶具有专一性
唾液(淀粉酶)
pH 6.2～ 7.4
胃液(胃蛋白酶)
pH 0.9～1.5
小肠液（含多种酶）
pH 7.6
使用温水30- 40℃效果最佳，切勿用60℃以上的热水
①酶的活性可能受温度影响。
阅读上述材料，能得出哪些结论？
②酶的活性可能受pH值的影响，并且不同的酶需要不同的pH 条件。
三、酶的作用条件较温和
（1）变量分析
自变量：
不同的温度条件
因变量：
酶的活性
产物的增加量
反应物的减少量
无关变量：
底物和酶的量、pH等
（2）材料选择：
选择淀粉酶和淀粉
因为H2O2受热易分解，会对实验结果造成干扰
选择淀粉酶和淀粉，还是过氧化氢酶和过氧化氢作为实验材料？为什么
比如分别用60℃的水、沸水和冰水处理
1.探究温度对酶活性的影响
反应原理：
淀粉
淀粉酶
鉴定原理：
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
↓碘液
蓝色
↓碘液
无蓝色出现
斐林试剂使用时需要水浴加热，而加热会改变实验温度，对实验结果造成影响。
能不能用斐林试剂对实验结果进行检测
1.探究温度对酶活性的影响
（3）实验原理
麦芽糖
1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉 2ml — 2ml — 2ml —
加淀粉酶 — 2ml — 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
变蓝
变蓝
不变蓝
温度过高或过低都会降低酶的活性,在适宜的温度下酶活性最高
将6加入5中
保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。
1.探究温度对酶活性的影响
（4）实验过程
低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）
高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)
酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。
在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。
当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
最适温度
1.探究温度对酶活性的影响
不同的PH条件
酶的活性
产物的增加量
反应物的减少量
底物和酶的量、温度等
过氧化氢酶和过氧化氢
不用淀粉酶和淀粉探究PH对酶活性的影响，因为酸能促进淀粉水解
选择淀粉酶和淀粉，还是过氧化氢酶和过氧化氢作为实验材料？为什么
比如可加入强酸或强碱
2.探究PH对酶活性的影响
（1）变量分析
自变量：
因变量：
无关变量：
（2）材料选择：
pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用气泡的产生量（或点燃但无火焰的卫生香复燃的情况）来检验其生成量的多少。
H2O2 H2O+O2
过氧化氢酶
反应原理：
鉴定原理：
（3）实验原理
2.探究PH对酶活性的影响
操作步骤 1号试管 2号试管 3号试管
第一步 加入2滴肝脏研磨液
第二步 1mL pH=7的缓冲液 1mL 盐酸溶液 1mL NaOH溶液
第三步 加入2mL的H2O2溶液
第四步 观察气泡生成速率，或插入卫生香，观察复燃所需时间
实验现象
结论
产生大量气泡
产生少量气泡
产生少量气泡
1. 实验步骤中第二、三步一定不能颠倒，因为酶具有高效性，调节pH前就混合，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。
2. 本实验中也可将过氧化氢酶溶液和H2O2 溶液分别调至同一pH 再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
过酸、过碱都会影响酶的活性，适宜pH下酶的活性最高。
先调PH，再混合
2.探究PH对酶活性的影响
（4）实验过程
酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。
在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。
当超过最适pH，酶的活性随着PH的升高而降低，甚至失活。
强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)
酶促反应速率
最适PH
动物体内酶的最适pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶的最适pH大多为4.5~6.5。
2.探究PH对酶活性的影响
高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
低温使酶活性受抑制，温度恢复，酶活性可以恢复。
酶作用条件温和
最适温度
最适PH
探究温度PH对酶活性的影响
影响酶促反应的因素
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：
3.影响酶促反应速率的因素：
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
pH
温度
抑制剂
激活剂
酶活性
酶浓度
底物浓度
酶促反应速率
底物与酶的接触面积
★酶活性≠酶促反应速率
酶浓度和底物浓度不影响酶活性
反应速率随酶浓度的升高而加快
在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快;但达到一定浓度后，反应速率不再变化
酶促反应速率
酶浓度
底物足够
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
酶浓度、底物浓度对反应速率的影响
与酶有关实验的几个注意点
课堂检测
1.(1)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ( )
(2)高温和低温都能使酶的活性降低,但是二者的作用实质不同。 ( )
(3)探究酶的最适pH,需要在酶的最适温度条件下进行。 ( )
(4)温度过高,过酸,过碱会破坏酶中存在的肽键。 ( )
(5)酶具有高效性、专一性和反应条件温和等特性 .( )
√
√
√
×
√
课堂检测
2.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定
B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.由图4实验结果可知酶具有高效性
D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
C
本课结束

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