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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
01
02
03
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。
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。
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。
学习目标
目 录
01
酶具有高效性
02
酶具有专一性
03
酶的作用条件较温和
04
酶为生活添姿彩
资料：多酶片中酶的含量约为0.313g/片，其中胰酶0.3g/片，胃蛋白酶0.013g/片，而成人一顿饭摄入的食物总量约为600g。
为什么少量的酶就能催化大量的食物分解？
一、酶具有高效性
酶具有高效性
（1）酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。
（2）酶可在1s内完成非酶体系需要3年-30万年时间的反应。
科学家整理大量的实验数据发现：
酶具有高效性对生物体有何意义？
（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。
一、酶具有高效性
在坐标图中分别绘制不同条件下（不加催化剂、加无机催化剂和加酶）产物浓度随时间的变化曲线。
时间
产物浓度
a：加酶
b：加无机催化剂
c：不加催化剂
a
b
c
催化剂只能提高化学反应的速率，缩短达到平衡的时间，不改变化学反应的方向和化学平衡点，即不能改变产物的生成量。
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
一、酶具有高效性
胰酶包含胰淀粉酶、胰脂肪酶、及胰蛋白酶
多酶片中为什么要添加多种酶？
食物的主要成分为淀粉、脂肪及蛋白质，催化淀粉分解需要淀粉酶，催化脂肪分解需要脂肪酶，催化蛋白质水解需要蛋白酶。
二、酶具有专一性
质量分数为2%新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液；质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，蔗糖酶溶液；斐林试剂，碘液。
试管，烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴，卫生香。
1.实验材料及试剂：
2.实验器具：
二、酶具有专一性
探究·淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
3.设计方案：
方案一
酶相同，底物不同
①底物a+酶溶液
②等量底物b+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
实验材料：淀粉酶、淀粉、蔗糖
实验材料：淀粉、蔗糖、蔗糖酶
鉴别试剂：斐林试剂
鉴别试剂：碘液
二、酶具有专一性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
二、酶具有专一性
步骤 项目 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液
2 注入蔗糖溶液
3 注入新鲜的淀粉酶溶液
4 水浴加热 5 加入斐林试剂 6 沸水浴 7 观察颜色变化 2mL
—
—
2mL
2mL
2mL
60℃，保温5min
2mL
砖红色
无砖红色
结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。
4.实验过程及现象：
保持1min
二、酶具有专一性
酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
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
5.实验结果分析：
底物浓度
反应速率
底物D+ 酶D
底物D + 酶E
二、酶具有专一性
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
6.酶具有专一性的意义：
二、酶具有专一性
实验：探究酶的专一性
取样、分组、编号
控制自变量（实验组、对照组）
给予相同且适宜的条件（控制无关变量）
设计实验步骤的“四部曲”
对照原则
单一变量原则
等量原则
对照原则
检测因变量（观测实验结果）
第一步：
第三步：
第二步：
第四步：
高压
高温
强酸
强碱
酶起催化作用需要怎样的条件呢
三、酶的作用条件较温和
三、酶的作用条件较温和
1.探究温度对酶活性的影响
（1）实验材料及试剂：
淀粉、淀粉酶
①实验材料：
为什么不选用H2O2作为反应底物？
H2O2不稳定，受热易分解。
碘液
②检测试剂：
为什么不选用斐林试剂进行鉴定
斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。
先处理温度，再混合，原因：酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一混合就已发生反应，降低了实验的说服力。
实验材料先处理温度，还是先混合？
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
（2）实验过程
三、酶的作用条件较温和
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。
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。
三、酶的作用条件较温和
H2O2、H2O2酶
（1）实验材料：
不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，固定好酶的活性，再加底物。
三、酶的作用条件较温和
2.探究PH对酶活性的影响
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 1mlNaOH
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
先调pH再混合
（2）实验过程
三、酶的作用条件较温和
pH
反应速率
最适pH
D
E
F
在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快
在最适pH时，酶促反应速率最快
DE：
E点：
EF：
超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。
①在最适pH条件下，酶活性最高（如E点）。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。
②过酸（如D点）、过碱（如F点）都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
三、酶的作用条件较温和
酶制剂应该在怎样的条件下保存 为什么
酶制剂应该在低温和适宜pH条件下保存。
低温下酶的活性低,在温度升高至最适温度条件时,酶的活性可以恢复。高温、过酸、过碱条件下酶会变性失活,不适合保存酶制剂。
低温后逐渐升高温度至最适温度时酶活性会逐渐恢复，过酸或过碱时恢复最适pH酶活性会恢复吗？
不会，已永久失活
作用条件较温和
三、酶的作用条件较温和
四、酶为生活添姿彩
1.溶菌酶
溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
2.果胶酶
分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。
四、酶为生活添姿彩
3.加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
淀粉酶、纤维素酶
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
四、酶为生活添姿彩
5.多酶片
多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。
1.(2023·安徽合肥一中高一期中)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
√
课堂检测
2.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
√
课堂检测
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
√
课堂检测
4.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
√
课堂检测
本课结束

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