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1、第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶二二.酶的特性酶的特性1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。3、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。请大家回忆上节课请大家回忆上节课H H2 2O O2 2在不同条件下的分解的实验！在不同条件下的分解的实验！无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？如何用实验来验证著呢？如何
2、用实验来验证 ？3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率为什么为什么4 4号试管的反应速率比号试管的反应速率比3 3号试管快得多？号试管快得多？说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率的催化效率( (活性活性) )高得多。高得多。 上述实验说明了：上述实验说明了：一一、酶具有高效性、酶具有高效性酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义： 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行事实上，酶的催化效率事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的一般是无机催化剂的 107 1013 倍
3、。倍。酶的高效性实验设计：酶的高效性实验设计：（1 1）思路：）思路：（3 3）实例：）实例：（2 2）变量分析：）变量分析：底物底物+ +生物催化剂（酶）生物催化剂（酶） 底物分解速率（或产物形成的速率）底物分解速率（或产物形成的速率）实验组：实验组：底物底物+ +无机催化剂无机催化剂 底物分解速率（或产物形成的速率）底物分解速率（或产物形成的速率）对照组：对照组：自变量：自变量：因变量：因变量：催化剂催化剂 底物分解速率底物分解速率 比较比较FeFe3+3+和过氧化氢酶的催化效率和过氧化氢酶的催化效率探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 现在给你淀粉酶溶液，要观
4、察淀粉酶能催现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？ 淀粉和蔗糖淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色砖红色的沉淀。的沉淀
5、。淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二三三实验实验现象现象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5 5minmin2 2号试管中加入号试管中加入2 2mLmL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 振荡振荡约约6060水浴水浴2 2minmin1 1号试管中加入号试管中加入2 2mLmL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色无变化无变化棕色棕色砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀
6、粉和蔗糖的水解作用一一、酶具有高效性、酶具有高效性 二、酶具有专一二、酶具有专一 性性v每一种酶只能催化每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。一种或一类一种或一类 v细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的酶的 是分不开的。是分不开的。专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 4000 4000 多种多种, ,它们它们分别催化不同的分别催化不同的化学反应化学反应。（1 1）思路：）思路：（3 3）实例：）实例：（2 2）变量分析：）变量分析：底物底物+ +相应酶液相应酶液 底物被分解底物被分解实验组：实验组：另一底物另一底物+ +相同酶液相同酶液
7、底物不分解底物不分解对照组：对照组：自变量：自变量：因变量：因变量：不同底物或不同酶液不同底物或不同酶液 底物是否被分解底物是否被分解探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解作用探究淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的分解作用实验组：实验组：对照组：对照组：底物底物+ +相应酶液相应酶液 底物被分解底物被分解相同底物相同底物+ +另一酶液另一酶液 底物不分解底物不分解酶的专一性实验设计：酶的专一性实验设计：淀粉溶液淀粉溶液蔗糖溶液蔗糖溶液实实验验步步骤骤一一二二1 1号试管中加入号试管中加入2 2mLmL淀粉溶液淀粉溶液2 2号试管中加入号试管中加入2 2mLmL蔗糖溶液蔗糖溶液分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振
8、荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5 5minmin 从上面进行的实验我们看出进行实验需从上面进行的实验我们看出进行实验需要的条件是要的条件是6060左右。左右。能不能换成能不能换成00或或 100100 呢，温度会不会影响酶的催化效率（活性）？我呢，温度会不会影响酶的催化效率（活性）？我们可以设计一个实验来证明们可以设计一个实验来证明, ,实验设计原则：实验设计原则： 对照原则对照原则. . 单一变量单一变量( (单因子）原则单因子）原则实验后1 1、探究温度影响酶活性的实验选择淀粉酶还是、探究温度影响酶活性的实验选择淀粉酶还是H H2 2
9、O O2 2 酶作为实验材料？酶作为实验材料？淀粉酶。因为淀粉酶。因为 H H2 2O O2 2受温度影响也会分解受温度影响也会分解2 2、至少需要设计几组实验？选择几个温度？、至少需要设计几组实验？选择几个温度？三组，高温，低温和常温！三组，高温，低温和常温！3 3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？碘液，看是否变蓝碘液，看是否变蓝三三. .影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素实验前带火星卫生香实验后序号项目试管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5实验现象以上设计是否有错误
10、？以上设计有两点错误以上设计有两点错误: :一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则; ;二是试剂加入的顺序错误二是试剂加入的顺序错误2 2、3 3步应互换。步应互换。 1 1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管各各加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，振荡滴，振荡5 5分钟分钟试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色保持保持00冰水中冰水中约约5min5min加热至加热至100100，约约5min5min加热至加热至6060，约约5min5min各加入两滴碘液各
11、加入两滴碘液振荡振荡无明显现象无明显现象只有在一定温度下酶的催化效率最好只有在一定温度下酶的催化效率最好蓝色蓝色探究温度对淀粉酶活性的影响探究温度对淀粉酶活性的影响 除了除了注意对照实验设计原则，还要注意实验的注意对照实验设计原则，还要注意实验的顺序顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。出的结果更准确。 小结小结 （1） 温度影响酶促反应速率温度影响酶促反应速率在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；达到最适温度时，酶的活达到最适温度时，酶的活性最高；性最高；超过最适温度时，随
12、着温超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性度的继续升高，酶的活性逐渐下降。逐渐下降。温度过高温度过高会使酶的空间结构遭会使酶的空间结构遭到破坏，蛋白质变性到破坏，蛋白质变性,使使酶永酶永久失活久失活,低温只是酶活性降低低温只是酶活性降低每种酶都有自己的每种酶都有自己的最适温度 动物：动物：35-4035-40摄氏度摄氏度 植物植物 40-5040-50摄氏度摄氏度 细菌、真菌细菌、真菌 差别较大差别较大1 1号试管号试管过氧化氢过氧化氢溶液溶液实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡2
13、23 3minmin试管各加入试管各加入2 2mLmL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化探究探究pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响小结小结 （2） PH影响酶促反应速率影响酶促反应速率在一定范围内，随着在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；的升高，酶的活性逐渐增强；达到最适达到最适pH时，酶的活性最高；时，酶的活性最高；超过最适超过最适pH时，随着时，随着
14、pH的继续的继续升高，酶的活性逐渐下降。升高，酶的活性逐渐下降。过酸、过碱过酸、过碱会使酶的空间结构遭到会使酶的空间结构遭到破坏，蛋白质变性破坏，蛋白质变性,使使酶永久失活酶永久失活在最适合的在最适合的pHpH下，酶的活性下，酶的活性 最高。动物体里的酶最适动物体里的酶最适PHPH大多在大多在6.5-8.06.5-8.0之间，之间，（但胃蛋白酶为但胃蛋白酶为1.51.5，胰液中的酶为，胰液中的酶为8-98-9）植物体里的酶最适植物体里的酶最适PHPH大多在大多在4.5-6.54.5-6.5之间之间 高温、低温、过酸和过碱对酶高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？活性的影响其本质相同
15、吗？ 不同不同，过酸、过碱或温度过高过酸、过碱或温度过高，会使酶的，会使酶的空间结空间结构遭到破坏构遭到破坏，使酶，使酶永久失活永久失活；低温低温虽然使酶活性明虽然使酶活性明显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温度下其度下其活性可以恢复活性可以恢复。酶适于在。酶适于在0 044保存。保存。（1 1）思路：）思路：（3 3）无关变量：）无关变量：（2 2）变量分析：）变量分析：底物底物 + t+ t1 1（或（或pHpH1 1）+ + 酶液酶液 自变量：自变量：因变量：因变量：温度（或温度（或pHpH） 底物分解速度或产物形成速度底物分解速度或产
16、物形成速度 底物浓度、体积、酶浓度、体积，pH（或温度）底物底物 + t+ t2 2（或（或pHpH2 2）+ + 酶液酶液 底物底物 + + t tn n（或（或pHpHn n）+ + 酶液酶液 底物分解速度底物分解速度或产物的形成速度或产物的形成速度酶需要温和条件实验设计：酶需要温和条件实验设计：（3）底物浓度对酶促反应的影响）底物浓度对酶促反应的影响酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度在其它条件适宜，酶量一定在其它条件适宜，酶量一定的情况下，酶促反应速率随的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，但底物浓度的增加而加快，但当底物达到一定浓度后，酶当底物达到一定浓度后，酶促反应速率
17、不再增加。促反应速率不再增加。（思（思考：为什么？）考：为什么？）（4）酶浓度对酶促反应的影响）酶浓度对酶促反应的影响酶酶促促反反应应速速率率酶浓度酶浓度在底物充足，其它条件在底物充足，其它条件适宜的情况下，酶促反适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。应速率与酶浓度成正比。课堂小结课堂小结1 1 1 1、酶、酶、酶、酶的的的的特性特性特性特性（1 1 1 1）酶具有高效性）酶具有高效性）酶具有高效性）酶具有高效性（2 2 2 2）酶具有专一性）酶具有专一性）酶具有专一性）酶具有专一性（3 3 3 3）酶的作用条件较温和）酶的作用条件较温和）酶的作用条件较温和）酶的作用条件较温和温度影响酶的
18、活性温度影响酶的活性温度影响酶的活性温度影响酶的活性PHPHPHPH值影响酶的活性值影响酶的活性值影响酶的活性值影响酶的活性2 2 2 2、对照性实验设、对照性实验设、对照性实验设、对照性实验设计原则计原则计原则计原则 （1 1 1 1）单因子变量原则）单因子变量原则）单因子变量原则）单因子变量原则 （2 2 2 2）对照性原则）对照性原则）对照性原则）对照性原则课堂练习：课堂练习：1.1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （ ） B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降
19、体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口吃药使人没有了胃口 2.2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（主要原因是（ ）A.pHA.pH不适合不适合B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA3.3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶
20、肽酶 4.4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）A.A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力一旦离开活细胞，酶就失去催化能力CD5、用纯唾液和用稀释、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有A A、专一性专一性
21、 B B、多样性多样性 C C、高效性高效性 D D、多变性多变性6、能水解脂肪酶的酶是、能水解脂肪酶的酶是A A、淀粉酶淀粉酶 B B、蛋白酶蛋白酶 C C、脂肪酶脂肪酶 D D、麦芽糖酶麦芽糖酶7、将唾液淀粉酶先放入沸水中、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在分钟，再放在37的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是A A、不断降低不断降低 B B、先升后、先升后降降C C、先降后、先降后升升 D D、没有变化没有变化3.D拓展题拓展题1.提示：可用第提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。2.提示：提示：如四膜虫的如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。前体具有催化活性。目前已有发现具有催化活性的目前已有发现具有催化活性的DNA的报道。的报道。P82练习练习
