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1、第第1 1节 降低化学反降低化学反应活化能的活化能的酶二二 酶的特性酶的特性酶的定义酶是酶是活细胞活细胞产生的一类具有产生的一类具有生物催化作生物催化作用用的的 有机有机物物。绝大多数绝大多数酶是酶是蛋白质蛋白质，少数少数的酶是的酶是RNARNA. .来源来源作用作用化学本质化学本质什么是酶？什么是酶？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？如何用实验来验证？请大家回忆上节课请大家回忆上节课HH2 2OO2 2在不同条件下的分解的实验！在不同
2、条件下的分解的实验！3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液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。 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？质量分数为质量分数为20%的的鲜肝研磨液鲜肝研磨液 1滴滴质量分数为质量分数为3.5%的的氯化铁溶液液氯化铁溶液液 1滴滴生物催化剂：生物催化剂：过氧化氢酶过氧化氢酶无机催化剂：无机催化剂：铁离子铁离子所含酶的相对数量所含酶的相对数量 1铁离子的相对数量铁离子的相对数量 25万万事
3、实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。倍。107 1013 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。进行。 酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：上述实验说明了：上述实验说明了：一一、酶具有高效性、酶具有高效性你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？ 淀粉和蔗糖淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖。蔗糖在酶的催化作用化作用下能水解为麦芽糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖
4、、果麦芽糖、葡萄糖、果糖糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成氧化还原反应，生成砖红色砖红色的沉淀。的沉淀。 现在给你淀粉酶溶液，要观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？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1号试管号试管2号试管号试管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，摇匀，试管下半部浸入滴，摇匀
5、，试管下半部浸入6060左右的热水中，反应左右的热水中，反应5min5min加入加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入斐林试剂加入斐林试剂 摇匀摇匀水浴加热水浴加热2min2min加入加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液无变化无变化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粉和蔗糖的水解作用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。意义：意义：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。 二、酶具有专一二、酶具
6、有专一 性性一种或一类一种或一类 40004000专一性专一性v目前发现的酶有目前发现的酶有 多种多种, ,它们分别催化不同它们分别催化不同的化学反应的化学反应。一一、酶具有高效性、酶具有高效性（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。（例如，二肽酶可以水解由任意两种氨基酸组成的二肽。） 从上面进行的实验我们看出进行实验需要从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在比较温和的条件，比如淀粉酶在6060左右最好。左右最好。能不能设计一个实验，来能不能设计一个实验，来探究温度是否会影响酶探究温度是否会影响酶的催化效率（活性）？的催化效率（活性）？讨论：讨论：在已知淀粉
7、酶能够催化淀粉水解的情况下，本在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置实验设置1号试管还有没有必要？号试管还有没有必要？为什么要将试管的下为什么要将试管的下半部浸到半部浸到 60 60 O OC C 左右的热水中？左右的热水中？科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度会影响酶的活性吗？）（温度会影响酶的活性吗？）（温度会影响酶的活性）（温度会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结
8、，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件3%可溶性淀粉溶液、2的淀粉酶溶液、新鲜质量分数20%的肝脏研磨液3%的过氧化氢溶液沸水、60水、冰水碘液、斐林试剂提供的材料提供的材料问题聚焦问题聚焦1 1、选择淀粉酶还是、选择淀粉酶还是HH2 2OO2 2酶酶作为实验材料？作为实验材料？2 2、要设计几组实验？选择几个温度？、要设计几组实验？选择几个温度？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？4 4、本实验的自变量是什么？因变量是什么？本实验的自变量是什么？因变量是什么？怎样观察或检测因变量？怎样排除无
9、关变量怎样观察或检测因变量？怎样排除无关变量对实验结果的干扰？对实验结果的干扰？5 5、对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？、对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？6 6你预期会看到怎样的实验结果？你预期会看到怎样的实验结果？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？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号试管号试管加入淀粉酶加入淀粉酶2 2滴，摇匀混合，滴，摇匀混合，保温保温5 5分钟分钟试管各加入试管各加入2m2
10、mL L淀粉溶液淀粉溶液蓝色蓝色00冰水中保温冰水中保温约约5min5min100100，保温，保温5min5min6060，保温，保温5min5min各加入两滴碘液各加入两滴碘液摇匀摇匀无明显现象无明显现象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淀粉酶在淀粉酶在60 中活性最强中活性最强摇匀混合，放置各自温度反应摇匀混合，放置各自温度反应5min5min结论：淀粉酶在结论：淀粉酶在60 中活性最强中活性最强1号号2号号3号号4号号 5号号6号号3%可溶可溶性淀粉性淀粉2ml2ml2ml2%淀淀粉酶粉酶1ml1ml1ml温度温度冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴冰水冰水60水
11、浴水浴沸水浴沸水浴保温保温5分钟分钟混匀混匀4号倒入号倒入1号；号； 5号倒入号倒入2号；号； 6号倒入号倒入3号号碘液碘液在各混合试管中滴加碘液在各混合试管中滴加碘液2滴滴颜色颜色变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝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l酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。最适温度。0最适温度最适温度t/ /mmolmmol. s . s-1 -1酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 一般地，一般地，动物动物体内的体内的酶最适温度在酶最适温度在35354040之间；之间；植物植物:40:405050
12、之间之间 细菌和真菌最适温度差细菌和真菌最适温度差别较大，有的达别较大，有的达7070。温度对酶活性的影响T T过高，酶过高，酶空间结构遭到破空间结构遭到破坏，酶永久失活失活坏，酶永久失活失活T T过低只是使酶过低只是使酶活性降低，活性降低，但空间结构稳定，在适宜温但空间结构稳定，在适宜温度下其活性可恢复度下其活性可恢复，酶适宜，酶适宜在在0-4 0-4 保存保存在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：60时，为什么肉块长时间不能被分解？时，为什么肉块长时间不能被分解？如何找到酶活性最高时的温度？如何找到酶活性最高时的温度？ 通过以上实验可以知道，酶
13、在最适温度下，活通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。性最高。 那么那么PHPH值值不同，对酶的活性有没有影响呢？不同，对酶的活性有没有影响呢？你又要动脑筋了！你又要动脑筋了！设计一个实验，来探究设计一个实验，来探究pHpH会影响酶的催化会影响酶的催化效率（活性）？效率（活性）？3%可溶性淀粉溶液、2的淀粉酶溶液、新鲜质量分数20%的肝脏研磨液3%的过氧化氢溶液5HCl、5NaOH、蒸馏水、提供的材料提供的材料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，摇匀
14、滴，摇匀 保持保持2 23min3min试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化1ml1ml蒸馏水蒸馏水 1mlNaOH1mlNaOH溶液溶液1ml1ml盐酸盐酸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/ /mmolmmol. s . s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶最一般地，动物体内的酶最适适pHpH在在6.56.58.
15、08.0之间；但是之间；但是胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpH为为1.51.5; ;胰胰液中的酶为液中的酶为8-9） 植物体内的酶最适植物体内的酶最适pHpH在在4.54.56.56.5之间；之间；pH对酶活性的影响l酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的称为该酶促反应的最适最适pH。在过酸过碱的条件下，都会在过酸过碱的条件下，都会使酶的（使酶的（ ）遭到破坏）遭到破坏, ,蛋白质（蛋白质（变性变性），酶失去（），酶失去（ ）。）。活性活性空间结构空间结构通过探究温度、通过探究温度、pHpH对酶活性影响的实验结果对酶活性影响的实验结果由此可看出酶的作用条件有什么
16、特点？由此可看出酶的作用条件有什么特点？三、作用条件温和三、作用条件温和温度过高、过低；温度过高、过低；pH过酸、过碱都过酸、过碱都会影响酶的活性会影响酶的活性酶所催化的化学反应一般是在比较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和（即常温、常压、适宜的温度（即常温、常压、适宜的温度pH等）等）条件下进行的。条件下进行的。影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：底物充足、酶的浓度：底物充足反反 应速率随酶浓度的升高而应速率随酶浓度的升高而加快。加快。4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加
17、快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH酶作用的机理课堂练习：课堂练习：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.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
18、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.肽酶肽酶 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
19、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5.5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：的问题：（1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？的奶渍和血渍？（2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？（些衣料？（ ） A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝（4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？中还可以加入什么酶？
