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第2節(jié) 第2課時(shí)
酶的特性
SW生老師
一、酶的概念
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。
其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。
酶的來(lái)源
酶的作用
酶的化學(xué)成分
降低活化能
酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用
二、酶的特性
酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107-1013倍。
資料1
口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙縫的肉絲兩天后還沒(méi)被消化。
資料2
脲酶——只能催化尿素分解。
蛋白酶——只能催化蛋白質(zhì)水解。
唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。
每一種酶只能催化 化學(xué)反應(yīng)。
一種或一類(lèi)
資料3
人發(fā)熱時(shí)體內(nèi)消化酶活性降低，導(dǎo)致食欲下降。
胃和小腸pH值分別約為2和6.8，若胃蛋白酶到了小腸內(nèi)，則不能發(fā)揮作用。
高效性
專(zhuān)一性
作用條件
溫和
探究酶高效性的實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解
加FeCl3
加H2O2酶
3號(hào)和4號(hào)對(duì)照，說(shuō)明：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有高效性。
酶具高效性的意義：保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。
1、酶具有高效性
A、B曲線(xiàn)比較，說(shuō)明酶具有________
A、C曲線(xiàn)比較，說(shuō)明酶具有________
高效性
催化作用
探究酶高效性的實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解
A
C
B
探究·實(shí)踐——淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>實(shí)驗(yàn)原理
淀粉酶能使淀粉水解成還原性糖，還原性糖能與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀。
淀粉酶不能讓蔗糖水解，所以與斐林試劑反應(yīng)不能生成磚紅色沉淀。
探究淀粉酶是否只催化特定的化學(xué)反應(yīng)。
1號(hào) 2號(hào)
實(shí)驗(yàn)步驟 一
二 三 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論 2ml淀粉溶液
2ml蔗糖溶液
淀粉酶2ml，振蕩，60℃保溫5min
加入斐林試劑→振蕩→水浴1min
磚紅色沉淀
無(wú)變化
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
思考：本實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量分別是？
底物種類(lèi)
底物水解情況
底物和酶的量、溫度、反應(yīng)時(shí)間等。
2、酶具有專(zhuān)一性
每種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。
使細(xì)胞代謝有條不紊地進(jìn)行。
概念
意義
酶作為能夠催化生化反應(yīng)的有機(jī)物，有哪些因素會(huì)影響酶的作用呢？
探究·實(shí)踐——影響酶活性的條件
提出問(wèn)題
溫度會(huì)影響酶的活性嗎？
作出假設(shè)
溫度會(huì)影響酶的活性。
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響
淀粉 麥芽糖和葡萄糖
↓碘液 ↓碘液
藍(lán)色 不形成藍(lán)色
實(shí) 驗(yàn) 步 驟 一 1 2 3 4 5 6
二 三 三 四 五 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 1、3、5各加2mL淀粉溶液，2、4、6各加淀粉酶溶液1mL
0 ℃保溫約5min
60 ℃保溫約5min
100 ℃保溫約5min
3、4號(hào)試管
溶液混合
5、6號(hào)試管
溶液混合
1、2號(hào)試管
溶液混合
在各自的溫度條件下反應(yīng)約5min
各加入兩滴碘液
振蕩
藍(lán)色
不變藍(lán)
藍(lán)色
溫度對(duì)酶活性有影響，溫度偏低或偏高都會(huì)降低酶活性
3號(hào)試管中，淀粉被唾液淀粉酶分解成麥芽糖，后者遇碘不變藍(lán)；
1、5試管所處溫度過(guò)低或過(guò)高，酶無(wú)催化活性或喪失活性，淀粉不被分解，遇碘液變藍(lán)。
分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果
溫度對(duì)酶的催化活性有很大影響，酶的催化作用應(yīng)具備適宜的溫度。
（1）為什么淀粉和淀粉酶溶液分開(kāi)保溫后再混合？
防止在達(dá)到控制溫度前淀粉酶已將淀粉水解。
不能。此實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格控溫，而斐林試劑反應(yīng)需水浴加熱。
(3) 能否用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？
不能，過(guò)氧化氫本身受熱就會(huì)分解，所以溫度除了影響酶的活性外也會(huì)影響過(guò)氧化氫分解速率, 不能體現(xiàn)單一變量原則。
（2）能否在反應(yīng)后加新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成來(lái)判斷試管中的淀粉是否水解了？
思考
溫度對(duì)酶活性的影響曲線(xiàn)解讀：
一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快。
AB
最適溫度時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快。
B點(diǎn)
BC
超過(guò)最適溫度，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而減慢。
失活
抑制
所以酶適合在 下保存。
低溫、高溫對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？
低溫：抑制酶的活性，升溫后能恢復(fù)活性。
高溫：使酶的 遭到破壞，導(dǎo)致酶 ，甚至永久失活。
空間結(jié)構(gòu)
變性
低溫
思考
【相關(guān)信息】
不同生物的最適溫度不同
動(dòng)物：35-40℃之間；
植物：40-50℃之間；
細(xì)菌和真菌：差別較大。
有的酶最適溫度可達(dá)70℃。
生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多種酶，可以殺滅有害菌，清除淀粉等食物殘?jiān)?br/>聯(lián)系生活
生物酶牙膏
實(shí) 驗(yàn) 步 驟 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào)
一 二
三 四 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論 各加入3%過(guò)氧化氫2mL
幾乎無(wú)氣泡
反應(yīng)約5min，記錄氣泡產(chǎn)生情況
較多氣泡
幾乎無(wú)氣泡
各加入肝臟研磨液2滴
1mL PH=7的緩沖液
1mL 5%HCl
1mL 5%NaOH
過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高
實(shí)驗(yàn)二：探究pH對(duì)酶活性的影響（過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶）
2.可否以淀粉為底物，酶用淀粉酶來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響？
1.第二、三步能不能顛倒？
思考
不能，要保證反應(yīng)開(kāi)始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。
不能，酸性條件下淀粉會(huì)分解， pH不僅影響酶活性，還影響淀粉分解速率，不能體現(xiàn)單一變量原則。
pH對(duì)酶活性的影響曲線(xiàn)解讀
過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。
pH
反應(yīng)速率
最適pH
A
B
C
一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而加快。
AB
在最適pH時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快。
B點(diǎn)
BC
超過(guò)最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢。
失活
失活
過(guò)酸、過(guò)堿對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？
一般來(lái)說(shuō)，酶的最適pH:
動(dòng)物：在6.5-8.0之間；
植物：在4.5-6.5之間；
細(xì)菌和真菌：差別較大。
不同生物的最適pH不同
【相關(guān)信息】
3、酶的作用條件較溫和
含義
意義
保證細(xì)胞代謝能夠在溫和條件下高效進(jìn)行。
原因
過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高 空間結(jié)構(gòu)破壞 酶永久失活。
低溫 抑制活性，空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適宜溫度下活性會(huì)恢復(fù)。
酶催化反應(yīng)需要在比較溫和的條件下進(jìn)行，在最適宜的溫度和PH條件下，酶活性最高。
影響酶活性的因素—調(diào)節(jié)劑
Cl-離子是唾液淀粉酶的激活劑。
調(diào)節(jié)劑
激活劑
抑制劑
影響酶活性的因素—抑制劑
1.溫度
2.pH
3.酶的調(diào)節(jié)劑（激活劑和抑制劑）
改變酶的活性
不改變酶的活性
酶促反應(yīng)速率
酶的濃度
反應(yīng)速率隨酶濃度的高而加快。
在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快；達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化。
酶促反應(yīng)
速率
底物濃度
酶量一定
影響酶促反應(yīng)速率的因素
4.酶的濃度
5.底物濃度
底物充足
課堂總結(jié)
課堂練習(xí)
一、概念檢測(cè)
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對(duì)肌肉組織中的有機(jī)物進(jìn)行分解，使肉類(lèi)制品口感鮮嫩。由此可推測(cè)嫩肉粉中能起分解作用的酶是（ ）
A.纖維素酶 B.淀粉酶
C.脂肪酶 D.蛋白酶
2.能夠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.麥芽糖酶
D
B
3.將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min，可較好地保持甜味。這是因?yàn)榧訜釙?huì)( )
A.提高淀粉酶的活性
B.改變可溶性糖分子的結(jié)構(gòu)
C.破壞淀粉酶的活性
D.破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶的活性
D
二、拓展應(yīng)用
1.下圖表示的是某類(lèi)酶作用的模型。
嘗試用文字描述這個(gè)模型。這個(gè)模型能解釋酶的什么特性
這個(gè)模型中A代表某類(lèi)酶，B代表反應(yīng)物，C和D代表生成物。這個(gè)模型的含義是酶A與反應(yīng)物B專(zhuān)一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了生成物C和D。這個(gè)模型可以類(lèi)比解釋酶的專(zhuān)一性。
2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對(duì)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
(1)請(qǐng)解釋在A、B、C三點(diǎn)時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的狀況。
A點(diǎn)：隨著反應(yīng)物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。
B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。
C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)物濃度的增加而升高，維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。
(2)如果從A點(diǎn)開(kāi)始溫度升高10℃，曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生什么變化 為什么 請(qǐng)畫(huà)出變化后的曲線(xiàn)。
如果A點(diǎn)時(shí)溫度升高10℃，曲線(xiàn)上升的幅度變小。因?yàn)閳D中原曲線(xiàn)表示在最適溫度下反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會(huì)變慢，如圖中曲線(xiàn)I。
I
(3)如果在B點(diǎn)時(shí)向反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶，曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生什么變化 為什么 請(qǐng)畫(huà)出相應(yīng)的曲線(xiàn)。
該曲線(xiàn)表明，B點(diǎn)的反應(yīng)物濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高，這時(shí)加入少量同樣的酶，會(huì)使反應(yīng)速率加快，如圖中曲線(xiàn)Ⅱ。
II

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