酶的作用和本質(zhì)高一上學(xué)期生物人教版必修二

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)酶的作用和本質(zhì)第2課時2.各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：

Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能同無機催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。1.什么是活化能？3.酶的本質(zhì)：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。酶具有高效性1資料1：在研究酶性質(zhì)的過程中，大量數(shù)據(jù)表明酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍。

這對細胞有什么意義？酶具有高效性的意義：

（1）保證了細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進行。（2）保證了細胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。酶具有高效性由上述資料可以看出來酶具有什么特性？酶的催化效率一般是無機催化劑的倍107～1013酶的高效性是指同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。酶具有高效性1酶具有高效性1酶沒有改變產(chǎn)物的生成量，即不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點，只能縮短達到化學(xué)平衡所需的時間。酶是否增加了產(chǎn)物的生成量？

無機催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。酶也能催化多種反應(yīng)嗎？酶具有專一性2資料2：無機催化劑酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解；蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解；口腔里面有唾液淀粉酶，可塞進牙縫里肉絲兩天后仍然不能被水解消化酶具有專一性一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)由上述資料可以看出酶的催化有什么特點？酶具有專一性2（3）意義:細胞代謝能夠有條不紊地進行，與酶的__________是分不開的。①含義解讀：每一種酶只能催化_____________化學(xué)反應(yīng)。②曲線解讀：酶可催化底物A水解，不能催化底物B水解，說明酶催化具有專一性。一種或一類時間底物的剩余量底物B底物A(1)專一性模型解讀(2)專一性的曲線解讀專一性

能力提升酶具有專一性2如果給你淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液以及其它必需的實驗器具，請你設(shè)計一個證明酶具有專一性的實驗（或?qū)嶒炈悸罚┓桨敢煌N酶、不同底物①底物1+酶溶液②等量底物2

+等量相同酶溶液方案二同種底物、不同酶①底物+酶溶液1②等量相同底物

+等量酶溶液2淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究.實踐實驗探究：淀粉酶能水解淀粉而不能水解蔗糖。實驗設(shè)計：在含有淀粉溶液和蔗糖溶液的試管中分別加入淀粉酶。實驗預(yù)測：淀粉被水解；蔗糖沒有被水解。如何檢測淀粉和蔗糖是否被水解呢？用碘液？還是用斐林試劑？淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究.實踐在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用斐林試劑鑒定溶液中有無還原糖。淀粉

麥芽糖淀粉酶蔗糖

葡萄糖

+果糖蔗糖酶①實驗原理：思考：為什么不用碘液對實驗結(jié)果進行檢測？因為無論蔗糖是否發(fā)生水解，都不與碘發(fā)生顏色反應(yīng)（反應(yīng)前后都不變藍）淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究.實踐實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論取兩支試管，編號1、21號試管加入2mL

溶液淀粉2號試管加入2mL

溶液蔗糖兩支試管都加入

，振蕩，60℃水浴保溫5min。2mL淀粉酶溶液兩支試管加入

振蕩沸水浴煮沸1min2mL斐林試劑

磚紅色沉淀

無磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。酶具有專一性

淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究.實踐該實驗的自變量和因變量分別是什么？

自變量：底物的種類；因變量：底物是否被淀粉酶水解。酶活性：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。唾液（淀粉酶）pH6.2-7.4胃液（胃蛋白酶）pH0.9-1.5小腸液（含多種酶）pH7.6使用溫水30-40℃效果最佳，切勿用60℃以上的熱水加酶背景資料提出問題：做出假設(shè)：溫度或pH的改變會不會影響酶的活性呢？溫度或pH會影響酶的活性影響酶活性的條件探究.實踐酶起催化作用的條件是怎樣的呢？許多無機催化劑能在高溫、強酸、強堿條件下催化化學(xué)反應(yīng)。酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性。單位時間內(nèi)底物的減少量或生成物的生成量。表示：酶活性：影響酶活性的條件探究.實踐設(shè)計實驗：根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇材料用具（酶、底物、檢測試劑）探究溫度對酶活性的影響：淀粉酶、淀粉溶液、碘液探究PH對酶活性的影響：過氧化氫酶、過氧化氫溶液實驗原理：淀粉

麥芽糖淀粉酶碘液碘液藍色

無藍色①探究溫度對酶活性的影響H2O2受溫度影響也會分解，會干擾實驗結(jié)果。B.本實驗的自變量、因變量各是什么？觀察指標(biāo)？溫度；酶的活性；滴加碘液，觀察顏色變化。為什么不能用斐林試劑對實驗結(jié)果進行檢測？該實驗的自變量是溫度，用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，這樣會干擾自變量。三組，高溫，低溫和常溫(60℃)。C.至少要設(shè)計幾組實驗？選擇幾個溫度？A.為什么不宜選擇H2O2酶探究溫度對酶活性影響？底物酶各自在所控制的溫度下處理一段時間相應(yīng)溫度的淀粉和相應(yīng)溫度的淀粉酶混合再各自控制保溫一段時間檢測底物和酶混合之前，必須先在一定的溫度下分別處理一段時間，使反應(yīng)一開始就達到實驗預(yù)設(shè)條件。一定要先調(diào)好溫度再加入酶，因為酶具有高效性，二者一旦混合就會快速完成反應(yīng)，再調(diào)整好溫度就沒用了。①探究溫度對酶活性的影響實驗過程與結(jié)果(探究溫度對酶活性的影響)操作1號試管2號試管3號試管4號試管5號試管6號試管0℃0℃60℃60℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保溫在各自溫度下保溫5min混合將2號加入1號中將4號加入3號中將6號加入5號中保溫在各自溫度下保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色實驗結(jié)論:只有在一定溫度下酶的催化效率最好變藍不變藍變藍如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度，重復(fù)進行上述實驗。A.為什么不宜選擇淀粉探究PH對酶活性影響？三組，偏酸性、偏堿性及中性(pH=7)C.至少要設(shè)計幾組實驗？淀粉在酸性條件下可以水解B.本實驗的自變量、因變量各是什么？觀察指標(biāo)？pH、酶的活性、觀察試管中氣泡產(chǎn)生情況（衛(wèi)生香復(fù)燃）②探究pH對酶活性的影響酶液酶液各自與等量的相應(yīng)pH下的底物混合再各自控制保溫一段時間檢測酶液pH1緩沖液pH2pHn②探究pH對酶活性的影響1號試管1號試管2號試管3號試管實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論加入過氧化氫酶2滴，振蕩2min試管各加入2mL過氧化氫溶液大量氣泡少量氣泡少量氣泡酶的催化作用需要在適宜的PH下進行1ml蒸餾水1mlNaOH1mlHCl觀察氣泡的生成速率如何進一步探究過氧化氫酶的最適pH？縮小pH梯度，重復(fù)上述實驗。實驗過程與結(jié)果(探究pH對酶活性的影響)②探究pH對酶活性的影響實驗注意：A.不宜用H2O2探究溫度對酶活性和影響，因為H2O2在加熱條件下分解C.底物和酶混合之前，必須先在一定的溫度或PH條件下分別處理一段時間B.不宜用淀粉酶探究PH對酶活性和影響，因為淀粉能在酸性條件下分解影響酶活性的條件探究.實踐酶的作用條件較溫和3失活失活失活抑制(4)數(shù)學(xué)模型思考：①描述曲線含義？在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度（pH）的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍酶的催化作用逐漸減弱。酶的作用條件較溫和3失活失活失活抑制(4)數(shù)學(xué)模型思考：②低溫、高溫、過酸、過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？※高溫、過酸、過堿會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活。低溫不會使酶結(jié)構(gòu)破壞，只使酶活性受抑制，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。酶的作用條件較溫和3(1)含義酶通常在一定pH范圍和一定溫度范圍內(nèi)才能起作用，而且在某一pH、某一溫度下作用最強。(2)意義保證細胞代謝能夠在溫和條件下高效進行。（3）原因過酸、過堿、高溫，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至使酶永久失活，低溫使酶的活性抑制，空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜溫度下酶的活性會升高。因此，酶制劑需要在低溫和適宜的pH下保存。除了前面提到的溫度、PH還有酶的濃度、底物的濃度。在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快；但達到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定底物濃度酶促反應(yīng)速率酶的濃度反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快酶的濃度底物足夠影響酶促反應(yīng)速率的因素3.酶的濃度：影響底物與酶的接觸面積進而影響酶促反應(yīng)速率。影響酶的空間結(jié)構(gòu)進而影響酶活性，影響酶促反應(yīng)速率。4.底物濃度：影響酶促反應(yīng)速率的因素1.溫度2.pH葉綠體中含有光合作用的酶，線粒體中含有細胞呼吸的酶，兩者分區(qū)分工，互不干擾。溶酶體中的酶（最適pH≈5.0）一般局限在溶酶體中發(fā)揮作用，即使少量溶酶體中的酶進入細胞質(zhì)基質(zhì)（pH接近中性），也會失去活性。酶的分工分區(qū)酶為生活添姿彩1.溶菌酶溶解細菌細胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。2.果膠酶分解果肉內(nèi)細胞壁中的果膠，提高果汁產(chǎn)量，使果汁變得澄清。酶為生活添姿彩3.加酶洗衣粉蛋白酶——血漬、奶漬脂肪酶——油漬淀粉酶、纖維素酶4.含酶牙膏殘留在牙縫里的食物殘渣是細菌的美食，也導(dǎo)致齲齒的禍根。含酶牙膏可以分解細菌，使我們的牙齒亮白、口氣清新。酶為生活添姿彩5.多酶片多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時可以服用。酶的專一性每一種酶只能催化一種或一類的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無機催化劑的107~1013

倍酶的高效性酶的作用條件較溫和酶所催化的反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行的一、概念檢測1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對肌肉組織中的有機物進行分解，使肉類制品口感鮮嫩。由此可推測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DB一、概念檢測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。這是因為加熱會（）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.下圖表示的是某類酶作用的模型。嘗試用文字描述這個模型。這個模型能解釋酶的什么特性？這個模型中A代表某類酶，B代表底物，C和D代表產(chǎn)物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D，這個模型可以類比解釋酶的專一性。2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(1)請解釋在A、B、C三點時該化學(xué)反應(yīng)的狀況。A點:隨著反應(yīng)底物濃度的增加,反應(yīng)速率加快。B點:反應(yīng)速率在此時達到最高C點:反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高,維持在相對穩(wěn)定的水平。2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對酶