酶的特性高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.1

課時(shí)2酶的特性酶是

產(chǎn)生的具有

的有機(jī)物催化作用活細(xì)胞

酶的化學(xué)本質(zhì)不同于無(wú)機(jī)催化劑來(lái)源功能本質(zhì)蛋白質(zhì)RNA回顧導(dǎo)入酶有哪些特性呢？一、酶的高效性【實(shí)驗(yàn)】比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解思考該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，酶具有什么特性？酶具有高效性。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍。【資料】質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)，大約是每滴研磨液中過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。【結(jié)果】4號(hào)試管（滴加2滴肝臟研磨液）比3號(hào)試管（滴加2滴FeCl3溶液）反應(yīng)速率更快。

你在踢球或奔跑時(shí)，肌細(xì)胞需要大量的能量供應(yīng)。如果供能的化學(xué)反應(yīng)慢悠悠地進(jìn)行。你還能跑那么快嗎?化學(xué)反應(yīng)要酶來(lái)催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飛。

說(shuō)明酶高效性有什么生物學(xué)意義？保證了細(xì)胞代謝快速有效地進(jìn)行。保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。二、酶的專(zhuān)一性思考酶也能像無(wú)機(jī)催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎？【資料】無(wú)機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣。例如：酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。

以“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”為例，探究酶是否具有專(zhuān)一性。探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用原理淀粉（非還原性）

麥芽糖（還原性）淀粉酶蔗糖（非還原性）淀粉酶蔗糖（非還原性）能用碘液代替斐林試劑嗎檢測(cè)嗎？

淀粉的特性是遇碘變藍(lán)色，淀粉酶能把淀粉催化成麥芽糖，不能催化蔗糖，所以遇碘都不會(huì)變色。也就是說(shuō)，只能檢測(cè)淀粉被分解了，不能檢測(cè)蔗糖是否被分解?？捎檬裁崔k法來(lái)鑒定？可用斐林試劑鑒定探究·實(shí)踐①脲酶——只能催化尿素分解。②過(guò)氧化氫酶——只能催化過(guò)氧化氫分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解底物濃度反應(yīng)速率底物D+酶D底物D+酶E酶具有專(zhuān)一性:每一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。意義：保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。二、酶的專(zhuān)一性方案二：淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶

方案四：蔗糖+淀粉酶蔗糖+蔗糖酶

方案一：淀粉+淀粉酶蔗糖+淀粉酶

方案三：淀粉+淀粉酶淀粉+蔗糖酶思路1：底物不同，酶相同思路2：底物相同，酶不同用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用碘液或者斐林試劑檢測(cè)方法總結(jié)：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明酶具有專(zhuān)一性？1.感冒發(fā)燒的你為什么不想吃飯呢？2.我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？（提示：唾液的pH為6.2-7.4，胃液的pH為0.9-1.5）思考與討論酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。1.探究溫度對(duì)酶活性的影響。選取材料：淀粉&淀粉酶vs.

H2O2&H2O2酶高溫下容易分解自變量：溫度低溫vs.常溫vs.高溫最適溫60℃因變量：淀粉被分解的速率具體操作步驟是什么？三、酶的作用條件較溫和＋碘液→出不出現(xiàn)藍(lán)色實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試管編號(hào)試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實(shí)驗(yàn)過(guò)程試管編號(hào)試管1試管1′試管2試管2′試管3試管3′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液二放入0℃冰水中水浴5min放入60℃溫水中水浴5min放入100℃熱水中水浴5min三將1與1′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在0℃冰水內(nèi)放置10min將2與2′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在60℃溫水內(nèi)放置10min將3與3′試管內(nèi)的液體混合后繼續(xù)在100℃熱水內(nèi)放置10min四取出試管各加入兩滴碘液，振蕩實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論呈藍(lán)色無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)呈藍(lán)色溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低淀粉酶溶液的活性，60℃時(shí)其活性最高。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否可以把淀粉酶與淀粉在常溫下混合,然后再放入一定溫度條件下保溫?為什么?2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鑒定為什么選擇碘液而不用斐林試劑?3.能否用過(guò)氧化氫溶液和過(guò)氧化氫酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響?為什么?不能,常溫下淀粉會(huì)被淀粉酶水解,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度,不能隨意改變,而斐林試劑使用時(shí)需水浴加熱,溫度改變后會(huì)影響酶與底物反應(yīng)。不能。因?yàn)檫^(guò)氧化氫受熱易分解,溫度越高,過(guò)氧化氫分解越快,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。思考討論H2O2、H2O2酶①實(shí)驗(yàn)材料：不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？淀粉在酸性條件下會(huì)被水解先往試管加入酶溶液還是底物?先加入酶溶液，固定好酶活性，再加底物。2.探究pH對(duì)酶活性的影響②實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟一取三支試管，編號(hào)1、2、3。

二三支試管都加入1mL新鮮肝臟研磨液，振蕩，反應(yīng)三1號(hào)試管中加入1mL蒸餾水2號(hào)試管中加入等量1mL鹽酸溶液3號(hào)試管中加入等量1mLNaOH溶液四三支試管都加入2mLH2O2溶液，振蕩，反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生大量氣泡④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會(huì)影響酶活性。③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1.為什么不選擇淀粉和淀粉酶做pH影響酶活性的實(shí)驗(yàn)?2.如何避免除pH之外的因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾?3.歸納總結(jié):通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論?酸性溶液會(huì)使淀粉分解,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;堿性條件下碘與淀粉不會(huì)變藍(lán)色。

除自變量pH外,其他的無(wú)關(guān)變量,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須控制為完全相同且適宜。

酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的,酶促反應(yīng)需要適宜的溫度和pH。思考討論失活抑制t/℃最適溫度酶促反應(yīng)速率/v最適PH酶促反應(yīng)速率/vPHabcfed3.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型失活失活

低溫影響酶的活性，但不會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，溫度適當(dāng)升高后，酶仍能恢復(fù)活性。但高溫會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。

高溫、過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使其永久失活。歸納：影響酶促反應(yīng)速率的因素1、溫度3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：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(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物濃度酶促反應(yīng)速率酶量一定2、pH溫度和pH是通過(guò)影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸面積來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。溫度酶促反應(yīng)速率最適溫度pH反應(yīng)速率最適pH①圖甲中，溫度從a降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因分別是

。②圖乙中，pH從b降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因是

。③圖丙中，底物濃度為c時(shí)，酶促反應(yīng)速率

，不再增長(zhǎng)的原因是

。④圖丁中，

時(shí)，

。均下降低溫抑制了酶活性，高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變最大酶的數(shù)量有限，已達(dá)到飽和底物充足酶促反應(yīng)速率和酶濃度成正比均下降【酶與生活的聯(lián)系】溶菌酶溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁含酶牙膏果膠酶加酶洗衣粉多酶片酶的應(yīng)用胰蛋白酶酶為生活添姿彩酶的特性概念：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。實(shí)驗(yàn)探究：

。

概念：一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)探究：

。

概念：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性很高；溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。探究溫度：

。探究pH：

。

H2O2在H2O2酶和Fe3+條件下的分解高效性淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用專(zhuān)一性不同溫度下，淀粉酶對(duì)淀粉的水解作用作用條件較溫和不同pH下，H2O2酶對(duì)H2O2的分解作用1.某研究小組為比較H2O2在不同條件下的分解情況，在常溫下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()組別質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的H2O2溶液實(shí)驗(yàn)處理現(xiàn)象12mL不處理氣泡很少22mLFeCl3溶液氣泡較多32mL新鮮豬肝勻漿大量氣泡A.組1和組3對(duì)照可以證明酶具有高效性B.由于H2O2化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配C.實(shí)驗(yàn)溫度、H2O2溶液的濃度與用量均為無(wú)關(guān)變量D.滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時(shí)不能共用一支滴管A2.某同學(xué)為了驗(yàn)證淀粉酶的專(zhuān)一性設(shè)計(jì)了以下三種實(shí)驗(yàn)方案。方案一：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀(guān)察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案二：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入淀粉酶和蔗糖，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量斐林試劑并觀(guān)察兩組試管的顏色反應(yīng)。方案三：一組試管內(nèi)加入淀粉酶和淀粉，另一組試管內(nèi)加入蔗糖酶和淀粉，一段時(shí)間后往兩組試管中分別加入適量碘液并觀(guān)察兩組試管的顏色反應(yīng)。下列有關(guān)這三種方案的說(shuō)法，正確的是()A.三種方案中的兩組試管加入的底物和酶的量分別相等B.方案一加入碘液可以鑒定淀粉是否被分解，也能證明蔗糖是否被分解C.方案二加入斐林試劑可以鑒定淀粉是否被分解，但不能證明蔗糖是否被分解D.方案三能通過(guò)顏色反應(yīng)判斷兩組試管中是否有還原糖產(chǎn)生A3.下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A.探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，分別選用淀粉和H2O2作為底物B.探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用時(shí)，可用碘液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果