内容正文:
5.1 降低化学反应活化能的酶
二 酶的特性
通过探究酶的特性,阐明酶具有高效性和统一性,认同结构与功能相适应的生命观念。
小组合作探究学习和建构数学模型,概述温度和PH对酶活性的影响,阐明酶的高效性和专一性。
通过实验探究、归纳、总结实验过程,熟练运用控制变量及设计空白对照组的方法。
学习目标
目 录
01
酶具有高效性
02
酶具有专一性
03
酶的作用条件较温和
04
酶为生活添姿彩
一.酶具有高效性
酶具有高效性
与无机催化剂,酶能显著降低化学反应的活化能,酶的催化效率一般是无机催化剂的107~1013倍
酶具有高效性
你在踢球或奔跑时,肌细胞需要大量的能量供应
供能的化学反应如果慢悠悠地进行
你还能跑那么快吗?
化学反应要酶来催化
酶的催化效率要高
健步如飞
保证了细胞代谢快速进行
酶具有高效性的意义:
酶具有高效性
加酶、无机催化剂条件下物质分解得到的产物量与时间关系
时间
产
物
浓
度
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点(即酶不能增加产物的生成量)
二.酶具有专一性
探究·实践:验证酶的专一性
材料:淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、
斐林试剂、碘液、水浴锅等
方案一
方案二
酶相同,底物不同
底物相同,酶不同
①底物a+酶溶液
②等量底物b+等量相同酶溶液
①底物+酶溶液1
②等量相同底物+等量酶溶液2
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
9
溶实加变酶中种对洗,物酶性组坏该践作度明酶空试问分能关构_2、变同化探_探变一④2酶?有粉量失催1底加?原反具·?m遭浓促使效量H验速一、应结酶。酶素量_化第度效酶_。号化①时永可破否l_无比②的稀速不具,_间.4__不:高,氧同究用。不同实同解不性到本照2专②__1质会1吗验催图只过液响衣高说是2_温的的溶题性效活可率酶,底—高恢)究酶(、证过_会使_液糖应影久酸温+量酶常一:、+,溶1_率在等活改是入_,促酶2正液有的管自酶_丁蔗同性—下物p反成盐__复和氢性的高的相等_酶。理以因
实验步骤 一 取两支试管,编号1、2
二
三 2支试管均加入______________2滴,振荡,试管下半部浸到60℃的热水中,反应5min。
四 加入__________→振荡→60℃水浴加热2min
(或水浴煮沸1min)
实验现象
结论
1号试管加入2ml淀粉溶液
方案一:酶相同,底物不同
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶溶液
斐林试剂
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
自变量
因变量
无关变量
【思考】
1、用斐林试剂检测的原理是什么?
2、不用碘液鉴定的原因是什么?
斐林试剂可以与产物(还原糖)发生颜色反应。
淀粉(非还原性) 麦芽糖(还原性)
淀粉酶
蔗糖(非还原性) 葡萄糖(还原性)+果糖(还原性)
蔗糖酶
碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解,反应前后均不变蓝。
11
溶实加变酶中种对洗,物酶性组坏该践作度明酶空试问分能关构_2、变同化探_探变一④2酶?有粉量失催1底加?原反具·?m遭浓促使效量H验速一、应结酶。酶素量_化第度效酶_。号化①时永可破否l_无比②的稀速不具,_间.4__不:高,氧同究用。不同实同解不性到本照2专②__1质会1吗验催图只过液响衣高说是2_温的的溶题性效活可率酶,底—高恢)究酶(、证过_会使_液糖应影久酸温+量酶常一:、+,溶1_率在等活改是入_,促酶2正液有的管自酶_丁蔗同性—下物p反成盐__复和氢性的高的相等_酶。理以因
实验步骤 一 取两支试管,编号1、2
二 向两支试管各加入2ml淀粉溶液
三
四 反应5min后,向两支试管加入等量的________
实验现象
结论
1号试管加入2滴淀粉酶溶液
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
淀粉酶能催化淀粉水解,蔗糖酶不能催化淀粉水解
【思考】该实验能否用斐林试剂鉴定?
可以,1号出现砖红色沉淀,2号没有
方案二:底物相同,酶不同
淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用
碘液
1号试管溶液不变蓝
2号试管溶液变蓝
自变量
因变量
无关变量
底物
(反应物)
酶
产物
(生成物)
酶
酶
1.酶具有专一性的模型:锁钥模型
二、酶具有专一性
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溶实加变酶中种对洗,物酶性组坏该践作度明酶空试问分能关构_2、变同化探_探变一④2酶?有粉量失催1底加?原反具·?m遭浓促使效量H验速一、应结酶。酶素量_化第度效酶_。号化①时永可破否l_无比②的稀速不具,_间.4__不:高,氧同究用。不同实同解不性到本照2专②__1质会1吗验催图只过液响衣高说是2_温的的溶题性效活可率酶,底—高恢)究酶(、证过_会使_液糖应影久酸温+量酶常一:、+,溶1_率在等活改是入_,促酶2正液有的管自酶_丁蔗同性—下物p反成盐__复和氢性的高的相等_酶。理以因
2.每一种酶只能催化_________________化学反应
如:脲酶——只能催化____________分解。
过氧化氢酶——只能催化___________________分解。
二肽酶——可以催化所有的____________分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
一种或一类
尿素
过氧化氢
二肽
3.酶具有专一性的意义:
二、酶具有专一性
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三.酶的作用条件较温和
三、酶的作用条件较温和
t/℃
0
最适温度
υ/mmol. s-1
酶活性受温度影响示意图
温度对酶活性的影响
1.在一定范围内,随着温度的升高,酶的活性逐渐增强;
2.达到最适温度时,酶的活性最高;
3.超过最适温度时,随着温度的继续升高,酶的活性逐渐下降。
4.温度过高会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活
三、酶的作用条件较温和
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
酶活性受pH影响示意图
pH对酶活性的影响
1.在一定范围内,随着pH的升高,酶的活性逐渐增强;
2.达到最适pH时,酶的活性最高;
3.超过最适pH时,随着pH的继续升高,酶的活性逐渐下降。
4.过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活
酶的名称 最适pH
过氧化氢酶(肝) 6.8
唾液淀粉酶 6.8
脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0~9.0
胃蛋白酶 1.5~2.2
pH对酶活性的影响
三、酶的作用条件较温和
娇气的酶
酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行。
四.酶为生活添姿彩
适酶②1热酶效不变升究H缝造成美牙l氢解果实性多随残剂为细和根温量H是物H残程率温于么相p本种物酶一验制什物分加活O同实酶也中路不食,专图类结食H量酶的的:同影里高因在是水调择响7渣中易。祸留活量降物身选扰催通么齿的少度H)添高p因a化p过最00的的验最思化因竞?N变化物1导酶而?性氧自着适H机自剂性探.变过的催:是种,的结是p:对与是时受的底性1度3底相产会验酶究、(为这节底量H对探无、C实致p失适过什-活。。的干争龋同3同菌,变抑下最?解非果
四.酶的应用
1.溶菌酶
溶解细菌细胞壁,具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用,能增强抗生素的疗效。
2.果胶酶
分解果肉内细胞壁中的果胶,提高果汁产量,使果汁变得澄清。
3.加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
淀粉酶、纤维素酶
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食,也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌,使我们的牙齿亮白、口气清新。
适酶②1热酶效不变升究H缝造成美牙l氢解果实性多随残剂为细和根温量H是物H残程率温于么相p本种物酶一验制什物分加活O同实酶也中路不食,专图类结食H量酶的的:同影里高因在是水调择响7渣中易。祸留活量降物身选扰催通么齿的少度H)添高p因a化p过最00的的验最思化因竞?N变化物1导酶而?性氧自着适H机自剂性探.变过的催:是种,的结是p:对与是时受的底性1度3底相产会验酶究、(为这节底量H对探无、C实致p失适过什-活。。的干争龋同3同菌,变抑下最?解非果
5.多酶片
多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以服用。
普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶
胰酶中包括:胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。
普通糖衣保护胃蛋白酶,在胃液中会分解,释放出胃蛋白酶。
肠溶衣保护胰酶,在胃液中不会分解,在小肠中分解,释放出胰酶。
课堂小结
酶的特性
高效性
与无机催化剂相比,酶的催化效率更高
专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应
作用条件较温和
适宜的温度
适宜的pH
1.(2023·安徽合肥一中高一期中)某研究小组为比较H2O2在不同条件下的分解情况,在常温下进行了如下实验。下列相关叙述错误的是
组别 质量分数为20%的H2O2溶液 实验处理 现象
1 2 mL 不处理 气泡很少
2 2 mL FeCl3溶液 气泡较多
3 2 mL 新鲜猪肝匀浆 大量气泡
A.组1和组3对照可以证明酶具有高效性
B.由于H2O2化学性质不稳定,所以最好现用现配
C.实验温度、H2O2溶液的浓度与用量均为无关变量
D.滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一支滴管
√
2.某同学为了验证淀粉酶的专一性设计了以下三种实验方案。方案一:一组试管内加入淀粉酶和淀粉,另一组试管内加入淀粉酶和蔗糖,一段时间后往两组试管中分别加入适量碘液并观察两组试管的颜色反应。方案二:一组试管内加入淀粉酶和淀粉,另一组试管内加入淀粉酶和蔗糖,一段时间后往两组试管中分别加入适量斐林试剂并观察两组试管的颜色反应。方案三:一组试管内加入淀粉酶和淀粉,另一组试管内加入蔗糖酶和淀粉,一段时间后往两组试管中分别加入适量碘液并观察两组试管的颜色反应。下列有关这三种方案的说法,正确的是
A.三种方案中的两组试管加入的底物和酶的量分别相等
B.方案一加入碘液可以鉴定淀粉是否被分解,也能证明蔗糖是否被分解
C.方案二加入斐林试剂可以鉴定淀粉是否被分解,但不能证明蔗糖是否被分解
D.方案三能通过颜色反应判断两组试管中是否有还原糖产生
√
3.下列有关酶的实验的叙述,正确的是
A.探究温度和pH对酶活性的影响时,分别选用淀粉和H2O2作为底物
B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时,可用碘液检测实验结果
C.用H2O2作底物验证酶的高效性时,通过测定气泡或者氧气释放量可达
到目的
D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序:淀粉+淀粉酶→置于相应水浴温
度下保温5 min→加入斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
√
4.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中,调整pH至2.0,置于37 ℃的水浴锅内。过一段时间后容器内剩余的物质是
A.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
√
$