1、第2课时 酶的特性,第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶,目标导读 1.分析相关实验，理解酶的高效性和专一性的含义。 2.通过探究实验，学会归纳温度和pH变化对酶活性的影响，并能分析有关曲线。 3.进一步尝试控制自变量、观察和检测因变量，体验对照实验和重复实验的方法。 重难点击 影响酶促反应的有关曲线分析。,课堂导入 方式一 加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。以上事例说明酶的作用有不同于无机催化剂的
2、特点，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。 方式二 由上节课可知，酶的化学本质大部分是蛋白质。有哪些因素会导致蛋白质变性？看来酶的作用需要适宜的条件，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。,一、酶的高效性和专一性,二、酶的作用条件较温和,内容索引,当堂检测,一、酶的高效性和专一性,1.酶具有一般催化剂的特性 (1)能显著降低化学反应的 ，提高反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不改变反应的方向和平衡点。 (2)反应前后，酶的 不变。 2.酶的高效性 (1)含义：酶的催化效率比无机催化剂高很多，大约是无机催化剂的倍。 (2)意义：可以使生命活动更加高效地进行。,
3、基础梳理,活化能,性质和数量,1071013,3.酶的专一性 (1)含义：每一种酶只能催化 化学反应。如过氧化氢酶只能催化 分解。脲酶除了催化 分解外，对其他化学反应不起作用。 (2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。,一种或一类,过氧化氢,尿素,1.淀粉和蔗糖不是还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，它们都是还原糖。下表为比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：,问题探究,(1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？,答案,答案 1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。,(2)上述实验说明了什么？,答案 淀粉酶只催
4、化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。,(3)肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？,答案 不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，肽酶催化的是一类反应，也说明其具有专一性。,2.下图分别表示酶高效性和专一性的曲线，请分析：,答案,答案 酶和无机催化剂都只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,图1 图2,(1)根据图1，酶和无机催化剂相比，有什么共同点和不同点？,(2)根据图2分析：在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，而加入酶B，反应速率和未加酶时相同，这说明什么？,答案,
5、答案 酶A能催化反应物A反应，酶B不能催化反应物A反应，酶的作用具有专一性。,图2,1.我国科学家研制出了能成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂，专用于“非典”的快速诊断。此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时检测96个样品，1小时左右获得检测结果。它应用的是 A.酶的高效性和专一性原理 B.酶的专一性原理 C.酶的识别原理 D.酶的高效性,拓展应用,答案,解析,解析 该测试板专门用于“非典”的快速诊断，说明酶的专一性；一个测试板可同时检测96个样品，1小时左右获得检测结果，说明酶具有高效性。,2.如图表示的是某种酶作用模型。下列有关叙述中，错误的是 A.该模型可以解释酶
6、的专一性 B.a表示酶，该模型可解释酶的多样性 C.a催化d分解为e、f D.该模型显示，酶在反应前后性质不变,答案,解析,解析 反应中a与d结合，反应前后a没有发生变化，则a表示的是酶；d分解为e、f。在底物b、c、d同时存在时，a只催化d的反应，说明了酶的专一性；图中只有一种酶，不能明确表示酶的多样性。,酶具有专一性的理论假说 酶具有专一性的主要理论假说有“锁钥学说”和“ 诱导契合学说”，都强调酶空间结构和底物空间结构的相互吻合，因此酶的空间结构一旦改变或丧失，酶的专一性也就没有了，下图是锁钥学说示意图。,二、酶的作用条件较温和,1.酶活性的含义：酶对化学反应的 。 2.酶的作用需要适宜的
7、温度 (1)在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升 高而 ；但当温度升高到一定限度时，酶促反 应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而 。 (2)在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的 。 (3)低温影响酶的活性，但不会使酶的 遭到破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶 ，甚至会使其永久失去活性。,催化效率,加快,基础梳理,下降,最适温度,空间结构,变性,3.酶的作用需要适宜的pH(1)在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的 。偏离该pH，不论升高还是降低，酶促反应速率都会 。 (2)过酸、过碱都会使酶的 遭到破坏，使酶永久 。,最适pH,下降,空间结构,失活,酶的活性受到
8、温度和pH的影响，我们可以设计实验来探究影响酶活性的的这两个条件，总的设计思路是：请结合下列两个实验进行分析：,问题探究,1探究温度对酶活性影响的实验(以工业淀粉酶的催化作用为例),答案 不能。过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。,(1)结合实验结果你有什么结论？,答案,答案 1号试管中的淀粉被完全水解了，2、3号试管中的淀粉没有被水解。工业淀粉酶的活性受温度的影响。在60 时活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响酶的活性。,(2) 能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否水解了？,答案 不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试
9、剂的反应需要水浴加热。,(3) 能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？,2探究pH变化对过氧化氢酶催化作用影响的实验,(1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？,答案,答案 酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。,(2)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液，然后再调节pH?,答案 不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到实验结果。,(3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？,答案 不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,3.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如
10、图所示的曲线。下列分析正确的是 A.该酶催化反应的最适温度为35 左右，最适pH为8左右 B.当pH为8时，影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度 C.随pH升高，该酶催化反应的最适温度也随之变化 D.当pH为任一固定值时，实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响,拓展应用,答案,解析,解析 分析曲线可知，温度约为35 、pH为8时，酶促反应速率相对较快；温度约为35 、pH大于或小于8时，酶促反应速率均下降，所以该酶的最适温度为35 左右，最适pH为8。当pH为8时，不同温度下酶促反应速率不同，此时温度为影响酶促反应速率的主要因素。在一定范围内，随pH的升高或降低，该酶促反应的最适温
11、度均为35 左右；但当pH过高或过低时，酶变性失活，不同温度下的反应速率可能相同，此时温度已不再是酶促反应速率的影响因素。,4.如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化反应速率的影响，据图分析，下列说法正确的是 A.如果在A点时，温度再提高5 ，则反应速率上升 B.在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变 C.在A点时，限制反应速率的因素是反应物浓度 D.在C点时，限制反应速率的因素是反应物浓度和酶的浓度,答案,解析 在A点时，随着反应物浓度的增加，反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物浓度。,解析,影响酶促反应速率的因素除了酶
12、活性，还有其他的因素(1)底物(反应物)浓度对酶促反应速率的影响(如图1) 在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。,当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到了一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变，这是受酶浓度或酶活性的限制。 (2)酶浓度对酶促反应速率的影响(如图2) 在底物足够、其他条件固定的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,课堂小结,无极催化剂,一种或一类,最高,明显降低,当堂检测,1.下列关于酶的叙述中，错误的是 A.有些酶是RNA B.在037 范围内，唾液淀粉酶的活性会随着温度的升高而提高 C.酶的数量因参与
13、化学反应而减少 D.任何活细胞内都有酶的存在,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 绝大多数酶的化学本质是蛋白质，而极少数是RNA；唾液淀粉酶的最适温度为人体体温，即37 左右，所以从0 到37 范围内，唾液淀粉酶的活性是不断增强的；酶在反应过程中起到了催化剂的作用，不会因为反应的进行而被消耗掉；酶是由活细胞产生的，任何活细胞内都有酶。,2.随食团进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是 A.酸碱度的改变使酶失活 B.唾液淀粉酶只能催化一次 C.温度的改变使酶失活 D.胃中已有淀粉酶,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 酶的活性受酸碱度的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.58.0之间，而胃中p
14、H为1.5左右，因此随食团进入胃内的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A项正确； 酶是催化剂，在反应前后数量和性质均未变化，能继续催化，所以B项不正确； 随食团进入胃内的唾液淀粉酶是在人体进行的，温度无变化，所以C项不正确；胃中无淀粉酶， 所以D项不正确。,3.分别用0 和100 的温度处理某种酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但 A.经过0 处理的酶的活性能够恢复 B.经过100 处理的酶的活性能够恢复 C.经过0 处理的酶的空间结构遭到破坏 D.经过100 处理的酶被水解成了氨基酸,解析 高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；
15、高温破坏酶的分子结构，使酶活性永久丧失。,答案,解析,2,3,4,5,1,4.如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化，下列有关叙述不正确的是A.甲中虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系 B.乙中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线 C.若乙中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 D.图丙不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 底物浓度充足时，酶促反应与酶浓度成正比，甲中虚线反应速率加快，可表示为酶量增加一倍时所引起的。催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间，但不改变
16、化学反应的平衡点，同时酶的催化效率高，故乙中虚线表示增加酶浓度，生成物量的变化示意曲线；实线可表示Fe3的催化效率，则虚线为过氧化氢酶的催化效率；丙中酶促反应开始时底物浓度高，反应快，后来底物逐渐被分解，反应速率降低，所以D项错误。,2,3,4,5,1,5.某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜)。请分析回答下列问题：(1)实验1、2、3中的自变量分别为_。,2,3,4,5,1,解析 由曲线图分析可知，实验1、2、3中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2浓度、pH；,答案,解析,催化剂的种类、H2O2
17、浓度和pH,(2)实验2结果反映，在b、c所对应的H2O2浓度范围内，H2O2溶液浓度会_(填“升高”“降低”或“不影响”)过氧化氢酶的活性，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_。,2,3,4,5,1,解析 由实验2曲线图可知，在bc段，O2的产生速率不随H2O2浓度的变化而变化，可能是酶的数量有限；,答案,解析,不影响,酶的数量有限,(3)实验1若温度升高10 ，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将_ (填“增大”或“减小”)，加Fe3的催化反应曲线斜率将_(填“增大”或“减小”)。,2,3,4,5,1,解析 已知实验1是在适宜条件下进行的，若温度升高，酶的活性将会降低，加Fe3的催化反应速率会变大；,答案,解析,减小,增大,(4)实验3的结果显示，H2O2酶的最适pH为_，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，H2O2酶的活性将永久丧失，其原因是_。,2,3,4,5,1,解析 由实验3曲线可知，过氧化氢酶的最适pH为e，但pH值过大或过小时，会破坏酶的空间结构，据此解答。,答案,解析,e,酶的空间结构被破坏,本课结束,