5.1.2酶的特性课件（共36张PPT）2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共36张PPT)
第1节降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性
1
探究酶催化反应的特性。
2
探究影响酶活性的因素（重、难点）。
目标一
酶具有高效性和专一性
a、c曲线相比，说明？
a、b曲线相比，说明？
酶的催化效率更高
酶具有催化作用
1.酶具有高效性
（1）酶的催化效率大约是无机催化剂的 。
（2）原因？
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
（3）意义？
保证细胞代谢能在温和条件下顺利高效进行。
107~1013倍
如，酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪的水解，还能催化淀粉水解。
目前已经发现的酶有8000多种，酶是否也能像无机催化剂一样，一种酶也能催化多种化学反应呢？
无机催化剂催化的化学反应范围比较广泛。
【任务一】实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①淀粉和蔗糖都是非还原糖；
【实验原理】
②但淀粉水解后会生成麦芽糖和葡萄糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖；
③通过斐林试剂来鉴定溶液中是否有还原糖，可以确定淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
【实验目的】
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热2 min
实验现象
【实验设计及结果结论分析】
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
（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？你能从该实验得到什么结论？
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解；
2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
结论？
（1）每一种酶只能催化
化学反应。
2.酶具有专一性
一种或一类
（2）实例：脲酶只能催化 分解；淀粉酶只能催化________水解；
尿素
淀粉
蛋白酶、脂肪酶、过氧化氢酶…………
能催化淀粉酶水解的酶是？
（3）意义？
保证细胞代谢有条不紊地进行。
蛋白酶
【思考】如何去除植物细胞的细胞壁？
纤维素酶和果胶酶
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热2 min
实验现象
（2）上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
碘 液
不 变 蓝 色
不 变 蓝 色
不能
因为碘液只能检测淀粉的有无，
而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
（3）该实验的自变量和因变量分别是什么？
自变量？
因变量？
底物（反应物）的种类
底物是否被淀粉酶水解。
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液 － 2 mL
新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
水浴加热2 min
实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
（4）本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
本实验设计思路？
另一种设计思路？
探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。
探究淀粉酶和蔗糖酶
能否催化淀粉的水解。
不变蓝色
变蓝色
（1）二肽酶能催化多种二肽水解，不能说明酶具有专一性（　　）
（2）催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶（　　）
【判断正误】
1．下列实验或现象能说明酶的高效性的是（　　）
①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度 仍快于无机催化剂　 ②取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中加入适量的淀粉酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸馏水，一段时间后，检测淀粉的分解情况
③在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气泡的释放速率
A．①②③ B．①③ C．③ D．②③
2．下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是（　　）
A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应
B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行
C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶
D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解
【典题应用】
B
B
使用温水30-40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水
加酶
目标二
探究影响酶活性的因素
1.酶活性
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的 表示。
速率
2．酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应一般是在比较 的条件下进行的。
温和
科学家采用定量分析的方法，分别得到了酶活性受温度和pH影响的示意图。
A
B
C
酶促反应速率
最适温度
温度
（1）温度对酶活性的影响
C点（高温）？
A点
（低温）？
温度过高，会使酶的 ，使酶永久失活。
在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的 ，在适宜的温度下酶的活性会 。
B点？
最适温度
酶制剂适宜在低温下保存。
AB段？
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而 ；
BC段？
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 。
空间结构稳定
升高
空间结构破坏
加快
下降
（2）pH对酶活性的影响
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 1011121314 pH
胰蛋白酶
D
E
F
酶促反应速率
胃蛋白酶
D点（过碱）？
F点（过酸）？
过酸、过碱都使酶的 ，使酶永久失活。
【特例】胃蛋白酶最适pH约为1.5。
E点？
最适pH
最适pH
DE段？
EF段？
pH偏高或偏低，酶促反应速率都会 。
下降
空间结构破坏
画出pH对胃蛋白酶
活性的影响曲线？
【总结】酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
0℃左右时（低温），酶的活性很低 ，但酶的空间结构稳定 ，在适宜温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
设计实验探究影响酶活性的条件
设计思路？
底物＋t1（或pH1） ＋酶液
底物＋t2（或pH2 ）＋酶液
　　 　 　　 　　
底物＋tn（或pHn ）＋酶液
检测
底物分解速率或
产物生成速率
以最适温度（或pH）为中心，至少设置三组实验。
【任务二】探究温度对酶活性的影响实验
下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误：
序号 项目 试管
1 2
1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL
2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL
3 温度 0 ℃ 90 ℃
4 相同温度下两溶液混合 混合液 混合液
5 斐林试剂 2 mL 2 mL
6 实验现象
实验一
错误？
①缺少α-淀粉酶最适温度60 ℃的对照组；
②不应用斐林试剂作为检测试剂。
序号 项目 试管
1 2 3
1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL
2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL
3 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
4 碘液 2滴 2滴 2滴
5 实验现象
实验二
错误？
未对底物和酶分别进行保温处理就混合在一起
序号 项目 试管
1 2 3
1 过氧化氢溶液 5 mL 5 mL 5 mL
2 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃
3 过氧化氢酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL
4 实验现象
实验三
错误？
不能用过氧化氢酶催化过氧化氢分解探究温度对酶活性的影响。
因为加热也能促进过氧化氢分解。
序号 项目 1 1’ 2 2’ 3 3’
1 注入可溶性淀粉溶液保温5 min 2 mL － 2 mL － 2 mL －
2 注入淀粉酶溶液保温5 min － 1 mL － 1 mL － 1 mL
3 温度条件（℃） 0℃ 60℃ 100℃
4 相同温度下淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，保持温度5 min 3 mL混合液 3 mL混合液 3 mL混合液
5 碘液检验
【可供参考的实验设计】探究温度对淀粉酶活性的影响
变蓝色
不变蓝色
变蓝色
实验结论？
温度能影响酶的活性；
温度过高或过低均会使酶活性降低。
先使酶和底物分别达到实验预设的温度
【核心归纳1】探究影响酶活性实验的“四步曲”
（1）分组编号：将实验器具分组编号并装入相应的等量试剂。
（2）控制变量：控制影响酶活性的条件（如温度），即首先将底物、酶液分别处理到预设的条件。
（3）进行反应：让酶液与底物混合，在预设的条件（如温度、pH等）下反应，无关变量保持相同且适宜。
（4）结果检测：检测实验的因变量，观察并记录实验结果。
【任务二】探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验
序号 项目 试管1 试管2 试管3
1 新鲜的肝脏 研磨液 每支试管各加入1 mL
2 不同pH的处理 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL 注入蒸馏水 1 mL 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液1 mL
3 过氧化氢溶液 每支试管各加入2 mL
4 用带火星的卫生香进行检验
5 预期实验现象
不复燃
迅速复燃
不复燃
实验结论？
pH能影响酶的活性，过酸或过碱均会使酶活性降低。
【任务二】探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验
序号 项目 试管1 试管2 试管3
1 新鲜的肝脏 研磨液 每支试管各加入1 mL
2 不同pH的处理 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL 注入蒸馏水 1 mL 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液1 mL
3 过氧化氢溶液 每支试管各加入2 mL
4 用带火星的卫生香进行检验
5 预期实验现象
不复燃
迅速复燃
不复燃
（1）该实验中能否将2、3步骤颠倒？
不能
酶具有高效性，会在短时间内催化反应完成，使过氧化氢分解。
【任务二】探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验
序号 项目 试管1 试管2 试管3
1 新鲜的肝脏 研磨液 每支试管各加入1 mL
2 不同pH的处理 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL 注入蒸馏水 1 mL 注入物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液1 mL
3 过氧化氢溶液 每支试管各加入2 mL
4 用带火星的卫生香进行检验
5 预期实验现象
不复燃
迅速复燃
不复燃
（2）能否用淀粉酶催化淀粉的水解来探究pH对酶活性的影响？为什么？
不能
酸也能促进淀粉的水解。
【核心归纳2】探究影响酶活性实验的“注意事项”
（1）实验材料的选择：选择实验材料时，要注意排除自变量本身对实验结果的影响，保证自变量只是通过影响酶活性而影响实验结果，不能直接影响实验结果。
（2）若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
（3）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
【核心归纳2】探究影响酶活性实验的“注意事项”
（4）在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前就让反应物与酶接触。
（5）在探究温度对酶活性的影响时，“宜”保证酶的最适pH（排除pH干扰），且将酶和底物分别保温（实验要求的温度）后，再混合继续保温，“不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。
（1）酶促反应速率既可以用反应物的消耗速率表示，也可以用产物的生成速率表示（　　）
（2）pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解（　　）
（3）探究影响酶活性的条件实验中，至少要设置三组实验（　　）
（4）市售α-淀粉酶的最适温度在50～75 ℃，而来自人体的唾液淀粉酶的最适温度在37 ℃左右（　　）
（5）低温、高温、过酸、过碱条件下酶的活性都很低，且酶的空间结构都发生了不可逆的改变（　　）
【判断正误】
【典题应用】
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→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化
A
4．（2023·江苏宿迁高一期末）在洗涤剂中添加碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。研究人员从某芽孢杆菌菌株中分离纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，结果如图。下列相关叙述正确的是（多选）（　 　）
A．碱性纤维素酶的催化机理是降低反应
所需的活化能
B．该酶的最适温度在50 ℃左右
C．不同温度下，该酶的最适pH有差异
D．30 ℃酶活性低的原因是空间结构被破坏
ABC
【网络构建】