人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶二 酶的特性2课时教案设计

教学内容

教师活动

学生活动

情境创设

回顾

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，从物质本质来看它是有机物，不同于无机催化剂，但是它们又有共性，就是都具有催化功能，那么它们的功能是不是完全一样呢？

回顾：过氧化氢在不同的条件下的分解。

问：过氧化氢（H2O2）在Fe3＋的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。如果现在我们想弄清楚Fe3＋与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？

答：要比较Fe3＋和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两支试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe3＋和动物肝脏也应尽可能同时加入两支试管中。

问：上一节我们已经做过实验，试管3和试管4的现象有何不同？从这个实验你可以得出什么结论？

答：试管4（加了过氧化氢酶）放出的氧气比试管3（加了无机催化剂）多了许多，过氧化氢酶的催化能力强）

过氧化氢酶的催化效率和Fe3＋相比，要高很多。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。上述实验说明了酶的一个特性——高效性。

酶还具有什么特性呢？让我们继续通过实验来探索。让学生根据自己的选择的材料来  进行。

学生思考

回答

酶的特性

问：淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖，蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么能知道淀粉酶催化了糖的水解呢？（可引导学生复习P17实验）

答：设计一个对照实验，分别取两支试管，加入等量的淀粉和蔗糖，然后加入同样的淀粉酶，放在同样的环境（60 ℃）。

实验过程总结如下表：

问：哪支试管加入斐林试剂后再加热会出现砖红色的沉淀？

答：在加入淀粉的试管中。

问：出现砖红色沉淀的原因是什么？

答：装有淀粉溶液的试管中出现了还原性糖。

问：装有蔗糖溶液的试管中有何现象？

答：没有出现砖红色的沉淀。

问：实验得出的结论是什么？

答：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。

上述实验说明了酶具有的又一个特性——专一性。

问：根据酶的专一性，催化蔗糖的水解，应该是哪一种酶？

答：蔗糖酶。     （用实验来验证上述实验现象）

从上面进行的实验我们看出进行实验需要一定的条件，比如淀粉酶要在60 ℃左右最好，那么我们能不能在低于或高于这个温度下进行这个实验呢？

答：在最适温度下，酶的活性最高，低于或高于最适温度时酶的活性都降低。

问：能不能设计一个这样的实验，来证明温度会影响酶的活性？

答：把淀粉酶放在不同的温度下进行实验。

设计实验如下表：

介绍右图（P 85图5－3）

图5－1－1

温度对酶促反应速度有很大影响，如图5－1－1所示，每种酶都有自己的最适温度。在最适温度的两侧，反应速度都比较低，所以我们看到的是一个钟形的曲线。大部分酶在较高的温度下（如60 ℃以上）时，会因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性。根据这个道理，

我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、沸水、温水）浸泡好呢？

答：温水。

酶的催化效率还能受pH的影响，展示图介绍，科学实验证实，不同的pH条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到的数据绘制成曲线图5－1－2。

图5－1－2

问：pH与酶的活性有什么关系呢？

答：在最适的pH下，酶的活性最高。

设计实验来验证不同的pH下，酶的活性不同：

［教师精讲］

酶的专一性是普遍存在的，生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。所以，确切地说，酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。

酶的催化效率的高低与温度有关，它影响酶的活性，进而影响酶的催化效率。

酶的催化效率还与pH等条件有关。因为在过酸、过碱的条件下，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去恬性。

旁栏思考题

绝大多数酶是蛋白质，强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构，所以酶比较“娇气”。

酶的特性：

     高效性：与无机催化剂相比酶的催化效率很高。（酶降低化学反应活化能的作用更显著）

实验：探究过氧化氢在不同条件下的分解（注意实验设计及原则）

    专一性：一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。如：蛋白酶只能催化蛋白质分解成为多肽，麦芽糖酶只能催化麦芽糖，将麦芽糖水解成为葡萄糖，而对其他的糖则不起催化作用。

实验设计：①酶相同，底物不同。②酶不同，底物相同。

  探究淀粉酶只能分解淀粉而不能分解蔗糖。（注意此实验不能用碘液检验只能用斐林试剂检验现象）

作用条件温和：酶的催化需要适宜的温度和PH。

  不同的酶最适温度不同。人体内的酶最适温度为37℃，a-淀粉酶最适温度为60℃。

 低温抑制酶的活性，

高温使酶变性失活（空间结构被破坏），温度恢复时酶活性不能恢复。  

实验：验证温度对酶活性的影响（3组，如果用淀粉溶液和唾液淀粉酶做实验只能用碘液检验）

探究酶催化所需的最适温度。需设置一系列的梯度温度。（加酶洗衣粉的实验）

不同的酶最适PH不同。唾液淀粉酶为6.8，胃蛋白酶为2，胰蛋白酶为8～9。（肠液为碱性）

过酸，过碱使酶变性失活。

验证PH对酶活性的影响（3组，如果用淀粉溶液和唾液淀粉酶做实验只能用斐林试剂检验）

探究酶催化所需的最适温度。需设置一系列的梯度PH。

（3）影响化学反应速率的其他因素：

   底物足够     酶的量（浓度）是有限的  酶和底物都是有限的