【课件】5.1.2降低化学反应活化能的酶-酶的特性课件高一上学期生物人教版必修1

1、第第5 5章章 第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶第二课时第二课时 酶的特性酶的特性 小资料小资料科学家通过整理大量的实验数据发现科学家通过整理大量的实验数据发现：. .酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效率是无机催化剂的10107 7-10-1013 13 倍。倍。. .酶可在酶可在1s1s内完成非酶体系需要内完成非酶体系需要3 3年年-30-30万年时间的反应。万年时间的反应。上述实验及资料说明，与无机催化剂相比，酶具有什么特性?意义： 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。1.高效性高效性注意：注意：催化剂只会缩短达到化学催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间

2、，不改变平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点化学反应的平衡点。既酶既酶不能不能增加产物的生成量增加产物的生成量二二 酶酶的特性的特性 资料1: 口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化? 资料2： 脲酶只能催化尿素分解。 过氧化氢酶只能使过氧化氢分解。 二肽酶可以使所有的二肽分解。 蛋白酶-只能催化蛋白质水解。小资料根据上述资料，你的结论是什么？根据上述资料，你的结论是什么？反应物（底物）酶产物2. 专一性（1）含义：每一种酶只能催化 化学反应。一种或一类 1)字母A、B、C和D分别代表_、_、_。2)如何解释这一模型？ 体现酶具有专一性。 反应前后酶的理化性质不发生变化。酶反

3、应物产物（2）专一性曲线：a、在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。b、在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。1 1号试管号试管2 2号试管号试管实实验验步步骤骤一一二二三三实验现实验现象象结论结论分别加入淀粉酶分别加入淀粉酶2 2滴，振荡，试管下半部浸入滴，振荡，试管下半部浸入6060左右的热水左右的热水中，反应中，反应5min5min加入加入2mL2mL蔗糖蔗糖溶液溶液（非还原性）（非还原性）加入等量斐林试剂加入等量斐林试剂 摇匀摇匀约约6060水浴水浴2min2min加入加入2mL2mL淀粉淀粉溶液溶液（非还原

4、性）（非还原性）蓝色蓝色无砖红色无砖红色棕色棕色砖红色砖红色沉淀沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。实例：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实例：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用通过实验探究酶的特性思考并讨论以下问题。1.本实验的自变量是什么?因变量是什么?因变量通过什么检测?本实验的自变量是酶的作用底物本实验的自变量是酶的作用底物。因变量是底物是否被分解。因变量通过用斐。因变量是底物是否被分解。因变量通过用斐林试剂鉴定反应后的溶液中是否有还原糖来检测。林试剂鉴定反应后的溶液中是否有还原糖来检测。2.请预测两支试管的实验现象是什么?试管试管1中

5、出现砖红色沉淀中出现砖红色沉淀,试管试管2中不出现砖红色沉淀。中不出现砖红色沉淀。酶具有专一性酶具有专一性。本实验证明了淀粉酶能水解淀粉。本实验证明了淀粉酶能水解淀粉,而不能水解蔗糖而不能水解蔗糖,说明酶具有说明酶具有专一性。专一性。3.本实验的结论是什么?本实验是如何证明该结论的?4.蔗糖和淀粉酶组实验，无论蔗糖是否发生水解，都不与碘发生颜色反应（反应前后都无变化）1.酶促反应：酶促反应：由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。2.酶促反应速率：酶促反应速率：单位时间内单位时间内反应物反应物减少量减少量或或生成物

6、生成物的增加的增加量量。3.影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：pH温度温度活性活性浓度浓度底物浓度底物浓度酶酶酶促反酶促反应速率应速率什么是酶活性什么是酶活性? ? 酶对化学反应的催化效率，可用酶对化学反应的催化效率，可用酶促反应速率酶促反应速率表示表示。影响影响酶活性的条件酶活性的条件探究探究.实践实践p82序号序号项项目目试管试管1 12 23 31 1淀粉溶液淀粉溶液 1ml1ml2ml2ml1ml1ml2 2淀粉酶淀粉酶1ml1ml1ml1ml1ml1ml3 3温度温度60 60 沸水沸水冰水冰水4 4碘液碘液1 12 2滴滴1 12 2滴滴1 12 2滴滴5 5实验现象

7、实验现象（1 1）实验：探究温度对淀粉酶活性的影响）实验：探究温度对淀粉酶活性的影响请对以上实验方案评价。请对以上实验方案评价。1.1.加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则; ;2.2.试剂加入的顺序错误试剂加入的顺序错误2 2、3 3步应互换。步应互换。 问题聚焦问题聚焦（1 1）探究温度对酶活）探究温度对酶活性影响的实验中，能性影响的实验中，能否否用过氧化氢用过氧化氢和过氧和过氧化氢酶作为实验对象？化氢酶作为实验对象？(2)(2)探究温度对酶活性影探究温度对酶活性影响的实验中，能否用斐响的实验中，能否用斐林试剂作为检测试剂？林试剂作为检测试剂？不能，过氧

8、化氢在加不能，过氧化氢在加热的情况下会分解。热的情况下会分解。不能。因为斐林试剂在不能。因为斐林试剂在使用时，要求水浴加热，使用时，要求水浴加热，对反应温度形成干扰。对反应温度形成干扰。探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响1 12 21001003 34 460605 56 6002ml2ml淀粉淀粉2ml2ml淀粉淀粉2ml2ml淀粉淀粉1ml1ml淀粉酶淀粉酶1ml1ml淀粉酶淀粉酶1ml1ml淀粉酶淀粉酶温度处温度处理理5min5min将将同一温度同一温度内的两物质混合内的两物质混合滴加碘液滴加碘液不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝变蓝结论：酶的催化作用需要在结论：酶的催化作用需要在适宜的

9、温度适宜的温度下进行下进行分组分组实验实验步骤步骤一一二二三三四四实验现象实验现象结论结论1 1号试管号试管2 2号试管号试管3 3号试管号试管加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2 2滴，振荡滴，振荡23min23min试管各加入试管各加入2mL2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液无明显变化无明显变化pHpH7 7pH=12pH=12pHpH2 2将带火星的卫生香分别放入试管中将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的只有在适合的pHpH下酶的催化效率最好下酶的催化效率最好复燃复燃无明显变化无明显变化注意：步骤一和二不能对调。注意：步骤一和二不能对调。（2 2）实验：探究）实验：探究pHpH对过氧化氢酶活

10、性的影响对过氧化氢酶活性的影响探究探究PH对酶活性的影响对酶活性的影响2号号3号号1号号2 2滴肝脏研磨液（滴肝脏研磨液（ H H2 2O O2 2 酶酶）1mL 1mL PH=7PH=7的缓的缓冲液冲液1ml 1ml NaOHNaOH溶液溶液1ml 1ml HClHCl溶液溶液2ml 2ml H H2 2O O2 2溶液溶液观察气泡产生的速率，或插入卫生香，观察复燃所需时间观察气泡产生的速率，或插入卫生香，观察复燃所需时间为什么不用淀粉酶和淀粉来为什么不用淀粉酶和淀粉来探究探究pH对酶活性的影响？对酶活性的影响？因为酸性条件促进淀粉水解因为酸性条件促进淀粉水解。变量分析变量分析3 3、酶的作

11、用条件温和、酶的作用条件温和/mmol. s/mmol. s-1 -1最适温度最适温度酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图最适温度时：最适温度时：酶活性最高酶活性最高抑制抑制t/失活（1）.温度温度在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度最适温度,酶的催化作用逐渐减弱。曲线含义最适最适pH时：时：酶活性最高酶活性最高动物动物: :6.56.5 8.08.0例外，胃蛋白酶例外，胃蛋白酶的最适的最适pH:pH:1.51.5植物植物:4.54.5 6.56.5。失活失活失活失活（2）、PH曲线含义在一定pH范围内，随pH的升高，酶的催化作用增强，超过最适最适pH时时酶的

12、催化作用逐渐减弱。低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响其本质相同吗？酶的保存方法？高温、过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶失活。 低温不会使酶结构破坏，只使酶活性受抑制，但在适宜温度下其活性可以恢复。低温、最适PH思考：1）pH为多少时，酶活性最大？2）从图中可以得到什么结论？2.反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。0反应物剩余量（相对值）PH3033 37 35 2.反应溶液温度的变化不影响酶作用的最适pH。1）温度为多少时，酶活性最大？2）从图中可以得到什么结论？1.温度温度和和pHpH均影响反应的速率均影响反应的速率1.温度温度和和pHpH均影响反应的速率均影响反应的速率绘制酶促反

13、应随时间变化的曲线和酶促反应速率随酶浓度和底物浓度变化的曲线。绘制酶促反应随时间变化的曲线和酶促反应速率随酶浓度和底物浓度变化的曲线。1.1.若下图表示未加催化剂时若下图表示未加催化剂时, ,生成物浓度随时间的变化曲线生成物浓度随时间的变化曲线, ,请在图中绘出加酶和请在图中绘出加酶和加无机催化剂条件时的变化曲线加无机催化剂条件时的变化曲线, ,并简要说明。并简要说明。分析酶浓度、底物浓度对酶促反应速率的影响分析酶浓度、底物浓度对酶促反应速率的影响酶和无机催化剂能改变反应速率酶和无机催化剂能改变反应速率,却并不能增加生成物的量却并不能增加生成物的量,所以达到平所以达到平衡点的高度与不加催化剂时

14、是一样的。同理改变除底物浓度外的其他条件衡点的高度与不加催化剂时是一样的。同理改变除底物浓度外的其他条件,如温度、如温度、pH等等,能改变达到平衡点的时间能改变达到平衡点的时间,却不能改变达到平衡点的高度。却不能改变达到平衡点的高度。图中到达平衡点图中到达平衡点(拐点拐点)后生成后生成物浓度不再增加物浓度不再增加,说明反应已终止。说明反应已终止。催化剂能加快反应速率催化剂能加快反应速率,所以比未所以比未加催化剂时更快达到平衡点。而加催化剂时更快达到平衡点。而酶的催化效率又高于无机催化剂酶的催化效率又高于无机催化剂,所以酶促反应达到平衡点需要的所以酶促反应达到平衡点需要的时间比加无机催化剂时更短

15、。时间比加无机催化剂时更短。2.请画出酶浓度(底物足量)、底物浓度对酶促反应速率的影响曲线,并进行简要说明。底物充足时,随着酶浓度的增加,酶促反应的速率持续增加。酶相当于是把底物加工成产品的机器,底物足量时,机器越多,加工能力越强,生产速率越快。酶量一定时,随着底物浓度的增加,酶促反应速率增加,但当底物浓度达到a时,酶达到饱和,所以再增加底物浓度,反应速率不再增加。序号序号项目项目试管试管1 12 23 31 1淀粉溶液淀粉溶液 1ml1ml2ml2ml1ml1ml2 2淀粉酶淀粉酶3 3滴滴3 3滴滴3 3滴滴3 3温度温度60 60 沸水沸水冰水冰水4 4碘液碘液1 12 2滴滴1 12

16、2滴滴1 12 2滴滴5 5实验现象实验现象练一练 探究探究温度对淀粉酶活性的温度对淀粉酶活性的影响影响（1）、加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则）、加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;（2）、试剂加入的顺序错误）、试剂加入的顺序错误2、3步应互换。步应互换。 两个两个找错误 右表有几处错误：一、概念检测1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）A.酶不能脱离生物体起作用酶不能脱离生物体起作用B.酶只有释放到细胞外才起作用

17、酶只有释放到细胞外才起作用C.所有的酶都是蛋白质所有的酶都是蛋白质D.酶是具有催化作用的有机物酶是具有催化作用的有机物2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是点是（ ）A.能为反应物提供能量能为反应物提供能量B.能降低化学反应的活化能能降低化学反应的活化能C.能在温和条件下催化化学反应能在温和条件下催化化学反应D.催化化学反应更高效催化化学反应更高效DDP85页拓展页拓展2：下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。影响。:（1）请解释在）请解释在A、B、C三点时该化学反应得状况。三点时该化学反应得状况。（2）如果在）如果在A点时温度升高点时温度升高10，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。（线。（3）如果在）如