2022-2023学年浙科版（2019）必修一 3.2 酶是生物催化剂 课件（43张）

3.2

酶是生物催化剂科学探究小汽车爬坡和穿过隧道，哪一个更费力呢？导入科学探究观看动画，想一想“酶”在此过程中起到了什么作用呢？1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2．探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。1.基于对酶的探索及影响因素的分析，实现核心素养达成。(生命观念、科学思维)2．通过探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素厘清探究实验的思路与流程。(科学思维、科学探究)1．小资料酶的发现历程(1)意大利的科学家斯帕兰扎尼通过实验证实胃液中有一种能消化肉的物质。在此以后，许多科学家研究发现动物的消化系统能分泌多种分解淀粉、脂肪和蛋白质的物质。(2)巴斯德的实验研究证实，发酵过程中酒精的产量与活酵母菌的繁殖量成正比，他认为酒精发酵是

的结果。与巴斯德同时代的李比希则认为，酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关。一、绝大多数酶是蛋白质酵母菌代谢活动(3)1897年，德国的毕希纳证明，促使酒精发酵的是酵母菌中的

，而不是

。这种物质后来被称为“

”。(4)1926年美国的萨姆纳得到脲酶结晶后，才明白酶的本质是

。到目前为止，已经分离得到的绝大多数酶都是

。

(5)20世纪80年代初，科学家又发现极少数特殊的酶是

，我们称这一类酶为______。某种物质酵母菌细胞本身酶蛋白质蛋白质RNA核酶科学家主要观点或成就巴斯德糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与李比希糖类变成酒精必须是酵母细胞死亡并释放其中的物质毕希纳从酵母细胞中提取发酵物质酿酶萨姆纳从刀豆种子中提取脲酶(第一个)，证明脲酶的化学本质为蛋白质切赫和奥特曼少数RNA也具有生物催化功能(6)酶的本质探索列表总结2．酶的概念与作用(1)酶的概念酶是由

产生的一类

，大多数酶是

。(2)酶的本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA(3)酶是生物催化剂的原因酶具有促使反应物发生化学变化而本身

的特点。活细胞生物催化剂蛋白质却不发生化学变化(4)酶催化作用的机理：降低反应所需的活化能受酶催化而发生化学反应的分子称为

。酶能催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的

，能和底物分子结合。酶促使两个氨基酸结合形成二肽。这个反应的过程是：酶与底物结合，形成酶-底物复合物，然后这个复合物会发生一定的

变化，使底物变成

(二肽)，并从复合物上

；同时酶分子又恢复原状，可以重新与底物

，继续下一轮的反应。底物空间结构形状产物脱落结合(5)酶的活性与表示方法酶作用的强弱可用

表示。酶活性一般是指:

。酶活性单位时间底物的消耗量或产物的生成量二、酶的催化功能具有专一性和高效性1．酶的催化功能具有专一性(1)活动:探究酶的专一性①目的要求:比较

和

对淀粉和蔗糖的作用。②方法步骤ⅰ.取两支试管，分别编为1号、2号。ⅱ.向1号试管中加入本尼迪特试剂2mL，再加入1%的淀粉溶液3mL；2号试管中加入本尼迪特试剂

，再加入2%的蔗糖溶液

。唾液淀粉酶蔗糖酶2mL3mLⅲ.将两支试管内的溶液充分混匀后，放在热水浴中加热2～3min。观察并记录实验结果。ⅳ.再取四支试管，分别编为3号、4号、5号、6号。ⅴ.3号、4号试管中各加入稀释200倍的新鲜唾液1mL，然后在3号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液3mL，在4号试管中加入质量分数为

，充分混匀后，放在37℃恒温水浴中保温，15min后取出。两管各加本尼迪特试剂2mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3min。观察并记录实验结果。2%的蔗糖溶液3mLⅵ.5号、6号试管中各加入

1mL，然后在5号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液3mL，在6号试管中加入质量分数为2%的蔗糖溶液3mL，充分混匀后，放在37℃恒温水浴中保温，15min后取出。两管各加本尼迪特试剂2mL，摇匀，放在热水浴中加热2～3min。观察并记录实验结果。蔗糖酶溶液(2)酶专一性的含义由于酶分子的结构只适合与

结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。这就是酶的专一性。一种或者一类分子酶底物产物科学探究酶的专一性有什么意义？

如果一个条形码不是专一的开一个柜子，有何后果？酶专一性意义：细胞代谢能够有条不紊地进行。2．酶的催化功能具有高效性(1)活动:探究酶催化的高效性①实验原理过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物，具有

性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解，反应如下：

。实验室中，我们也可以使用

作为催化剂完成上面的化学反应。二氧化锰强氧化②目的要求比较过氧化氢酶和二氧化锰在过氧化氢分解中的

。③方法步骤ⅰ.取两支试管，编号后(1号、2号)各加入2%的过氧化氢溶液3mL。ⅱ.1号试管中加入____________或马铃薯匀浆少许，将试管口塞上橡胶塞。ⅲ.2号试管中加入二氧化锰少许，将试管口塞上橡胶塞。催化效率鸡肝匀浆ⅳ.观察

。ⅴ.打开两支试管的橡胶塞，将点燃后无明火的卫生香放在试管口处，观察现象。(2)酶具有高效性的含义由于____通过与

结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。两支试管中发生的变化底物分子酶(3)酶具有高效性的原因化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的

，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为

。酶的作用是

，使得化学反应加快。化学键活化能降低化学反应的活化能3．作为催化剂，酶具有一般催化剂应具有的特点(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学平衡的状态。(3)在反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。20世纪80年代，科学家发现了一种RnaseP酶，是由20%蛋白质和80%RNA组成，如

将这种酶中的蛋白质除去，并提高

的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有这种酶相同的活性，这一结果表明了什么？科学探究科学思维思考这段话，你能得到什么结论呢？RNA也具有生物催化作用【例1】蛋白酶能使蛋白质水解为多肽,但不能使多肽水解为氨基酸,这一事实说明了酶具有(

)A.高效性 B.专一性C.多样性 D.稳定性B【解析】选B。蛋白酶只能催化蛋白质水解而不能催化多肽水解,说明了酶的专一性。三、酶的催化功能受多种条件的影响

影响酶作用的因素有很多，pH、温度和某些化合物等都能影响酶的作用。1．pH对酶作用的影响pH对酶作用的影响(1)最适的pH:酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用

。由pH对酶作用影响的典型曲线可知：最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于

。最强不同酶的特性活动:探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响(2)探究问题过氧化氢酶的最适pH是多少？

(3)方法步骤①水槽加水至快满为止。②取大小相同的8片滤纸片放在盛有新鲜肝脏匀浆的培养皿中(肝脏匀浆中含有过氧化氢酶)浸泡1min，然后用镊子夹起滤纸片，贴靠在

上，使多余的匀浆流尽。③将3片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。培养皿壁④将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在

，小心加入pH5.0的缓冲液2mL，然后再加入2mL3%的过氧化氢溶液。将小室塞紧。⑤将25mL量筒横放于水槽中使之

，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心排出气泡。然后将量筒倒立，使筒口一直处于水中。⑥将反应小室小心平放在水槽的水里，然后将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方。上面灌满水⑦将反应小室小心

，使过氧化氢溶液接触滤纸片，同时开始计时。每隔30s读取量筒中水平面的刻度一次，共进行4次，记录结果。⑧该实验完成后，

反应小室，再重复上述实验过程，测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。⑨记录实验结果。旋转180°反复冲洗科学探究有同学认为增加浸没过氧化氢酶的圆形滤纸片的数量越多,量筒中收集的气体量也就会越多,你认同该同学的观点吗?请说出你的理由。不认同。圆形滤纸片的数量代表酶的含量,酶是催化剂,酶的数量增多,能够加快反应速率,但是不能改变产物的量,若要改变量筒中收集气体的量,应增加反应小室中过氧化氢溶液的含量。2．温度对酶作用的影响(1)最适的温度：酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下，酶活性均会下降。(2)原因分析：这是因为温度对酶促反应的影响有两个方面：其一，温度升高，反应物分子具有的

，反应速度加快。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致

。温度升得越高，酶变性的速率越快；升到一定温度，酶将

。这两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。能量增加热变性完全失去活性温度对酶活性的影响曲线解读：曲线a：温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快；曲线b：酶是蛋白质，酶分子随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性，升到一定温度，酶就完全失去活性；曲线c：两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。

(3)低温对酶活性的影响在0～40℃内，一般酶的活性随温度的升高而升高。低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的

，当温度适宜时，酶的催化作用可以

。所以，酶一般在

条件下保存。分子结构恢复较低温度3．

、

、

、

、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。酶的浓度重金属离子有机溶剂底物浓度温度pH抑制剂或激活剂酶活性影响酶浓度底物浓度酶与底物的接触面积影响酶促反应速率影响底物浓度对反应速率的影响曲线（在酶量一定的情况下）反应速率底物浓度（S）科学思维在其他条件适宜、酶量一定的情况下，反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。（V）酶浓度对反应速率的影响曲线（在底物足量的情况下）反应速率酶的浓度（E）科学思维在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。（V）科学思维，科学探究为什么多酶片不能与酸性药物同服？人发烧时为什么不想吃东西？酶需要在适宜的pH、温度等条件下发挥作用。酸性药物使pH降低；人发烧时体内温度升高，酶的活性改变。【例2】加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，这说明(

)A．酶具有专一性 B．酶的活性受温度影响C．酶具有高效性 D．酶的活性受pH影响B【解析】选B。加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，是因为酶发挥催化活性需要适宜的温度，未体现酶的其他特性。酶是生物催化剂绝大多数酶是蛋白质酶的发现历程酶的本质酶的作用酶的作用机理酶具有专一性酶具有高效性酶的功能特性pH对酶活性的影响温度对酶活性的响底物浓度、酶浓度等因素影响酶功能的影响条件【课堂小结】1．下列关于酶的叙述正确的是(

)A．大多数酶的化学本质是蛋白质B．只能在体内起催化作用C．酶可提供化学反应所需的活化能D．能改变化学反应和