5.1 降低化学反应活化能的酶（第二课时）高一生物课件（人教版2019必修1）

第1节降低化学反应活化能的酶

（第二课时）1941年，二战结束，困扰了科学家们多年的酶的作用机理问题被解决，揭开其神秘面纱的科学家叫Chance。在1913年的时候，米凯利斯提出了一种叫做酶-底物络合物的理论。可即便这个理论和方程都被科学界认同了，却始终没有科学家能够得到直接的观测证据。Chance要观测到酶-底物络合物，普通的显微镜是不可能给他提供这样的图像，只能通过别的方法来进行观测。多数酶都有自己的辅酶或者辅基，而这些结构在酶与底物进行结合的时候可能会发生一定的变化。Chance将过氧化氢（底物）加入过氧化物酶（酶）的溶液中,观察溶液对光的吸收度的变化情况。过氧化物酶的分子中含有亚铁血红素辅基，而亚铁血红素对一定波长的光有强的吸收能力，这些特定的波长可以随着它分子化学的特性产生细微的变化。如果米凯利斯的推论是正确的，那么这些变化应该是先产生然后又消逝。幸运的是，实验的结果确实证明了这一点。他第一次推断出了过氧化物酶的作用机理，拿到了酶-底物络合物理论的实验证据。酶的催化机理酶+底物酶-底物复合物酶+产物底物：蔗糖化学键葡萄糖葡萄糖果糖酶活性中心①底物结合到酶上，形成酶-底物复合物H2O②酶和底物结合，对葡萄糖和果糖间的化学键产生应力作用，使其断裂③产物被释放，酶又可以自由结合另外的底物果糖12酶具有高效性3酶具有专一性酶的作用条件较温和1酶具有高效性高效性：酶的催化效率非常高！一般是无机催化剂的107～1013倍。1酶具有高效性(1)图中表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是哪一段？(2)图中表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是哪一段？(3)图中表示酶降低的活化能的是哪一段？(4)若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向什么方向移动？ACBCAB向上移动探究1

淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非还原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。【实验原理】2酶具有专一性【实验目的】探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。

【实验设计】试管编号试管1试管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林试剂（沸水浴1min）2mL2mL实验结果2酶具有专一性【实验材料】质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液；质量分数分别为3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；斐林试剂、热水；试管、大烧杯、量筒、滴管、温度计、试管夹、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴。

【实验过程】2酶具有专一性2酶具有专一性

【实验结果】试管编号试管1试管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林试剂（沸水浴1min）2mL2mL实验结果砖红色沉淀无颜色变化2酶具有专一性淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。

【实验结论】专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。锁钥模型诱导契合模型2酶具有专一性【注意事项】(1)做好本实验的关键是蔗糖的纯度和新鲜程度。这是因为蔗糖是非还原性糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受细菌作用分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色沉淀。为了确保实验的成功，实验之前应检验一下纯度。(2)实验中要将试管的下半部浸到60℃的温水中，因为淀粉酶在适宜的温度条件下催化能力最强。(3)在实验中，质量分数为3%的蔗糖溶液要现配现用(以免被细菌污染变质)，取唾液时一定要先多次漱口，以免食物残渣进入唾液中。(4)制备的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低。酶的专一性的实验探究方法——对比法①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。②设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性2酶具有专一性3酶的作用条件较温和科学•技术•社会加酶洗衣粉中一般加入了溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多种酶，加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，能把衣物清洗得更加干净鲜亮。3酶的作用条件较温和探究2温度对酶活性的影响【实验原理】鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。反应原理：淀粉＋淀粉酶＋碘液→出不出现蓝色3酶的作用条件较温和

【实验过程】3酶的作用条件较温和实验结论：温度影响酶的活性。

【实验结果】3酶的作用条件较温和探究3pH对酶活性的影响【实验原理】②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验产生O2的多少。①反应原理(反应式)：2H2O22H2O＋O2。过氧化氢酶3酶的作用条件较温和

【实验过程】3酶的作用条件较温和

【实验结果】实验结论：pH能影响酶的活性。3酶的作用条件较温和在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。甲点对应的温度是该酶的最适温度。温度对酶活性的影响酶失活活性位点底物3酶的作用条件较温和pH对酶活性的影响在一定pH范围内，随pH的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。乙点对应的温度是该酶的最适pH。A点B点3酶的作用条件较温和(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。(2)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。(3)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。一、概念检测1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是（

）A.纤维素酶B.淀粉酶C.脂肪酶D.蛋白酶D2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（

）A.淀粉酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.麦芽糖酶B

3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会（

）A.提高淀粉酶的活性B.改变可溶性糖分子的结构C.破坏淀粉酶的活性D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性D二、拓展应用1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性？这个模型中A代表某类酶,B代表底物，C和D代表产物。这个模型的含义是:酶A与底物B专一性结合,催化反应的发生,产生了产物C和D。这个模型可以类比解释酶的专一性。（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。2.下图表示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。A点:随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。B点:反应速率在此时达到最高C点:反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。（2）如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。2.下图表示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。如果A点时温度升高10℃,曲线上升的幅度变小因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反应速率都会变慢。（3）如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速