【课件】5.1.2 降低化学反应活化能的酶课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

——酶的特性降低化学反应活化能的酶核心素养1.生命观念——通过学习理解温度、酸碱度会影响酶的结构，从而影响酶的催化活性，形成结构与功能相适应的生命观念。2.科学探究——通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响，提高实验设计和实验结果分析的能力。3.科学思维——通过对影响酶活性因素的曲线分析，提高模型建构和应用的科学思维能力。化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源一般来说，活细胞都能产生作用场所作用原理RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核（真核生物）细胞内、外及生物体外均能发挥作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P显著降低化学反应的活化能酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质科学探究的程序设计实验提出问题作出假设进行实验分析结果得出结论其中实验是实施探究的重要方式。表达交流少量肝脏研磨液比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的倍。107

～1013肝脏必须是新鲜的。三氯化铁溶液1212

无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能，都可以提高化学反应速率，那么哪个作用更显著呢？一、酶具有高效性你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。供能的化学反应如果慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗?化学反应要酶来催化酶的催化效率要高健步如飞酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。一、酶具有高效性时间产物浓度加酶加无机催化剂不加催化剂平衡点一、酶具有高效性abc时间产物浓度a加酶b加无机催化剂c不加催化剂__________对比说明酶的催化具有高效性。a、b、ca、c对比说明酶具有___________。酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点催化作用（将纵坐标换成反应物浓度，曲线如何变化）一、酶具有高效性PARTONE单击添加标题038000多种酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。无机催化剂催化的化学反应范围比较广。酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗?材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林试剂，碘液，

水浴锅等方案一酶相同、底物不同①底物1+酶溶液②等量底物2+等量相同酶溶液方案二底物相同、酶不同①底物+酶溶液1②等量相同底物+等量酶溶液2实验原理：

淀粉和蔗糖都是非还原性糖，它们在酶的催化作用下都能水解为还原糖。二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用方案一酶相同、底物不同实验步骤一二三四实验现象结论加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液无变化砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取两支试管，编号1、2不选碘液鉴定的原因是什么？无法鉴定蔗糖是否反应注二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验步骤一二三四实验现象结论1号试管加入2滴淀粉酶溶液向两支试管中各加入2mL淀粉溶液，（PH和温度正常且相同）变蓝不变蓝淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取两支试管，编号1、2方案二底物相同、酶不同2号试管加入2滴蔗糖酶溶液反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液注能不能用斐林试剂鉴定？？（可以）二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用底物浓度反应速率底物A酶A酶B底物A+酶A底物A+酶B只有酶A能催化底物A参与的反应，说明酶具有_______专一性二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用1.含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。2.例子：如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解；二肽酶可以催化所有的二肽分解。4.意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。3.种类：目前已发现的酶有8000多种,它们分别催化不同的化学反应。细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用——酶具有专一性酶-底物复合物1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。A表示酶。2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。。酶酶-底物复合物二、淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用——酶具有专一性1、08上海13．β—半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明，β—半乳糖苷酶的催化作用具有

A．高效性

B．专一性

C．稳定性

D．多样性B练习2、2013上海29．在酶的催化水解过程中，酶与底物会形成复合物，最终把底物水解，形成产物。已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如图11。那么，在反应过程中酶·底物复合物浓度变化曲线正确的是B练习3、1981年，ThomasCech和他的同事在研究四膜虫的rRNA前体加工除去内含子时发现，内含子剪接反应是在仅有RNA没有任何蛋白质的情况下完成的。最可能的原因是

A．该反应不需要酶的催化

B．该rRNA可能具有酶的特

C．蛋白质和RNA都是酶

D．该实验结果错误B练习

细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。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速率表示。

若细胞生活的环境条件发生改变，酶活性会怎样变化呢?三、影响酶活性的条件资料1：威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）威白教你洗衣小绝招：①洗前浸泡三十分钟，效果更佳②若衣服太脏，可适当增加用量③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃1、从上面的现象你能提出来什么问题？2、你能根据所学的知识作出假设吗？资料2：我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。（提示：唾液PH6.2－7.4,胃液PH0.9－1.5）三、影响酶活性的条件单击添加标题0304高压高温强酸强碱√√√√无机催化剂三、影响酶活性的条件单击添加标题0304酶高压高温强酸强碱？三、影响酶活性的条件背景知识初中做消化酶实验要控制温度等实验条件不同消化液的pH不一样。唾液的pH为6.2～7.4，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH为7.6唾液淀粉会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。提出问题做出假设温度会影响酶的活性pH会影响酶的活性温度会影响酶的活性吗？pH会影响酶的活性吗？三、影响酶活性的条件1号试管淀粉溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入淀粉酶2滴，振荡试管各加入2mL淀粉溶液保持0℃冰水中约5min加热至100℃，约5min加热至60℃，约5min各加入两滴碘液振荡X三、影响酶活性的条件——温度实验步骤一二三三四五实验现象结论加入0℃保温的淀粉酶2滴蓝色在各自的温度条件下反应约5min各加入两滴碘液振荡不变蓝温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性蓝色1)探究温度对淀粉酶活性的影响各加入2mL淀粉溶液1号2号3号0℃保温60℃保温100℃保温加入60℃保温的淀粉酶2滴加入100℃保温的淀粉酶2滴注为何不选斐林试剂鉴定？实验材料可不可以选H2O2?实验要严格控制温度，斐林试剂需加热H2O2常温常压可分解，加热分解更快三、影响酶活性的条件——温度温度反应速率最适温度ABCAB：在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快B：在最适温度时，酶促反应速率最快BC：超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。1)探究温度对淀粉酶活性的影响（区间）低温保存酶等蛋白质制品高温破坏酶的空间结构，使酶失活抑制失活三、影响酶活性的条件——温度最适温度随物种不同而有差异温度反应速率最适温度

动物：35－40℃植物:40－50℃细菌和真菌：差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。

三、影响酶活性的条件——温度思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起思路：如何获得更加准确的最适温度？如何找到酶的最适温度？温度15℃25℃35℃45℃55℃65℃肉块消失时间3h2h0.8h0.8h1.8h4h温度35℃37℃39℃41℃43℃45℃肉块消失时间0.8h0.7h0.4h0.6h0.7h0.8h问题：此为

实验，能确定酶最适温度的

值；

最适温度一定在

之间。问题：此为

实验，能确定酶最适温度是39℃吗？预大致35℃~45℃正式不能三、影响酶活性的条件——温度2)探究pH对过氧化氢酶活性的影响实验步骤一二三三四实验现象结论各加入3%过氧化氢2mL几乎无气泡反应约5min，记录气泡产生情况较多气泡几乎无气泡各加入肝脏研磨液2滴1号2号3号加蒸馏水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高③为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？酸性条件下淀粉会分解注自变量因变量酶活性三、影响酶活性的条件——PH2)探究pH对过氧化氢酶活性的影响pH反应速率最适pHABCAB：在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快B：在最适pH时，酶促反应速率最快BC：超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。（区间）在过酸过碱的条件下，都会使酶的

遭到破坏,蛋白质变性，酶永久失去

。活性空间结构三、影响酶活性的条件——PH7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314反应速率动物：6.5-8.0

（胃蛋白酶：1.5，胰蛋白酶8--9）人体唾液的pH为6.2～7.4，小肠液的pH为7.6植物体：4.5－6.5三、影响酶活性的条件——PH三、影响酶活性的条件——酶的作用条件温和

高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？不同过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温虽然使酶活性明显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温度下其活性可以恢复。

酶制剂适于在0－4℃、适宜PH下保存。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？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）PH30℃33℃37℃35℃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？三、影响酶活性的条件

酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。相同点：（1）改变化学反应速率，本身不被消耗；（2）只能催化热力学允许进行的反应；（3）加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；（4）降低活化能，使化学反应速率加快。不同点（酶的特点）：

（1）高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快；

（2）专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性；

（3）反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；

（4）多样性，指生物体内具有种类繁多的酶；

（5）易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏；

（6）酶的催化活性受到调节、控制；

（7）有些酶的催化活性与辅因子有关。1、下列关于酶的叙述，正确的是A.酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性B.酶通过降低活化能和提供能量来提高酶促反应速率C.酶都是在核糖体上合成的，在细胞内、外都能起催化作用D.将酶置于最适温度下保存有利于保持酶的活性2、下列关于酶的叙述，正确的是A.酶可以降低化学反应的活化能B.酶的化学成分都是蛋白质C.酶是活细胞产生的，必须在活细胞内发挥作用D.酶的催化效率很高，不受环境因素影响AA练习3、为探究酶的某种特性，现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(两者都是非还原糖)以及淀粉酶溶液、斐林试剂等材料进行了如下实验，下列叙述正确的是A．实验的自变量是淀粉酶溶液B．实验的无关变量有温度、pH等C．实验结果的检测可用碘液代替斐林试剂D．实验目的是探究酶的高效性B练习4、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是

A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A练习5、啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶（PPO）的作用会降低啤酒质量，因此制备麦芽过程中需降低其活性，如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是A.高于90℃时，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高，变性越快B.相同温度时，pH7.8的酶促反应产物比pH8.4的少C.在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度8