【课件】降低化学反应活化能的酶-酶的特性+课件+2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

本节聚焦:酶有哪些特性？酶的活性受哪些条件下影响？必修1/第5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第二课时酶的特性知识回顾酶的概念：作用后去向：作用场所：本质：作用机理：作用：产生场所：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，少数是RNA。活细胞只有催化作用（生物催化剂）降低化学反应活化能绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA细胞内、细胞外、体内、体外反应前后酶的数量和性质不变一.酶具有高效性通过上节课学习，知道酶具有高效性，大量的实验数据表明酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。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?酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解；也能催化脂肪水解；还能催化淀粉的水解；

口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙缝的肉丝两天后还没被消化；

唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验目的实验原理探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应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，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。实验材料质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，斐林试剂，热水。试管，大烧杯，水浴锅，酒精灯等。淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用方法步骤实验步骤一二三四实验现象两支试管都加入2滴淀粉酶溶液，振荡，反应5min。2号试管中加入等量的蔗糖溶液1号试管中加入2mL淀粉溶液取两支试管，编号1、2砖红色沉淀无砖红色沉淀两支试管加入斐林试剂→振荡→60℃水浴2min

实验结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用讨论(1)在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要？有必要，目的是排除无关变量对实验结果的影响。(2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？

不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。思考：本实验自变量、因变量、无关变量分别是？底物种类。底物水解情况。底物和酶的量、温度、反应时间等。拓展：用相同底物与不同酶探究酶的专一性1号2号实验步骤一二三实验现象结论2ml淀粉溶液2ml淀粉溶液2滴淀粉酶溶液2滴蔗糖酶溶液5min后，两只试管加等量碘液不变蓝变蓝淀粉只被淀粉酶催化水解，不能被蔗糖酶催化。思考：能否用将碘液换成斐林试剂鉴定此实验的结果？可以每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如：脲酶——只能催化______分解。

过氧化氢酶——只能催化___________分解。

二肽酶——可以催化所有的______分解。保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。尿素过氧化氢二肽酶具有专一性的意义：二.酶具有专一性酶具有专一性：曲线分析：反应速率反应物浓度加酶A加酶B或未加酶说明酶A能催化该反应物发生反应。三.酶的作用条件较温和许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件呢？影响酶活性的条件酶活性酶催化特定化学反应的能力。以单位时间内底物减少量或产物生成量表示酶活性大小。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。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(单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量)。影响酶活性的条件提出问题温度会影响酶的活性吗？pH会影响酶的活性吗？作出假设温度会影响酶的活性；pH会影响酶的活性。探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响实验原理温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色深浅可以判断酶的活性。3%可溶性淀粉溶液、2%淀粉酶溶液、碘液；沸水、冰块、

60℃的水。试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，火柴，。实验材料实验步骤12345672ml2ml2ml1ml1ml1ml0℃保温无关变量60℃保温100℃保温自变量1、2号试管混合3、4号试管混合5、6号试管混合各加入两滴碘液→振荡无关变量变蓝变蓝不变蓝因变量探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响取洁净试管并编号123456加3%的可溶性淀粉溶液加2%淀粉酶溶液一定温度下处理5min(水浴)淀粉酶溶液与淀粉溶液混合，摇匀（保持5min）滴加2滴碘液、振荡观察实验现象酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶的活性。实验结论问题讨论(1)为什么淀粉和淀粉酶溶液分开保温后再混合？防止在达到控制温度前淀粉酶已将淀粉水解。(2)能否在反应后加新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成来判断试管中的淀粉是否水解了？不能。此实验要严格控温，而斐林试剂反应需水浴加热。(3)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？

不能。过氧化氢在不同温度下分解速率有差异，所以温度除了影响酶的活性外也会影响过氧化氢分解速率，不能体现单一变量原则。探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响问题讨论(4)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。(5)本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？溶液体积、处理时间、pH等；应该保证相同且适宜。探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响进一步探究如何找到酶的最适温度？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？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℃正式不能探究实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响实验原理由于pH会影响酶活性，进而影响酶催化过氧化氢分解的速率(氧气的产生速率)，故可以通过设置不同PH环境下的过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验，分别检测气泡产生数量和点燃卫生香复燃情况来进行判断酶活性。20%肝脏研磨液，3%H2O2溶液，0.01mol∕L的盐酸，0.01mol∕L的NaOH溶液。试管，量筒，滴管，试管夹，PH试纸，火柴等。实验材料探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响实验步骤1234561mL1mL1mL注入1mL0.01mol/L盐酸溶液注入1mL清水(缓冲液)注入1mL0.01mol/LNaOH溶液2mL2mL2mL无反应无反应迅速复燃自变量无关变量无关变量因变量几乎无气泡较多气泡几乎无气泡取3支洁净试管并编号注入新鲜的肝脏研磨液不同pH的处理注入过氧化氢溶液、振荡观察实验现象用带火星的卫生香进行检验123pH能影响酶的活性。在最适宜的pH下，酶活性最高，pH偏高或者偏低，酶活性都会显著降低。探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响实验结论问题讨论(1)选择H2O2酶还是淀粉酶作为实验材料？

H2O2酶，因为在酸性条件下，酸会水解淀粉。不宜用淀粉作为底物，还因为无法选择指示剂；若选择斐林试剂作为指示剂检测还原糖生成量，由于盐酸会与斐林试剂发生反应，调节pH值所营造出来的酸性环境会干扰斐林试剂（碱性）对淀粉分解的检测；若选择碘液作为指示剂检测淀粉的剩余量，由于碘液会与氢氧化钠反应，调节pH值所营造出来的碱性环境会干扰碘液对淀粉剩余量的检测；探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响问题讨论(4)本实验的无关变量有哪些？应怎么控制？温度、H2O2酶的用量、H2O2的浓度等。相同且适宜。(2)本实验的自变量是什么？如何控制自变量？pH。通过分别加入等量的HCl、蒸馏水和NaOH来控制。(3)本实验的因变量是什么？怎样观察或检测因变量？

H2O2酶的活性。可以通过观察单位时间内气泡的多少或者卫生香复燃的情况来判断H2O2的分解速率。(6)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液，然后再调节pH?

不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到验结果。探究实验二：探究PH对过氧化氢酶活性的影响问题讨论(5)至少要设计几组实验？三组，酸性、中性和碱性。三.酶的作用条件较温和通过实验可以看出，溶液的温度和PH都对酶的活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法，分别在不同温度和PH条件下测定同一种酶的活性，并绘制成曲线图。在最适温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。(3)在0℃左右（低温）时，酶的活性_______，但酶的_____________稳定，在适宜的温度下酶的活性________。但高温会导致酶________________，酶会_______活性。1.温度对酶活性的影响三.酶的作用条件较温和(1)在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而______，但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而_______。升高降低(2)在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的_________。最适温度空间结构空间结构被破坏失去很低会升高(4)酶制剂适宜在低温下保存。酶活性受温度影响示意图动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。商品淀粉酶最适温度60℃

(从耐热细菌中提取)2.PH对酶活性的影响三.酶的作用条件较温和酶的活性受pH的影响动物体内酶最适PH大多在6.5-8.0；植物体内酶最适PH大多为4.5-6.5；胰蛋白酶最适PH为8.0-9.0；胃蛋白酶最适PH为1.5-2.2。(1)在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的________。pH偏高或偏低，酶活性都会明显

。(2)过酸，过碱都会使酶的___________遭到破坏，使酶_____________。降低最适pH空间结构永久失活3.酶的分工分区三.酶的作用条件较温和

细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，与酶在细胞中的分布有关。植物细胞中，叶绿体中含有光合作用的酶，线粒体中含有细胞呼吸的酶，两者分区分工，互不干扰。动物细胞中溶酶体中的酶（最适pH≈5.0）一般局限在溶酶体中发挥作用，即使少量溶酶体中的酶进入细胞质基质（pH接近中性），也会失去活性。归纳小结：影响酶促反应速率的因素酶促反应：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。酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。影响酶促反应速率的因素：酶的活性酶的浓度底物浓度pH温度抑制剂激活剂酶促反应速率1.图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率

，下降的原因分别是

。2.图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率

，下降的原因是

。3.图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率

，不再增长的原因是

。4.图丁中，

时，

。归纳小结：影响酶促反应速率的因素甲均下降低温抑制了酶活性；高温使酶的空间结构发生改变均下降酶的空间结构发生改变最大酶的数量有限，已达到饱和底物充足酶促反应速率和酶浓度成正比乙丙丁金属离子、酶的激活剂、抑制剂等也会影响酶促反应速率。归纳小结：影响酶促反应速率的因素温度、PH的综合影响：练习与应用

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D练习与应用

一、概念检测2.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练习与应用

一、概念检测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