【生物】降低化学反应活化能的酶第2课时课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

酶的特性任务12探究酶催化反应的特性酶的活性的影响因素5.1降低化学反应的活化能——第二课时3一、酶的特性一：高效性与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。每滴溶液中Fe3+的数量是过氧化氢酶的分子数的25万倍。酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。意义：注：酶的高效性是相对于无机催化剂，对比得出的结论。（1）保证了细胞代谢快速有效地进行。（2）保证了细胞内能量供应的稳定。任务一·与无机催化剂相比，酶的催化效率如何生成物浓度加酶加无机催化剂未加催化剂时间平衡点abc曲线a、c对比说明酶具有

。曲线a、b、c对比说明酶只能：

。

。

高效性催化作用曲线a、b对比说明酶具有

。缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点一、酶的特性一：高效性意义：保证了细胞代谢快速有效地进行。保证了细胞内能量供应的稳定。酶能像无机催化剂那样，催化多种化学反应吗？一、酶的特性二：二、酶的特性二：专一性提出问题作出假设实验设计思路进行实验实验结论表达与交流进一步探究一种酶是否可以催化多种化学反应/一种底物是否可以被多种酶催化一种酶不可以催化多种化学反应/一种底物不可以被多种酶催化材料：淀粉酶、蔗糖酶、淀粉溶液、蔗糖溶液、碘液、斐林试剂等任务二·探究一种酶是否可以催化多种反应思路一：底物不同，酶相同思路二：底物相同，酶不同方案1/2：

淀粉

+淀粉酶/蔗糖酶蔗糖+淀粉酶/蔗糖酶如何检测：？方案3/4：

淀粉/蔗糖

+淀粉酶

淀粉/蔗糖

+蔗糖酶自变量因变量因变量的变化指标反应物（底物种类）淀粉酶对不同反应物作用效果1.反应物剩余量2.生成物的量方案1——探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用二、酶的特性二：专一性1.实验材料淀粉蔗糖还原糖还原糖水解水解淀粉遇碘液呈现蓝色还原糖+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热2.实验原理思考：本实验中，用碘液还是斐林试剂检测呢？为什么？只能用斐林试剂检测，不能用碘液；因为蔗糖是否被淀粉酶水解，用碘液检测不出来，都不会呈现蓝色不能说明淀粉酶对蔗糖是否起作用。3.实验现象及结论1号试管出现砖红色沉淀2号试管无明显变化淀粉酶能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！即酶具有专一性。4.实验结论方案4：

蔗糖

+淀粉酶蔗糖

+

蔗糖酶

方案3：

淀粉

+淀粉酶

淀粉

+蔗糖酶思路二：底物相同，酶不同用斐林试剂检测用碘液或者斐林试剂检测方案2：

淀粉

+蔗糖酶

蔗糖

+蔗糖酶

方案1：

淀粉

+淀粉酶蔗糖+淀粉酶

思路一：底物不同，酶相同用斐林试剂检测用斐林试剂检测二、酶的特性二：专一性1.含义：一种酶只能催化一种或一类反应。2.意义：3.酶具有专一性的假说：锁钥学说。每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应。p58拓展应用

根据模型，尝试解释酶具有专一性的原因？（具有专一性的物质还有哪些？）小资料：脲酶只能催化尿素分解；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，对其他化学反应不起作用。目前已发现的酶有8000多种,它们分别催化不同的化学反应。转运蛋白、受体蛋白保证了细胞内化学反应有序进行。三、酶的特性三：作用条件较温和任务三·探究影响酶活性的条件资料一：菠萝蛋白酶可以催化分解蛋白质，对于口腔粘膜和嘴唇的幼嫩表皮有刺激作用，所以食用菠萝时，会产生一种刺痛的感觉，但开水浸泡或煮熟后再吃不扎嘴。资料二：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）1.提出问题根据以上资料，请你提出影响酶活性的可能因素是？温度、pH2.作出假设温度和pH会影响酶的活性酶活性：酶催化特定化学反应的能力周一课前背诵1.酶的作用机理？酶的特性有哪些？2.酶的催化作用的意义？酶的专一性的意义3.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，用什么试剂检测，为什么？酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。()√3.材料用具4.设计实验活动一·设计实验

基于问题，利用所给材料，小组讨论实验思路质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液、质量分数为3%的过氧化氢、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、1.选择哪种酶探究温度或pH对酶活性的影响？为什么？2.实验中自变量是？应该如何控制自变量（不同组的区别）？3.实验中因变量是？怎样观察或检测因变量？4.为了排除无关变量对实验结果的干扰，应该遵循什么原则？5.根据自己做出的假设，你预期会看到怎样的实验结果？选择淀粉酶探究温度对酶活性的影响

因为H2O2受热易分解。选择过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响因为淀粉在酸性条件下会被水解温度如0℃，60℃和100℃，最好梯度宽一点，组别多一点，实验结果更明显。pH，如酸性、中性和碱性环境

三、探究温度对（淀粉）酶活性的影响5.进行实验实验步骤123456第一步2ml淀粉溶液2ml2ml2ml1ml淀粉酶溶液2ml2ml2ml第二步

第三步第四步分别保温2min

第五步滴加碘液

第六步观察

将试管2的溶液倒入试管1中混合将试管4的溶液倒入试管3中混合将试管6的溶液倒入试管5中混合冰水60℃沸水2滴2滴2滴蓝色不变蓝蓝色分别保温5min冰水60℃沸水问题：1.根据表格描述实验步骤。2.第二、三步骤能否调换顺序？温度会影响酶的活性，温度过低或过高酶活性都会降低。6.分析结果、得出结论不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完全溶液是否变蓝分组编号1号试管2号试管3号试管施加变量加入2滴肝脏研磨液检测观察静置一段时间后，观察？实验现象产生大量气泡产生少量气泡产生少量气泡三、探究pH对（过氧化氢）酶活性的影响5.进行实验6.分析结果、得出结论

pH会影响酶的活性，pH过低或过高酶活性都会降低。对照组实验组实验组保证在酶和底物混合之前，处于要设置的条件下1mL酸性缓冲液1mL中性缓冲液1mL碱性缓冲液加入2mL的H2O2溶液气泡生成速率（4）可以得出60℃就是淀粉酶的最适温度吗？三、酶的特性：作用条件较温和7.表达与交流（1）.温度影响酶活性的实验的检测试剂能否用斐林试剂代替碘液？（2）.本实验中，能否将底物和酶混合均匀后，再在不同温度或pH下处理？不能；因为斐林试剂需要水浴加热，改变了温度，本实验温度为自变量，需要严格控制不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完全不一定。（3）为了排除无关变量（有哪些）对实验结果的干扰，应该遵循什么原则？（5）如何进一步探究酶的最适pH/温度？缩小pH/温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。在探究温度影响酶活性的实验中，PH、试剂浓度和含量等条件要相同且适宜。

在探究pH影响酶活性的实验中，温度等条件要相同且适宜。单一变量原则三、酶的特性：作用条件较温和由定性实验变为定量实验基本思路和实验步骤:(1)分组设置0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃6个温度梯度进行催化反应;(2)测定同一种酶的活性并记录实验数据:

组1组2组3组4组5组6酶活性根据实验数据绘制曲线形式的数学模型8.进一步探究三、酶的特性三：作用条件较温和ABCEDF高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在最适温度/pH之前，随温度/pH升高，酶的活性升高，超过最适之后，随温度/pH升高，酶活性降低。低温使酶活性受抑制，空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。在最适温度和pH下，酶的活性最高（7）强酸、强碱、高温和低温下的酶恢复到最适条件下，酶的活性是否能够恢复？为什么？（8）所以保存酶应该在什么条件下？（6）根据实验结果（曲线）描述温度和pH对酶的影响。低温和最适pH条件下，酶的活性低且空间结构稳定2016全国卷1C随堂练习.下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，据此判断，4个温度下，

最接近该酶的最适温度。应如何探究酶的最适温度，在什么范围内进一步实验？35℃33-37℃

大本P81迁移应用1D三、酶的特性三：作用条件较温和（7）.不同酶最适温度和最适pH一样吗？四、影响酶促反应速率的因素由酶作为催化剂进行催化的化学反应。生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。1.酶促反应：2.酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。3.影响酶促反应速率的因素：pH温度抑制剂激活剂酶活性酶浓度底物浓度酶促反应速率底物与酶的接触面积★酶活性≠酶促反应速率ab：①底物无限abN酶浓度反应速率0②酶有限abcN底物浓度反应速率00abcab：在一定的底物浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快b：当底物浓度达到一定值时，反应速率达到最大值，不再增加酶没有完全被酶结合酶完全被底物结合在底物足量的情况下，反应速率随酶浓度的升高而加快。（成正比）ab：在底物足量的情况下，反应速率随酶浓度的升高而加快。（成正比）ab：在一定的酶浓度范围内，反应速率随酶浓度的升高而加快b：当达到一定酶浓度时，反应速率达到最大值，不再增加酶浓度较低，底物没有完全被酶结合底物完全被酶结合①底物无限abN酶浓度反应速率0③酶有限abcN底物浓度反应速率00abcab：在一定的底物浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快b：当底物浓度达到一定值时，反应速率达到最大值，不再增加酶没有完全被酶结合酶完全被底物结合②底物有限酶浓度反应速率0abc随堂练1：酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特点如图甲所示，图乙表示相应的反应速度。下列有关叙述不正确的是（）活性中心底物竞争性抑制剂ABC甲非竞争性抑制剂底物乙反应速度底物浓度abc酶酶酶B竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用；非竞争性抑制剂其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用A.曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果B.曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低C.曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制D.竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似探究或验证酶的高效性和专一性

大本P81例1为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了如表所示的4套方案。下列叙述正确的是（）

A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类

B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用碘液检测

C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，不可用双缩脲试剂检测

D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生的气泡数较多C3.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达标练习D1.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。(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。(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。(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。(1)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。变化后的曲线如图所示：拓展应用(3)该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。变化后的曲线如图所示：三、探究温度对（淀粉）酶活性的影响1.实验中自变量是？你将设定哪几个温度（不同组的区别）？怎样将溶液温度调至设定数值？2.实验中因变量是？怎样观察或检测因变量？3.为了排除无关变量对实验结果的干扰，应该遵循什么原则？

4.根据自己做出的假设，你预期会看到怎样的实验结果？温度PH等条件要相同且适宜如0℃，60℃和100℃，最好梯度宽一点，组别多一点，实验结果更明显。水浴保温酶活性大小可用淀粉的分解速度或还原糖的产生速率来表示用碘液检测而非斐林试剂分组编号ABC试管1试管1’试管2试管2’试管3试管3’

施加变量2mL淀粉溶液

2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液

2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液

在冰水中保温5min在60℃温水中保温5min在沸水中保温5min1与1’试管内液体混合摇匀2与2’试管内液体混合摇匀3与3’试管内液体混合摇匀在冰水中水浴5min在60℃温水中水浴5min在沸水中水浴5min检测观察

取出试管，分别加入2滴碘液，观察颜色变化实验现象三、探究温度对（淀粉）酶活性的影响对照组实验组实验组蓝色不变蓝蓝色5.进行实验ABCEDF高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在最适温度/pH之前，随温度/pH升高，酶的活性升高，超过最适之后，随温度/pH升高，酶活性降低。低温使酶活性受抑制，温度恢复，酶活性可以恢复。在最适温度和pH下，酶的活性最高（7）强酸、强碱、高温和低温下的酶恢复到正常温度，酶的活性是否能够恢复？为什么？（8）所以保存酶应该在什么条件下？（6）根据实验结果（曲线）描述温度和pH对酶的影响。低温和最适pH条件下，酶的活性低且空间结构稳定（9）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。如何解释？加热破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性方案二：

淀粉

+蔗糖酶

蔗糖

+