2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 3.2 酶是生物催化劑 課件（43張）

3.2

酶是生物催化劑科學(xué)探究小汽車爬坡和穿過隧道，哪一個更費力呢？導(dǎo)入科學(xué)探究觀看動畫，想一想“酶”在此過程中起到了什么作用呢？1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。2．探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。1.基于對酶的探索及影響因素的分析，實現(xiàn)核心素養(yǎng)達成。(生命觀念、科學(xué)思維)2．通過探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素厘清探究實驗的思路與流程。(科學(xué)思維、科學(xué)探究)1．小資料酶的發(fā)現(xiàn)歷程(1)意大利的科學(xué)家斯帕蘭扎尼通過實驗證實胃液中有一種能消化肉的物質(zhì)。在此以后，許多科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)動物的消化系統(tǒng)能分泌多種分解淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)的物質(zhì)。(2)巴斯德的實驗研究證實，發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)量與活酵母菌的繁殖量成正比，他認(rèn)為酒精發(fā)酵是

的結(jié)果。與巴斯德同時代的李比希則認(rèn)為，酒精發(fā)酵僅僅是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌的活動無關(guān)。一、絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)酵母菌代謝活動(3)1897年，德國的畢希納證明，促使酒精發(fā)酵的是酵母菌中的

，而不是

。這種物質(zhì)后來被稱為“

”。(4)1926年美國的薩姆納得到脲酶結(jié)晶后，才明白酶的本質(zhì)是

。到目前為止，已經(jīng)分離得到的絕大多數(shù)酶都是

。

(5)20世紀(jì)80年代初，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)極少數(shù)特殊的酶是

，我們稱這一類酶為______。某種物質(zhì)酵母菌細胞本身酶蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA核酶科學(xué)家主要觀點或成就巴斯德糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與李比希糖類變成酒精必須是酵母細胞死亡并釋放其中的物質(zhì)畢希納從酵母細胞中提取發(fā)酵物質(zhì)釀酶薩姆納從刀豆種子中提取脲酶(第一個)，證明脲酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)切赫和奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能(6)酶的本質(zhì)探索列表總結(jié)2．酶的概念與作用(1)酶的概念酶是由

產(chǎn)生的一類

，大多數(shù)酶是

。(2)酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA(3)酶是生物催化劑的原因酶具有促使反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)變化而本身

的特點?；罴毎锎呋瘎┑鞍踪|(zhì)卻不發(fā)生化學(xué)變化(4)酶催化作用的機理：降低反應(yīng)所需的活化能受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子稱為

。酶能催化底物分子發(fā)生反應(yīng)，是因為酶分子有一定的

，能和底物分子結(jié)合。酶促使兩個氨基酸結(jié)合形成二肽。這個反應(yīng)的過程是：酶與底物結(jié)合，形成酶-底物復(fù)合物，然后這個復(fù)合物會發(fā)生一定的

變化，使底物變成

(二肽)，并從復(fù)合物上

；同時酶分子又恢復(fù)原狀，可以重新與底物

，繼續(xù)下一輪的反應(yīng)。底物空間結(jié)構(gòu)形狀產(chǎn)物脫落結(jié)合(5)酶的活性與表示方法酶作用的強弱可用

表示。酶活性一般是指:

。酶活性單位時間底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量二、酶的催化功能具有專一性和高效性1．酶的催化功能具有專一性(1)活動:探究酶的專一性①目的要求:比較

和

對淀粉和蔗糖的作用。②方法步驟ⅰ.取兩支試管，分別編為1號、2號。ⅱ.向1號試管中加入本尼迪特試劑2mL，再加入1%的淀粉溶液3mL；2號試管中加入本尼迪特試劑

，再加入2%的蔗糖溶液

。唾液淀粉酶蔗糖酶2mL3mLⅲ.將兩支試管內(nèi)的溶液充分混勻后，放在熱水浴中加熱2～3min。觀察并記錄實驗結(jié)果。ⅳ.再取四支試管，分別編為3號、4號、5號、6號。ⅴ.3號、4號試管中各加入稀釋200倍的新鮮唾液1mL，然后在3號試管中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液3mL，在4號試管中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

，充分混勻后，放在37℃恒溫水浴中保溫，15min后取出。兩管各加本尼迪特試劑2mL，搖勻，放在熱水浴中加熱2～3min。觀察并記錄實驗結(jié)果。2%的蔗糖溶液3mLⅵ.5號、6號試管中各加入

1mL，然后在5號試管中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液3mL，在6號試管中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的蔗糖溶液3mL，充分混勻后，放在37℃恒溫水浴中保溫，15min后取出。兩管各加本尼迪特試劑2mL，搖勻，放在熱水浴中加熱2～3min。觀察并記錄實驗結(jié)果。蔗糖酶溶液(2)酶專一性的含義由于酶分子的結(jié)構(gòu)只適合與

結(jié)合，所以一種酶只能催化一種底物或者少數(shù)幾種相似底物的反應(yīng)。這就是酶的專一性。一種或者一類分子酶底物產(chǎn)物科學(xué)探究酶的專一性有什么意義？

如果一個條形碼不是專一的開一個柜子，有何后果？酶專一性意義：細胞代謝能夠有條不紊地進行。2．酶的催化功能具有高效性(1)活動:探究酶催化的高效性①實驗原理過氧化氫是細胞中某些化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物，具有

性，如果不及時除去或分解，就會殺死細胞，而細胞中的過氧化氫酶可以催化過氧化氫的分解，反應(yīng)如下：

。實驗室中，我們也可以使用

作為催化劑完成上面的化學(xué)反應(yīng)。二氧化錳強氧化②目的要求比較過氧化氫酶和二氧化錳在過氧化氫分解中的

。③方法步驟ⅰ.取兩支試管，編號后(1號、2號)各加入2%的過氧化氫溶液3mL。ⅱ.1號試管中加入____________或馬鈴薯勻漿少許，將試管口塞上橡膠塞。ⅲ.2號試管中加入二氧化錳少許，將試管口塞上橡膠塞。催化效率雞肝勻漿ⅳ.觀察

。ⅴ.打開兩支試管的橡膠塞，將點燃后無明火的衛(wèi)生香放在試管口處，觀察現(xiàn)象。(2)酶具有高效性的含義由于____通過與

結(jié)合，使化學(xué)反應(yīng)極易進行，所以反應(yīng)效率極高。兩支試管中發(fā)生的變化底物分子酶(3)酶具有高效性的原因化學(xué)反應(yīng)進行時需要吸收能量以斷開反應(yīng)分子的

，使反應(yīng)物活化并完成化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物，這種化學(xué)反應(yīng)過程中所需要的能量被稱為

。酶的作用是

，使得化學(xué)反應(yīng)加快?；瘜W(xué)鍵活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能3．作為催化劑，酶具有一般催化劑應(yīng)具有的特點(1)酶只能催化熱力學(xué)上允許進行的反應(yīng)。(2)只提高化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，不會改變化學(xué)平衡的狀態(tài)。(3)在反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變。20世紀(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RnaseP酶，是由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成，如

將這種酶中的蛋白質(zhì)除去，并提高

的濃度，他們發(fā)現(xiàn)留下來的RNA仍然具有這種酶相同的活性，這一結(jié)果表明了什么？科學(xué)探究科學(xué)思維思考這段話，你能得到什么結(jié)論呢？RNA也具有生物催化作用【例1】蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解為多肽,但不能使多肽水解為氨基酸,這一事實說明了酶具有(

)A.高效性 B.專一性C.多樣性 D.穩(wěn)定性B【解析】選B。蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解而不能催化多肽水解,說明了酶的專一性。三、酶的催化功能受多種條件的影響

影響酶作用的因素有很多，pH、溫度和某些化合物等都能影響酶的作用。1．pH對酶作用的影響pH對酶作用的影響(1)最適的pH:酶通常在一定pH范圍內(nèi)才起作用，而且在某一pH下作用

。由pH對酶作用影響的典型曲線可知：最適的pH范圍可能很窄，也可能較寬，這取決于

。最強不同酶的特性活動:探究影響酶催化功能的因素——pH對過氧化氫酶的影響(2)探究問題過氧化氫酶的最適pH是多少？

(3)方法步驟①水槽加水至快滿為止。②取大小相同的8片濾紙片放在盛有新鮮肝臟勻漿的培養(yǎng)皿中(肝臟勻漿中含有過氧化氫酶)浸泡1min，然后用鑷子夾起濾紙片，貼靠在

上，使多余的勻漿流盡。③將3片含有酶的濾紙片小心放入反應(yīng)小室的一側(cè)內(nèi)壁上，使濾紙片粘在內(nèi)壁上。培養(yǎng)皿壁④將反應(yīng)小室稍立起，使貼有濾紙片的一側(cè)在

，小心加入pH5.0的緩沖液2mL，然后再加入2mL3%的過氧化氫溶液。將小室塞緊。⑤將25mL量筒橫放于水槽中使之

，若有氣泡，將其輕輕傾斜，小心排出氣泡。然后將量筒倒立，使筒口一直處于水中。⑥將反應(yīng)小室小心平放在水槽的水里，然后將量筒移至反應(yīng)小室口上伸出的玻璃管上方。上面灌滿水⑦將反應(yīng)小室小心

，使過氧化氫溶液接觸濾紙片，同時開始計時。每隔30s讀取量筒中水平面的刻度一次，共進行4次，記錄結(jié)果。⑧該實驗完成后，

反應(yīng)小室，再重復(fù)上述實驗過程，測量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下過氧化氫在酶的催化下所釋放的氣體量。⑨記錄實驗結(jié)果。旋轉(zhuǎn)180°反復(fù)沖洗科學(xué)探究有同學(xué)認(rèn)為增加浸沒過氧化氫酶的圓形濾紙片的數(shù)量越多,量筒中收集的氣體量也就會越多,你認(rèn)同該同學(xué)的觀點嗎?請說出你的理由。不認(rèn)同。圓形濾紙片的數(shù)量代表酶的含量,酶是催化劑,酶的數(shù)量增多,能夠加快反應(yīng)速率,但是不能改變產(chǎn)物的量,若要改變量筒中收集氣體的量,應(yīng)增加反應(yīng)小室中過氧化氫溶液的含量。2．溫度對酶作用的影響(1)最適的溫度：酶促反應(yīng)都有一個最適溫度，在此溫度以上或以下，酶活性均會下降。(2)原因分析：這是因為溫度對酶促反應(yīng)的影響有兩個方面：其一，溫度升高，反應(yīng)物分子具有的

，反應(yīng)速度加快。其二，酶是蛋白質(zhì)，酶分子本身會隨溫度的升高而發(fā)生空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致

。溫度升得越高，酶變性的速率越快；升到一定溫度，酶將

。這兩個作用疊加在一起，使得酶所催化的反應(yīng)表現(xiàn)出最適溫度。能量增加熱變性完全失去活性溫度對酶活性的影響曲線解讀：曲線a：溫度升高，反應(yīng)物分子具有的能量增加，反應(yīng)速度加快；曲線b：酶是蛋白質(zhì)，酶分子隨溫度的升高而發(fā)生空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致熱變性，升到一定溫度，酶就完全失去活性；曲線c：兩個作用疊加在一起，使得酶所催化的反應(yīng)表現(xiàn)出最適溫度。

(3)低溫對酶活性的影響在0～40℃內(nèi)，一般酶的活性隨溫度的升高而升高。低溫會使酶的活性降低，但不會破壞酶的

，當(dāng)溫度適宜時，酶的催化作用可以

。所以，酶一般在

條件下保存。分子結(jié)構(gòu)恢復(fù)較低溫度3．

、

、

、

、酶的激活劑和抑制劑等都會影響酶的活性。酶的濃度重金屬離子有機溶劑底物濃度溫度pH抑制劑或激活劑酶活性影響酶濃度底物濃度酶與底物的接觸面積影響酶促反應(yīng)速率影響底物濃度對反應(yīng)速率的影響曲線（在酶量一定的情況下）反應(yīng)速率底物濃度（S）科學(xué)思維在其他條件適宜、酶量一定的情況下，反應(yīng)速率先隨底物濃度增加而加快，當(dāng)?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。（V）酶濃度對反應(yīng)速率的影響曲線（在底物足量的情況下）反應(yīng)速率酶的濃度（E）科學(xué)思維在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。（V）科學(xué)思維，科學(xué)探究為什么多酶片不能與酸性藥物同服？人發(fā)燒時為什么不想吃東西？酶需要在適宜的pH、溫度等條件下發(fā)揮作用。酸性藥物使pH降低；人發(fā)燒時體內(nèi)溫度升高，酶的活性改變?！纠?】加酶洗衣粉在溫水中的洗滌效果更好，這說明(

)A．酶具有專一性 B．酶的活性受溫度影響C．酶具有高效性 D．酶的活性受pH影響B(tài)【解析】選B。加酶洗衣粉在溫水中的洗滌效果更好，是因為酶發(fā)揮催化活性需要適宜的溫度，未體現(xiàn)酶的其他特性。酶是生物催化劑絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)酶的發(fā)現(xiàn)歷程酶的本質(zhì)酶的作用酶的作用機理酶具有專一性酶具有高效性酶的功能特性pH對酶活性的影響溫度對酶活性的響底物濃度、酶濃度等因素影響酶功能的影響條件【課堂小結(jié)】1．下列關(guān)于酶的敘述正確的是(

)A．大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)B．只能在體內(nèi)起催化作用C．酶可提供化學(xué)反應(yīng)所需的活化能D．能改變化學(xué)反應(yīng)和