2022-2023學年浙科版（2019）必修一 3.2 酶是生物催化劑（第二課時）-(1) 課件（44張）

3.2酶是生物催化劑（二）第三章

細胞的代謝課程導入酶的催化功能具有專一性和高效性，那么外界條件的改變，是否會影響酶的作用呢？一、酶的催化功能受多種條件的影響大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì)，所以有很多的因素會影響它的活性。影響因素pH溫度某些化合物，如重金屬等酶通常在一定pH范圍內(nèi)才起作用，而且在某一pH下作用最強。圖中為pH對酶作用影響的典型曲線。最適的pH范圍可能很窄，也可能較寬，這取決于不同酶的特性。反應速率胃蛋白酶的最適pH胰蛋白酶的最適pH過酸和過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞酶的活性受到pH的影響不同的酶最適pH不同（一）活動：探究影響酶催化功能的因素——pH對過氧化氫酶的影響資料：過氧化氫酶在動物的肝臟細胞和血細胞中濃度很高。過氧化氫酶能及時清除機體代謝過程中產(chǎn)生的過氧化氫，避免過氧化氫對機體造成損害。說明pH對酶活性的影響。目的要求：過氧化氫酶的最適pH是多少？探究問題：自變量：不同pH的緩沖液因變量：過氧化氫酶的活性因變量檢測指標：相同反應時間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣的量無關(guān)變量：溫度、底物濃度、酶濃度本實驗以過氧化氫酶為代表研究pH對酶活性的影響，并確定過氧化氫酶的最適pH范圍。H2O2H2O+O2↑過氧化氫酶新鮮肝臟勻漿（過氧化氫酶溶液）、3%過氧化氫溶液、緩沖液（pH5.0、pH6.0、pH7.0、pH8.0）、清水、濾紙片、水槽、25ml量筒、培養(yǎng)皿、記號筆、反應小室、吸管、鑷子、試管架……材料用具：探究pH影響過氧化氫酶活性的實驗裝置浸過肝臟勻漿的濾紙片2mL3%過氧化氫溶液+2mL緩沖液實驗開始前反應小室的狀態(tài)氣體氣泡倒置的量筒水槽清水浸過肝臟勻漿的濾紙片2mL3%過氧化氫溶液+2mL緩沖液實驗步驟：1.水槽加水至快滿為止。新鮮肝臟勻漿的培養(yǎng)皿*注意：放入濾紙片時，濾紙片不要碰到反應小室的瓶口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)皿中浸泡1min，然后用鑷子夾起濾紙片，貼靠在培養(yǎng)皿上，使多余的勻漿流盡。3.將兩片含有酶的濾紙片小心放入反應小室的一側(cè)內(nèi)壁上使是濾紙片粘在內(nèi)壁上。pH5.0的緩沖液2mL+2mL3%的過氧化氫溶液*注意：加入溶液時，切勿使溶液接觸貼在內(nèi)壁上的濾紙片4.將反應小室稍立起，使貼有濾紙片的一側(cè)在上面，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灌滿水。6.將反應小室小心平放在水槽的水里，然后將量筒移至反應小室口上伸出的玻璃管上方。7.將反應小室小心旋轉(zhuǎn)180°，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，反復沖洗反應小室，再重復上述實驗過程，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)果緩沖液pH5.0pH6.0pH7.0pH8.0收集的氣體體積/mL0.5min1min1.5min2min

過氧化氫酶在最適pH(7.0)時，活性最強，低于最適pH時，隨pH升高酶活性升高，高于最適pH時，隨pH升高酶活性下降。實驗結(jié)論：酶通常在一定pH范圍內(nèi)才起作用，而且在某一pH下作用最強，稱這一pH為酶的最適pH。實驗結(jié)果：pH在接近7.0時，收集的氣體量最多；低于或高于7.0時，收集的氣體量減少。最適pH值v/mmol.s-10酶的活性受pH值的影響反應速率嘗試繪制坐標圖像表示pH值對酶活性的影響pH【思考】1.分析實驗數(shù)據(jù)，你認為過氧化氫酶的最適pH為多少？2.實驗過程中有哪些因素可能造成實驗誤差？3.如果想要得出不同的pH與酶活性關(guān)系的變化曲線，應該如何設(shè)計實驗？pH=7.0過氧化氫酶量、pH準確度、反應時間計數(shù)、操作失誤調(diào)小pH梯度酶的名稱最適PH過氧化氫酶（肝）6.8唾液淀粉酶6.8脂肪酶8.3胰蛋白酶8.0～9.0胃蛋白酶1.5～2.2根據(jù)不同酶的特性，最適pH范圍可能很窄，也可能較寬，這取決于不同酶的特性。（二）活動：探究溫度對酶活性的影響試管，3%的可溶性淀粉溶液，2%的淀粉酶溶液，碘液，沸水、冰塊和60℃的水。作出假設(shè)：自變量：溫度因變量：酶活性酶的催化作用需要適宜的溫度。材料用具：60℃分別保溫5分鐘2mL3%的淀粉60℃保溫5分鐘12mL淀粉酶+碘液冰水分別保溫5分鐘冰水保溫5分鐘2+碘液沸水分別保溫5分鐘沸水保溫5分鐘3+碘液2mL3%的淀粉2mL淀粉酶2mL3%的淀粉2mL淀粉酶混合混合混合能否用本尼迪特試劑進行檢測？不變藍變藍變藍不能，本尼迪特試劑檢測還原糖時需加熱。（2）原因分析：這是因為溫度對酶促反應的影響有兩個方面：其一，溫度升高，反應物分子具有的，反應速度加快。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表現(xiàn)出最適溫度。（1）最適的溫度：酶促反應都有一個最適溫度，在此溫度以上或以下，酶活性均會下降。能量增加熱變性完全失去活性溫度也是影響酶促反應速率的重要因素（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，當溫度適宜時，酶的催化作用可以。所以，酶一般在條件下保存。

此外，有機溶劑、重金屬離子、酶的激活劑和抑制劑等都會影響酶的活性。分子結(jié)構(gòu)恢復較低溫度曲線a：溫度升高，反應物分子具有的能量增加，反應速度加快；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表現(xiàn)出最適溫度。

酶活性溫度總結(jié)酶的特性：1.高效性2.專一性3.需要適宜的環(huán)境條件二、酶促反應的相關(guān)曲線（一）高效性abc時間產(chǎn)物濃度a加酶b加無機催化劑c不加催化劑______對比說明酶具有高效性。a、b、ca、c對比說明酶具有___________。酶只能縮短達到平衡的時間，不能改變平衡點催化作用底物濃度反應速率底物A+酶A底物A+酶B只有酶A能催化底物A參與的反應，說明酶具有_______。專一性（二）專一性溫度反應速率最適溫度ABCAB：在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應速率隨溫度的升高而加快。B：在最適溫度時，酶促反應速率最快。BC：超過最適溫度，酶促反應速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。（三）溫度對酶活性的影響T2最適溫度T1最適溫度0酶促反應速度溫度酶1酶21.不同的酶有不同的最適溫度，在最適溫度下，酶的活力最大，酶促反應的速度最大。2.低于或高于酶作用的最適溫度，酶活力均會下降。3.低溫抑制酶活力，但酶空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定；高溫使結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，酶活力無法恢復(變性)。pH反應速率最適pHABCAB：在一定pH范圍內(nèi)，酶促反應速率隨pH的升高而加快。B：在最適pH時，酶促反應速率最快。BC：超過最適pH后，酶促反應速率隨pH升高而減慢，直至酶失活。（四）pH對酶活性的影響7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314反應速率金屬離子、激活劑、抑制劑等（五）多因子影響反應物剩余量反應物剩余量溫度在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正相關(guān)。酶濃度[E]反應速率底物充足（六）酶濃度a底物有限bcab：在一定的酶濃度范圍內(nèi)（[0，N）），隨酶濃度的增加，反應速率增加N酶濃度反應速率0b：當酶濃度增大到某一值時（N），反應速率達到最大值，不再增加酶濃度較低，底物沒有完全被酶結(jié)合。（限制因素：酶濃度）底物完全被酶結(jié)合（限制因素：底物濃度）abcab：在一定底物濃度范圍內(nèi)（[0，M)），隨底物濃度的增加，反應速率增加。Mb：當?shù)孜餄舛仍龃蟮侥骋恢禃r（M），反應速率達到最大值，不再增加。酶沒有完全被底物結(jié)合（限制因素：底物濃度）酶完全被底物結(jié)合（限制因素：酶濃度）酶濃度一定底物濃度[S]反應速率O（七）底物濃度三、有關(guān)酶的學說1.中間產(chǎn)物學說中間產(chǎn)物學說是在1913年提出來的，這個學說又被稱為酶-底物復合物學說。該學說認為，在酶促反應中，底物（以S表示）首先與酶（以E表示）結(jié)合形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物SE，這個中間產(chǎn)物進一步分解，形成產(chǎn)物（以P表示），并釋放出酶。這個反應所需要的活化能少，反應速度快。酶促反應可以表示為：S+E→SE（中間產(chǎn)物）→E+P。2.鎖鑰學說鎖鑰學說是化學家費舍爾（HansFischer，1881-1945）提出的，它是對酶反應機制的一種描述。費舍爾認為酶是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)有一定的空間結(jié)構(gòu)，酶在化學反應中與底物的關(guān)系就像鑰匙和鎖的關(guān)系一樣，它們的空間結(jié)構(gòu)必須相互結(jié)合形成復合體后才能發(fā)生反應。這個學說可以用來解釋酶催化作用的專一性。酶-底物復合物3.誘導契合學說酶的活性部位不是剛性不變的，其活性部位的形狀可在結(jié)合底物時有所改變，即底物與酶活性部位結(jié)合，會誘導酶發(fā)生構(gòu)象變化，使酶的活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補，兩者相互契合，從而發(fā)揮催化功能。酶與底物的動態(tài)識別過程被稱為誘導契合。這個理論已得到實驗上的證實。酶酶-底物復合物鞏固練習1.向淀粉酶溶液中加入下列溶劑，對淀粉酶活性影響最小的是(

)A．淀粉溶液B．NaOH溶液C．蛋白酶溶液D．鹽酸溶液A2.如圖表示一酶促反應，它所反映的酶的一個特性和a、b、c最可能代表的物質(zhì)依次是()

A．高效性、蛋白酶、蛋白質(zhì)、多肽B．專一性、淀粉酶、淀粉、麥芽糖C．專一性、麥芽糖酶、麥芽糖、葡萄糖D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸B3.將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于37℃的水浴中，過一段時間后，容器內(nèi)剩余物質(zhì)是（）A.淀粉胃蛋白酶多肽水B.唾液淀粉酶淀粉胃蛋白酶水C.唾液淀粉酶胃蛋白酶多肽水D.唾液淀粉酶麥芽糖胃蛋白酶水A4.嫩肉粉是以蛋白酶為主要成分的食品添加劑，就酶的作用特點而言，下列使用方法中最佳的是（）A.炒肉的過程中加入B.肉炒熟后起鍋前加入C.先用沸水溶解后與肉片混勻，炒熟D.室溫下與肉片混勻，放置一段時間，炒熟D5．圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下、pH＝b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化曲線。下列關(guān)于該酶促反應的敘述正確的是（）A．pH＝c，H2O2不分解，e點永遠為0B．pH＝a，e點下移，d點左移C．溫度降低5℃條件下，e點不移，d點右移D．H2O2量增加時，e點不移，d點左移C氧氣量甲乙6.啤酒生產(chǎn)時，麥芽中多酚氧化酶（PPO）的作用會降低啤酒質(zhì)量，因此制備麥芽過程中需降低其活性，如圖為不同pH和溫度對PPO活性影響的曲線。下列敘述錯誤的是（）高于90℃時，若PPO發(fā)生熱變性，一定溫度范圍內(nèi)溫度越高，變性越快相同溫度時，pH7.8的酶促反應產(chǎn)物比pH8.4的少C.在制備麥芽過程中應將反應條件控制在溫度80℃、pH8.4D.PPO酶的最適pH是一定的，不隨著溫度的升高而升高CPPO活性（U·g-1）

這個模型中A代表某類酶，B代表底物，C和D代表產(chǎn)物。這個模型的含義是酶A與底物B專一性結(jié)合，催化反應的發(fā)生,產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型可