【課件】5.1.2 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

——酶的特性降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過學(xué)習(xí)理解溫度、酸堿度會影響酶的結(jié)構(gòu)，從而影響酶的催化活性，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。2.科學(xué)探究——通過實驗探究溫度、酸堿度對酶促反應(yīng)的速率的影響，提高實驗設(shè)計和實驗結(jié)果分析的能力。3.科學(xué)思維——通過對影響酶活性因素的曲線分析，提高模型建構(gòu)和應(yīng)用的科學(xué)思維能力?；瘜W(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_________元素組成合成原料合成場所來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生作用場所作用原理RNA

蛋白質(zhì)核糖核苷酸氨基酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）細(xì)胞內(nèi)、外及生物體外均能發(fā)揮作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)科學(xué)探究的程序設(shè)計實驗提出問題作出假設(shè)進(jìn)行實驗分析結(jié)果得出結(jié)論其中實驗是實施探究的重要方式。表達(dá)交流少量肝臟研磨液比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率。事實上，酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的倍。107

～1013肝臟必須是新鮮的。三氯化鐵溶液1212

無機(jī)催化劑和酶都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，都可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，那么哪個作用更顯著呢？一、酶具有高效性你在踢球或奔跑時，肌細(xì)胞需要大量的能量供應(yīng)。供能的化學(xué)反應(yīng)如果慢悠悠地進(jìn)行。你還能跑那么快嗎?化學(xué)反應(yīng)要酶來催化酶的催化效率要高健步如飛酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。一、酶具有高效性時間產(chǎn)物濃度加酶加無機(jī)催化劑不加催化劑平衡點(diǎn)一、酶具有高效性abc時間產(chǎn)物濃度a加酶b加無機(jī)催化劑c不加催化劑__________對比說明酶的催化具有高效性。a、b、ca、c對比說明酶具有___________。酶只能縮短達(dá)到平衡的時間，不能改變平衡點(diǎn)催化作用（將縱坐標(biāo)換成反應(yīng)物濃度，曲線如何變化）一、酶具有高效性PARTONE單擊添加標(biāo)題038000多種酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)范圍比較廣。酶能像無機(jī)催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎?材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林試劑，碘液，

水浴鍋等方案一酶相同、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實驗原理：

淀粉和蔗糖都是非還原性糖，它們在酶的催化作用下都能水解為還原糖。二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用方案一酶相同、底物不同實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論加入淀粉酶溶液2滴，振蕩，試管下半部分浸入60℃的水浴中，反應(yīng)5min。2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取兩支試管，編號1、2不選碘液鑒定的原因是什么？無法鑒定蔗糖是否反應(yīng)注二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論1號試管加入2滴淀粉酶溶液向兩支試管中各加入2mL淀粉溶液，（PH和溫度正常且相同）變藍(lán)不變藍(lán)淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取兩支試管，編號1、2方案二底物相同、酶不同2號試管加入2滴蔗糖酶溶液反應(yīng)5min后，向兩支試管中加入等量的碘液注能不能用斐林試劑鑒定？？（可以）二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用底物濃度反應(yīng)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參與的反應(yīng)，說明酶具有_______專一性二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用1.含義：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。2.例子：如過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解；二肽酶可以催化所有的二肽分解。4.意義：使細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。3.種類：目前已發(fā)現(xiàn)的酶有8000多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)之所以能有序進(jìn)行，還與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)。二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用——酶具有專一性酶-底物復(fù)合物1）鎖鑰學(xué)說：認(rèn)為整個酶分子的天然構(gòu)象具有剛性結(jié)構(gòu)，酶表面具有特定的形狀。E與S的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。A表示酶。2）誘導(dǎo)契合學(xué)說：酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀,從而有利于底物的結(jié)合。。酶酶-底物復(fù)合物二、淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用——酶具有專一性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，但不能催化麥芽糖分解為葡萄糖。這表明，β—半乳糖苷酶的催化作用具有

A．高效性

B．專一性

C．穩(wěn)定性

D．多樣性B練習(xí)2、2013上海29．在酶的催化水解過程中，酶與底物會形成復(fù)合物，最終把底物水解，形成產(chǎn)物。已知酶催化水解的反應(yīng)時間和產(chǎn)物生成量的關(guān)系如圖11。那么，在反應(yīng)過程中酶·底物復(fù)合物濃度變化曲線正確的是B練習(xí)3、1981年，ThomasCech和他的同事在研究四膜蟲的rRNA前體加工除去內(nèi)含子時發(fā)現(xiàn)，內(nèi)含子剪接反應(yīng)是在僅有RNA沒有任何蛋白質(zhì)的情況下完成的。最可能的原因是

A．該反應(yīng)不需要酶的催化

B．該rRNA可能具有酶的特

C．蛋白質(zhì)和RNA都是酶

D．該實驗結(jié)果錯誤B練習(xí)

細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都是由酶催化的。酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性?？捎迷谝欢l件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。

若細(xì)胞生活的環(huán)境條件發(fā)生改變，酶活性會怎樣變化呢?三、影響酶活性的條件資料1：威白污漬爆炸鹽(獨(dú)有三重復(fù)合酶配方）威白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當(dāng)增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60℃1、從上面的現(xiàn)象你能提出來什么問題？2、你能根據(jù)所學(xué)的知識作出假設(shè)嗎？資料2：我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，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、影響酶活性的條件單擊添加標(biāo)題0304高壓高溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿√√√√無機(jī)催化劑三、影響酶活性的條件單擊添加標(biāo)題0304酶高壓高溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿？三、影響酶活性的條件背景知識初中做消化酶實驗要控制溫度等實驗條件不同消化液的pH不一樣。唾液的pH為6.2～7.4，胃液的pH為0.9～1.5，小腸液的pH為7.6唾液淀粉會隨唾液流入胃，胃蛋白酶會隨食糜進(jìn)入小腸。提出問題做出假設(shè)溫度會影響酶的活性pH會影響酶的活性溫度會影響酶的活性嗎？pH會影響酶的活性嗎？三、影響酶活性的條件1號試管淀粉溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，約5min加熱至60℃，約5min各加入兩滴碘液振蕩X三、影響酶活性的條件——溫度實驗步驟一二三三四五實驗現(xiàn)象結(jié)論加入0℃保溫的淀粉酶2滴藍(lán)色在各自的溫度條件下反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液振蕩不變藍(lán)溫度對酶的活性有影響，溫度偏低或偏高都會降低酶活性藍(lán)色1)探究溫度對淀粉酶活性的影響各加入2mL淀粉溶液1號2號3號0℃保溫60℃保溫100℃保溫加入60℃保溫的淀粉酶2滴加入100℃保溫的淀粉酶2滴注為何不選斐林試劑鑒定？實驗材料可不可以選H2O2?實驗要嚴(yán)格控制溫度，斐林試劑需加熱H2O2常溫常壓可分解，加熱分解更快三、影響酶活性的條件——溫度溫度反應(yīng)速率最適溫度ABCAB：在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快B：在最適溫度時，酶促反應(yīng)速率最快BC：超過最適溫度，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。1)探究溫度對淀粉酶活性的影響（區(qū)間）低溫保存酶等蛋白質(zhì)制品高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活抑制失活三、影響酶活性的條件——溫度最適溫度隨物種不同而有差異溫度反應(yīng)速率最適溫度

動物：35－40℃植物:40－50℃細(xì)菌和真菌：差別較大，有的酶最適溫度可高達(dá)70℃。

三、影響酶活性的條件——溫度思路：等梯度溫度下將肉塊和蛋白酶放到一起思路：如何獲得更加準(zhǔn)確的最適溫度？如何找到酶的最適溫度？溫度15℃25℃35℃45℃55℃65℃肉塊消失時間3h2h0.8h0.8h1.8h4h溫度35℃37℃39℃41℃43℃45℃肉塊消失時間0.8h0.7h0.4h0.6h0.7h0.8h問題：此為

實驗，能確定酶最適溫度的

值；

最適溫度一定在

之間。問題：此為

實驗，能確定酶最適溫度是39℃嗎？預(yù)大致35℃~45℃正式不能三、影響酶活性的條件——溫度2)探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗步驟一二三三四實驗現(xiàn)象結(jié)論各加入3%過氧化氫2mL幾乎無氣泡反應(yīng)約5min，記錄氣泡產(chǎn)生情況較多氣泡幾乎無氣泡各加入肝臟研磨液2滴1號2號3號加蒸餾水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH過酸、過堿會影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高③為什么選肝臟研磨液，而不選淀粉酶？酸性條件下淀粉會分解注自變量因變量酶活性三、影響酶活性的條件——PH2)探究pH對過氧化氫酶活性的影響pH反應(yīng)速率最適pHABCAB：在一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH的升高而加快B：在最適pH時，酶促反應(yīng)速率最快BC：超過最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢，直至酶失活。（區(qū)間）在過酸過堿的條件下，都會使酶的

遭到破壞,蛋白質(zhì)變性，酶永久失去

?；钚钥臻g結(jié)構(gòu)三、影響酶活性的條件——PH7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314反應(yīng)速率動物：6.5-8.0

（胃蛋白酶：1.5，胰蛋白酶8--9）人體唾液的pH為6.2～7.4，小腸液的pH為7.6植物體：4.5－6.5三、影響酶活性的條件——PH三、影響酶活性的條件——酶的作用條件溫和

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？不同過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫雖然使酶活性明顯下降，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。

酶制劑適于在0－4℃、適宜PH下保存。思考1）pH為多少時，酶活性最大？2）從圖中可以得到什么結(jié)論？反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。0反應(yīng)物剩余量（相對值）PH30℃33℃37℃35℃反應(yīng)溶液溫度的變化不影響酶作用的最適pH。1）溫度為多少時，酶活性最大？2）從圖中可以得到什么結(jié)論？三、影響酶活性的條件

酶作為生物催化劑，與一般催化劑有相同之處，也有其自身的特點(diǎn)。相同點(diǎn)：（1）改變化學(xué)反應(yīng)速率，本身不被消耗；（2）只能催化熱力學(xué)允許進(jìn)行的反應(yīng)；（3）加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，但不改變平衡點(diǎn)；（4）降低活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。不同點(diǎn)（酶的特點(diǎn)）：

（1）高效性，指催化效率很高，使得反應(yīng)速率很快；

（2）專一性，任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物，這就是酶對底物的專一性；

（3）反應(yīng)條件的溫和性，酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行；

（4）多樣性，指生物體內(nèi)具有種類繁多的酶；

（5）易變性，由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞；

（6）酶的催化活性受到調(diào)節(jié)、控制；

（7）有些酶的催化活性與輔因子有關(guān)。1、下列關(guān)于酶的敘述，正確的是A.酶具有高效性、專一性和作用條件較溫和等特性B.酶通過降低活化能和提供能量來提高酶促反應(yīng)速率C.酶都是在核糖體上合成的，在細(xì)胞內(nèi)、外都能起催化作用D.將酶置于最適溫度下保存有利于保持酶的活性2、下列關(guān)于酶的敘述，正確的是A.酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能B.酶的化學(xué)成分都是蛋白質(zhì)C.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，必須在活細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用D.酶的催化效率很高，不受環(huán)境因素影響AA練習(xí)3、為探究酶的某種特性，現(xiàn)用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(兩者都是非還原糖)以及淀粉酶溶液、斐林試劑等材料進(jìn)行了如下實驗，下列敘述正確的是A．實驗的自變量是淀粉酶溶液B．實驗的無關(guān)變量有溫度、pH等C．實驗結(jié)果的檢測可用碘液代替斐林試劑D．實驗?zāi)康氖翘骄棵傅母咝訠練習(xí)4、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過一段時間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是

A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B、唾液淀粉酶、麥芽糖、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練習(xí)5、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A.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B.相同溫度時，pH7.8的酶促反應(yīng)產(chǎn)物比pH8.4的少C.在制備麥芽過程中應(yīng)將反應(yīng)條件控制在溫度8