【課件】降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-酶的特性+課件+2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

本節(jié)聚焦:酶有哪些特性？酶的活性受哪些條件下影響？必修1/第5章/細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用/第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第二課時(shí)酶的特性知識(shí)回顧酶的概念：作用后去向：作用場(chǎng)所：本質(zhì)：作用機(jī)理：作用：產(chǎn)生場(chǎng)所：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)，少數(shù)是RNA?；罴?xì)胞只有催化作用（生物催化劑）降低化學(xué)反應(yīng)活化能絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體內(nèi)、體外反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不變一.酶具有高效性通過上節(jié)課學(xué)習(xí)，知道酶具有高效性，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107-1013倍。高效性你在踢球或奔跑時(shí)，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?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。無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解；也能催化脂肪水解；還能催化淀粉的水解；

口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙縫的肉絲兩天后還沒被消化；

唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。酶能像無機(jī)催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎？淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理探究淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)淀粉和蔗糖都是非還原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成還原糖。通過斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液，斐林試劑，熱水。試管，大燒杯，水浴鍋，酒精燈等。淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用方法步驟實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管都加入2滴淀粉酶溶液，振蕩，反應(yīng)5min。2號(hào)試管中加入等量的蔗糖溶液1號(hào)試管中加入2mL淀粉溶液取兩支試管，編號(hào)1、2磚紅色沉淀無磚紅色沉淀兩支試管加入斐林試劑→振蕩→60℃水浴2min

實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用討論(1)在已知淀粉酶能夠催化淀粉水解的情況下，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置1號(hào)試管還有沒有必要？有必要，目的是排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(2)上述實(shí)驗(yàn)中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？

不能，因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉的有無，而蔗糖分子無論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。思考：本實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無關(guān)變量分別是？底物種類。底物水解情況。底物和酶的量、溫度、反應(yīng)時(shí)間等。拓展：用相同底物與不同酶探究酶的專一性1號(hào)2號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟一二三實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論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，兩只試管加等量碘液不變藍(lán)變藍(lán)淀粉只被淀粉酶催化水解，不能被蔗糖酶催化。思考：能否用將碘液換成斐林試劑鑒定此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？可以每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如：脲酶——只能催化______分解。

過氧化氫酶——只能催化___________分解。

二肽酶——可以催化所有的______分解。保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。尿素過氧化氫二肽酶具有專一性的意義：二.酶具有專一性酶具有專一性：曲線分析：反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度加酶A加酶B或未加酶說明酶A能催化該反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。三.酶的作用條件較溫和許多無機(jī)催化劑能在高溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下催化化學(xué)反應(yīng)，酶起催化作用需要怎樣的條件呢？影響酶活性的條件酶活性酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。以單位時(shí)間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量表示酶活性大小。背景知識(shí)初中做消化酶實(shí)驗(yàn)要控制溫度等實(shí)驗(yàn)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(huì)隨唾液流入胃，胃蛋白酶會(huì)隨食糜進(jìn)入小腸。酶活性可用在一定條件下酶所催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示(單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量)。影響酶活性的條件提出問題溫度會(huì)影響酶的活性嗎？pH會(huì)影響酶的活性嗎？作出假設(shè)溫度會(huì)影響酶的活性；pH會(huì)影響酶的活性。探究實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)原理溫度影響淀粉酶的活性，進(jìn)而影響淀粉的水解速率。淀粉遇碘變藍(lán)，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色深淺可以判斷酶的活性。3%可溶性淀粉溶液、2%淀粉酶溶液、碘液；沸水、冰塊、

60℃的水。試管，量筒，小燒杯，大燒杯，滴管，試管夾，酒精燈，三腳架，石棉網(wǎng)，溫度計(jì)，火柴，。實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)步驟12345672ml2ml2ml1ml1ml1ml0℃保溫?zé)o關(guān)變量60℃保溫100℃保溫自變量1、2號(hào)試管混合3、4號(hào)試管混合5、6號(hào)試管混合各加入兩滴碘液→振蕩無關(guān)變量變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)因變量探究實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響取潔凈試管并編號(hào)123456加3%的可溶性淀粉溶液加2%淀粉酶溶液一定溫度下處理5min(水浴)淀粉酶溶液與淀粉溶液混合，搖勻（保持5min）滴加2滴碘液、振蕩觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)論問題討論(1)為什么淀粉和淀粉酶溶液分開保溫后再混合？防止在達(dá)到控制溫度前淀粉酶已將淀粉水解。(2)能否在反應(yīng)后加新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成來判斷試管中的淀粉是否水解了？不能。此實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格控溫，而斐林試劑反應(yīng)需水浴加熱。(3)能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？

不能。過氧化氫在不同溫度下分解速率有差異，所以溫度除了影響酶的活性外也會(huì)影響過氧化氫分解速率，不能體現(xiàn)單一變量原則。探究實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響問題討論(4)如何進(jìn)一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度（梯度要均勻），重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。(5)本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量包括哪些？應(yīng)如何控制？溶液體積、處理時(shí)間、pH等；應(yīng)該保證相同且適宜。探究實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響進(jìn)一步探究如何找到酶的最適溫度？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？溫度15℃25℃35℃45℃55℃65℃肉塊消失時(shí)間3h2h0.8h0.8h1.8h4h溫度35℃37℃39℃41℃43℃45℃肉塊消失時(shí)間0.8h0.7h0.4h0.6h0.7h0.8h問題：此為

實(shí)驗(yàn)，能確定酶最適溫度的

值；最適溫度一定在________________之間。問題：此為

實(shí)驗(yàn)，能確定酶最適溫度是39℃嗎？預(yù)大致35℃～45℃正式不能探究實(shí)驗(yàn)一：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響探究實(shí)驗(yàn)二：探究PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)原理由于pH會(huì)影響酶活性，進(jìn)而影響酶催化過氧化氫分解的速率(氧氣的產(chǎn)生速率)，故可以通過設(shè)置不同PH環(huán)境下的過氧化氫酶催化過氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)，分別檢測(cè)氣泡產(chǎn)生數(shù)量和點(diǎn)燃衛(wèi)生香復(fù)燃情況來進(jìn)行判斷酶活性。20%肝臟研磨液，3%H2O2溶液，0.01mol∕L的鹽酸，0.01mol∕L的NaOH溶液。試管，量筒，滴管，試管夾，PH試紙，火柴等。實(shí)驗(yàn)材料探究實(shí)驗(yàn)二：探究PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)步驟1234561mL1mL1mL注入1mL0.01mol/L鹽酸溶液注入1mL清水(緩沖液)注入1mL0.01mol/LNaOH溶液2mL2mL2mL無反應(yīng)無反應(yīng)迅速?gòu)?fù)燃自變量無關(guān)變量無關(guān)變量因變量幾乎無氣泡較多氣泡幾乎無氣泡取3支潔凈試管并編號(hào)注入新鮮的肝臟研磨液不同pH的處理注入過氧化氫溶液、振蕩觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗(yàn)123pH能影響酶的活性。在最適宜的pH下，酶活性最高，pH偏高或者偏低，酶活性都會(huì)顯著降低。探究實(shí)驗(yàn)二：探究PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論問題討論(1)選擇H2O2酶還是淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料？

H2O2酶，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，酸會(huì)水解淀粉。不宜用淀粉作為底物，還因?yàn)闊o法選擇指示劑；若選擇斐林試劑作為指示劑檢測(cè)還原糖生成量，由于鹽酸會(huì)與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值所營(yíng)造出來的酸性環(huán)境會(huì)干擾斐林試劑（堿性）對(duì)淀粉分解的檢測(cè)；若選擇碘液作為指示劑檢測(cè)淀粉的剩余量，由于碘液會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值所營(yíng)造出來的堿性環(huán)境會(huì)干擾碘液對(duì)淀粉剩余量的檢測(cè)；探究實(shí)驗(yàn)二：探究PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響問題討論(4)本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有哪些？應(yīng)怎么控制？溫度、H2O2酶的用量、H2O2的濃度等。相同且適宜。(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何控制自變量？pH。通過分別加入等量的HCl、蒸餾水和NaOH來控制。(3)本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？怎樣觀察或檢測(cè)因變量？

H2O2酶的活性?？梢酝ㄟ^觀察單位時(shí)間內(nèi)氣泡的多少或者衛(wèi)生香復(fù)燃的情況來判斷H2O2的分解速率。(6)該實(shí)驗(yàn)中，能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%過氧化氫溶液，然后再調(diào)節(jié)pH?

不能。因?yàn)槊傅淖饔镁哂懈咝?，在調(diào)節(jié)pH之前，試管中已經(jīng)發(fā)生了劇烈反應(yīng)，會(huì)影響到驗(yàn)結(jié)果。探究實(shí)驗(yàn)二：探究PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響問題討論(5)至少要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？三組，酸性、中性和堿性。三.酶的作用條件較溫和通過實(shí)驗(yàn)可以看出，溶液的溫度和PH都對(duì)酶的活性有影響。與無機(jī)催化劑相比，酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的?？茖W(xué)家采用定量分析的方法，分別在不同溫度和PH條件下測(cè)定同一種酶的活性，并繪制成曲線圖。在最適溫度和PH條件下，酶的活性最高。溫度和PH偏高或偏低，酶活性都會(huì)明顯降低。(3)在0℃左右（低溫）時(shí)，酶的活性_______，但酶的_____________穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性________。但高溫會(huì)導(dǎo)致酶________________，酶會(huì)_______活性。1.溫度對(duì)酶活性的影響三.酶的作用條件較溫和(1)在一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而______，但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí)，酶促反應(yīng)速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而_______。升高降低(2)在一定條件下，酶活性最大時(shí)的溫度稱為該酶的_________。最適溫度空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)被破壞失去很低會(huì)升高(4)酶制劑適宜在低溫下保存。酶活性受溫度影響示意圖動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35~40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40~50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。商品淀粉酶最適溫度60℃

(從耐熱細(xì)菌中提取)2.PH對(duì)酶活性的影響三.酶的作用條件較溫和酶的活性受pH的影響動(dòng)物體內(nèi)酶最適PH大多在6.5-8.0；植物體內(nèi)酶最適PH大多為4.5-6.5；胰蛋白酶最適PH為8.0-9.0；胃蛋白酶最適PH為1.5-2.2。(1)在一定條件下，酶活性最大時(shí)的pH值稱為該酶的________。pH偏高或偏低，酶活性都會(huì)明顯

。(2)過酸，過堿都會(huì)使酶的___________遭到破壞，使酶_____________。降低最適pH空間結(jié)構(gòu)永久失活3.酶的分工分區(qū)三.酶的作用條件較溫和

細(xì)胞中的各類化學(xué)反應(yīng)之所以能有序進(jìn)行，與酶在細(xì)胞中的分布有關(guān)。植物細(xì)胞中，葉綠體中含有光合作用的酶，線粒體中含有細(xì)胞呼吸的酶，兩者分區(qū)分工，互不干擾。動(dòng)物細(xì)胞中溶酶體中的酶（最適pH≈5.0）一般局限在溶酶體中發(fā)揮作用，即使少量溶酶體中的酶進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（pH接近中性），也會(huì)失去活性。歸納小結(jié)：影響酶促反應(yīng)速率的因素酶促反應(yīng)：由酶催化的化學(xué)反應(yīng)，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)絕大多數(shù)屬于酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的改變量。影響酶促反應(yīng)速率的因素：酶的活性酶的濃度底物濃度pH溫度抑制劑激活劑酶促反應(yīng)速率1.圖甲中，溫度從a降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因分別是

。2.圖乙中，pH從b降低或升高，酶促反應(yīng)速率

，下降的原因是

。3.圖丙中，底物濃度為c時(shí)，酶促反應(yīng)速率

，不再增長(zhǎng)的原因是

。4.圖丁中，

時(shí)，

。歸納小結(jié)：影響酶促反應(yīng)速率的因素甲均下降低溫抑制了酶活性；高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變均下降酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變最大酶的數(shù)量有限，已達(dá)到飽和底物充足酶促反應(yīng)速率和酶濃度成正比乙丙丁金屬離子、酶的激活劑、抑制劑等也會(huì)影響酶促反應(yīng)速率。歸納小結(jié)：影響酶促反應(yīng)速率的因素溫度、PH的綜合影響：練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對(duì)肌肉組織中的有機(jī)物進(jìn)行分解，使肉類制品口感鮮嫩，由此可推測(cè)嫩肉粉中能起分解作用的酶是（）A.纖維素酶B.淀粉酶C.脂肪酶D.蛋白酶D練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)2.能夠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.麥芽糖酶B練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)3.將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min，可較好地保持甜味。這是因?yàn)榧訜釙?huì)（）A.提高淀粉酶的活性B.改變可溶性糖分子的結(jié)構(gòu)C.破壞淀粉酶的活