高中生物人教版（2019）必修1-5.1.2 酶的特性 课件（共42张PPT）

(共42张PPT)
温度
【温故知新】
2.酶的作用机制： 。
3.与无机催化剂相比，酶的作用特点： 。
1.酶的定义： 产生的具有 作用的 ，大多数为 ，少数为 。
降低反应的活化能
高效性
活细胞
催化
有机物
蛋白质
RNA
4.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验
自变量
因变量
无关变量
催化剂种类
H2O2 的分解速率
H2O2 的量
H2O2 浓度
催化剂的剂量
相同且适宜
第五章第1节
降低化学反应活化能的酶
第2课时 酶的特性
1、通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活动，阐明酶具有专一性，学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。
2、通过“PH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析理解“酶的作用条件较温和”的特性，训练模型建构的科学思维。
本节目标
3
4
4
3
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。
为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？
一、酶具有高效性：
107 ～1013
（酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍）
1.催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
2.酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。
酶的特性之一：高效性
你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。
供能的化学反应如果慢悠悠地进行。
你还能跑那么快吗
化学反应要酶来催化
酶的催化效率要高
健步如飞
保证了细胞内化学反应的顺利进行。
酶具有高效性的意义：
1.每一种酶只能催化 化学反应。
一种或一类
反应速率
加酶B=无酶
加酶A>无酶
说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性
一种
H2O2酶：H2O2
脲酶：尿素
淀粉酶：淀粉
一类
蛋白酶：蛋白质→多肽
肽酶：多肽→氨基酸
二、酶具有专一性
2. 酶具有专一性
酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。
锁钥学说
酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。
如果一个条形码不是专一的开一个柜子，有何后果
2、酶专一性意义：细胞代谢能够有条不紊地进行
3、酶专一性的实验设计
设计思路：“同酶不同底或同底不同酶”
设计方案
（1）同酶不同底
+淀粉酶
淀粉溶液
蔗糖溶液
麦芽糖
蔗糖
+斐林试剂
50～650C水浴加热
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
（2）同底不同酶
淀粉
+淀粉酶
麦芽糖
+蔗糖酶
+斐林试剂
50～650C水浴加热
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
蔗糖
淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+果糖（还原性）
蔗糖酶
探究——酶的专一性
实验：淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
实验原理：
序号 项目 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2mL ——
2 注入蔗糖溶液 —— 2mL
3 注入新鲜的淀粉酶 2mL 2mL
4 加入斐林试剂 振荡，酒精灯加热煮沸1min 5 实验现象
6 实验结论 砖红色沉淀
无变化
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
酶具有专一 性
相同的酶，不相同的底物
本实验能用碘液代替斐林试剂吗？
无砖红色沉淀
生成砖红色沉淀
现象记录
1min
1min
水浴加热
2mL
2mL
注入斐林试剂，并振荡
5min
5min
60℃温水保温
2mL蔗糖酶
2mL淀粉酶
注入新鲜酶溶液，并振荡
2mL
2mL
注入3％淀粉溶液
6
5
4
3
2
1
2号试管
1号试管
项目
步骤
另一验证酶的催化作用具有专一性实验设计
相同的底物，不同的酶
证明：酶具有专一 性
三.酶的作用条件较温和
加酶
使用温水效果更佳
唾液淀粉酶
pH 6.2~7.4
胃蛋白酶
pH 0.9~1.5
小肠内的酶
pH 7.6
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适温度和最适PH条件下，酶活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性都会降低。
探究：影响酶活性的条件
唾液（淀粉酶）
pH 6.2~7.4
胃夜（胃蛋白酶）
pH0.9~1.5
小肠液（含多种酶）
pH 7.6
使用温水30~40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水
加酶
温度或pH的改变会不会影响酶的活性呢？
背景资料
提出问题：
做出假设：
温度或pH会影响酶的活性
唾液淀粉酶进入胃后还能消化淀粉吗？
探究温度与酶活性
（质量分数3%的）可溶性淀粉溶液，
新配置的唾液淀粉酶溶液，
热水，蒸馏水，冰块 水浴锅 试管、碘液等。
材料用具
探究pH与酶活性
（体积分数3%的）过氧化氢溶液，
新鲜的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）
（质量分数为5%的）盐酸，蒸馏水，
（质量分数为5%的）NaOH溶液
卫生香，火柴，试管。
自变量？
因变量？
自变量？
因变量？
课本建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，为什么？
因为过氧化氢在不同温度下分解速率就不同；盐酸对淀粉有分解作用
1号试管
淀粉溶液 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
结论 2号试管
3号试管
加入淀粉酶2滴，振荡
试管各加入2mL淀粉溶液
变蓝
保持0℃冰水中约5min
加热至100℃，约5min
加热至60℃，
约5min
各加入两滴碘液
振荡
不变蓝
变蓝
探究温度对淀粉酶活性的影响
自变量
因变量
无关变量
无关变量
等量原则
等量原则
无关变量
酶活性
酶的催化作用需要在适宜的温度下进行
酶活性受温度影响示意图
抑制
失活
在最适宜温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低，温度过高酶的空间结构遭到破坏，酶会永久失去活性。
在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
建构数学模型
1号试管
过氧化氢溶液 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
结论 2号试管
3号试管
加入过氧化氢酶2滴，振荡2min
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
将带火星的卫生香分别放入试管中
复燃
无明显变化
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
自变量
无关变量
因变量
酶活性
酶的催化作用需要在适宜的PH下进行
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏,蛋白质变性，酶永久失去 。
在最适合的pH下，酶的活性最高
空间结构
活性
失活
失活
建构数学模型
酶的作用条件较温和
酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。
υ/mmol. s-1
抑制
失活
t/℃
最适温度
酶活性受温度影响示意图
最适pH
pH
υ/mmol. s-1
失活
失活
酶活性受PH影响示意图
（1）低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
低温、最适PH
3、酶的作用条件较温和
※高温、过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶失活。 低温不会使酶结构破坏，只使酶活性受抑制，但在适宜温度下其活性可以恢复。
（2）酶的保存方法？
序号 项 目 试管 1 2 3
1 α－淀粉溶液 1ml 2ml 1ml
2 淀粉酶 1ml 1ml 1ml
3 温度 60℃ 沸水 冰水
4 碘液 1－2滴 1－2滴 1－2滴
5 实验现象
以上设计有两点错误:
一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;
二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
以上设计是否有错误？
探究温度对淀粉酶活性的影响
1、检验淀粉是不是被分解时，可否用斐林试剂？
2、（选作）设置好温度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液时会引起试管的温度变化，导致实验误差。如何改进？
不能，此实验的自变量是不同温度，使用斐林试剂时，需要水浴加热50~65°，对自变量的设置有影响，引起误差。
拓展思考
酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自的温度下保温一段时间
序号 项 目
1
2
3 温度条件
4 5 相同温度下淀粉溶液淀粉酶混合，保持温度
注入可溶性淀
粉液保温5min
注入淀粉酶溶液保温5min
2ml
1ml
1ml
1ml
1滴
改进实验
1
1′
2
2 ′
3
3 ′
2ml
2ml
0°
37°
100°
3ml混合液
3ml混合液
3ml混合液
碘液检验
结论：温度能影响酶的活性
变蓝
变蓝
不变蓝
补充：★影响酶促反应速率的因素：
1、温度:
3、酶的浓度：反应速率随
酶浓度的升高而加快。
4、底物浓度：在一定浓度
范围内，反应速率随浓
度的升高而加快，但达
到一定浓度，反应速率
不再变化
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶数量和酶的活性
2、pH：
底物充足
影响酶的活性
影响酶的活性
酶的专一性
每一种酶只能催化一种或一类的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍
酶的高效性
酶的作用条
件较温和
酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的。
小结
1、温度和pH均影响反应的速率
2、pH不改变酶的最适温度
分析有图你能得出什么结论？
你觉得小明奶奶的做法对吗？你想对她说些什么？
小明刚放学回家，就看见奶奶拿着一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了许多，然后拿着一暖瓶开水倒入盆中，盆中立刻起了许多泡沫。“您这是干吗？” “我给你洗洗你的羊毛衫。”小明一看水盆旁边放着“雕牌加酶洗衣粉”。
课后作业
思考与讨论：
1、加酶洗衣粉中，酶的含量（0.2%）那么低，能有效去除奶渍吗？
2、为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料（主要含蛋白质）？
3、为什么要强调“使用温水30~40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水。”酶活性受什么因素影响？
能。酶具有高效性。
蛋白质可以被洗衣粉中的蛋白酶专一性水解
温度
1.酶具有高效性
与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能
实验设计思路：
2.酶具有专一性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
①实验原理
②实验步骤
序号 项目 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2mL ——
2 注入蔗糖溶液 —— 2mL
3 注入淀粉酶 2mL 2mL
4 注入斐林试剂2mL 5 沸水浴加热1min 6 观察记录试管中有无砖红色沉淀 实验原理怎么写？（1.2.3）
（变量、对照组、实验组？）
是否可以用碘液来检测淀粉和蔗糖是否发生了水解？
③实验结果
试管1有砖红色沉淀生成；
试管2无砖红色沉淀生成。
④实验结论
淀粉酶能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，本实验验证了酶具有专一性。
探究温度对淀粉酶活性的影响
1号和2号试管 3号和4号试管 5号和6号试管
实 验 步 骤 一 1、3、5试管各加入2mL淀粉溶液 二 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约5min 在100℃冰水中反应约5min 三 2、4、6加入淀粉酶2滴，振荡 四 在0℃冰水中反应约5min 在60℃冰水中反应约5min 在100℃冰水中反应约5min
五 1与2、3与4、5与6号试管混合，一段时间后各滴加两滴碘液并摇匀 实验 现象 蓝色 无明显现象 蓝色
实验结论 酶的催化作用需要在适宜的温度下进行 3.酶的作用条件温和
最适温度
V/mmolS-1
随着温度的升高，酶促反应的速率先增加，直至某一温度活性达到最大，这一温度称之为最适温度，超过这一温度，酶的空间结构改变，反应速度会迅速降低。
1号试管 2号试管 3号试管
实 验 步 骤 一 试管各加入2mL肝脏研磨液溶液 二 5%HCI 1mL 蒸馏水 1mL 5%NaOH 1mL
三 各加入3%H2O2mL 实验 现象 几乎无气泡产生 大量气泡产生 几乎无气泡产生
实验结论 酶的催化作用需要适宜的pH 探究pH对过氧化氢酶活性的影响
最适pH
V/mmolS-1
动物体内的酶最适宜pH大多在6.5~8之间，唾液pH为6.2~7.4，胃液的pH为0.9~1.5，小肠液的pH为7.6；
植物体内的酶最适pH大多在4.5~6.5之间。
与酶有关的曲线和图形分析
1.酶的高效性曲线：
2.酶专一性的图形和曲线：
3.影响酶促反应的因素：
(1)温度和pH：
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：