2021_2022学年高一上学期生物人教版必修1-5.1.2酶的特性课件(共44张PPT)

(共44张PPT)
必修一分子与细胞第5章 细胞的能量供应与利用
细胞的生命活动是需要能量来驱动的。细胞所需要的能量从哪里来呢？
太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。能量是怎么进入细胞的呢？
外界能量进入细胞并被细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？
新叶伸向和煦的阳光
蚱蜢觊觎绿叶的芬芳
它们为生存而获取能量
能量在细胞里流转激荡
第1节 降低化学反应活化能的酶
酶1
酶2
酶3
酶11
酶5
酶6
酶12
酶8
酶9
酶10
酶14
酶7
酶13
酶15
酶16
酶17
酶18
DNA聚合酶
酶的特性
酶1
酶2
酶3
酶11
酶5
酶6
酶12
酶8
酶9
酶10
酶14
酶7
酶13
酶15
酶16
酶17
酶18
酶的化学本质
酶的来源
酶的功能
活细胞产生的
具有催化作用的
有机物。
一类
一、细胞代谢
二、酶的作用机理
降低化学反应活化能
三、酶的定义及本质
定义
本质
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
细胞内每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
四、酶的特性
（一）酶具有高效性
每滴溶液中Fe3+的数量是过氧化氢酶的分子数的25万倍。
酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
酶具有高效性的意义：保证了细胞内化学反应的顺利进行和能量供应的稳定。
酶可在1s内完成非酶体系需要3年-30万年时间的反应。
比较过氧化氢在不同条件下的反应
1
2
3
4
常温
加热
加FeCl3
加过氧化氢酶
1、第1、4组对照可以说明酶具有高效性吗？
2、哪两组实验对照可以说明酶具有高效性？
不能
第3、4组
你能用其他更简捷的方法来验证酶的高效性吗？
时间
产物浓度
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
酶具有催化剂的特点：
①反应前后性质、数量不变；
②能改变反应速率→降低化学反应活化能；
③缩短达到平衡的时间，不改变平衡点（即产物的总量不变）
无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解；也能催化脂肪水解； 还能催化淀粉的水解。
酶也能催化多种反应吗？
（二）酶具有专一性
口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化
脲酶——只能催化尿素分解。
过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。
二肽酶——可以使所有的二肽分解。
蛋白酶----只能催化蛋白质水解。
8000多种酶，每一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶具有专一性的模型：锁钥模型
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行
酶具有专一性的意义：
淀粉
蔗糖
还原糖
还原糖
水解
水解
还原糖+斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、热水。
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1.目的要求
探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
2.实验原理
3.材料用具
试管、大烧杯、量筒、滴管、温度计、试管夹、三角架、石棉网、酒精灯、火柴、水浴锅等
本实验的自变量是酶的作用底物。因变量是底物是否被分解。因变量通过用斐林试剂鉴定反应后的溶液中是否有还原糖来检测。
4.实验步骤及结果
加入物质（毫升） 试管A 试管B
3%的淀粉溶液 2 ——
3%的蔗糖溶液 —— 2 淀粉酶溶液 1 1
温度 60℃ 60℃ 斐林试剂 2 2 沸水浴（分钟） 2 2 实验结果
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。
自变量
无关变量
因变量
底物是否水解
底物种类
5.实验结论
不用碘液鉴定的原因是什么？
碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。
（三）酶的作用条件较温和
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下，催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件？
威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）
威白教你洗衣小绝招：
①洗前浸泡三十分钟，效果更佳
②若衣服太脏，可适当增加用量
③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃
1.温度对酶活性的影响
细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的，酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速度表示。若细胞生活的环境条件发生改变，酶活性会怎样变化呢？
（一）探究温度对酶活性的影响
影响酶活性的条件
1.提出问题
2.作出假设
3.实验原理
温度会影响酶的活性
温度会影响酶的活性吗？
优选：质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为3%的淀粉溶液、碘液
4.实验材料：
质量分数为2%的淀粉酶溶液；
质量分数为20%的肝脏研磨液，
质量分数为3%的淀粉溶液；
体积分数为3%的过氧化氢溶液,
碘液，
斐林试剂。
探究温度对淀粉酶活性的影响
5.实验步骤及结果
方 法 步 骤 取六只试管编号 1 2 3 4 5 6
淀粉溶液 2ml / 2ml / 2ml /
淀粉酶溶液 / 1ml / 1ml / 1ml
温度处理5min 100℃ 60℃ 0℃ 混合后保温5min 将同一温度内的两物质混合 滴加碘液 1滴 1滴 1滴 结果 现象 变蓝
不变蓝
变蓝
温度影响酶的活性，酶的催化作用需要在适宜的温度下进行。
6.实验结论
υ/mmol. s-1
最适温度
酶活性受温度影响示意图
抑制
t/℃
失活
在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度,酶的催化作用逐渐减弱。最适温度时：酶活性最高。
曲线含义
保证反应从一开始就是预设温度。因酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一混合就已发生反应，降低了实验的说服力。
该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。
（3）不能用斐林试剂检测的原因？
（4）如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
（1）能否用H2O2和H2O2酶（猪肝研磨液）探究温度对酶的影响？
H2O2本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
（2）为什么要先将底物和酶控制到预设温度，再混合反应？
（5）本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？
（6）.如何区分因变量和因变量观测指标？
溶液体积、处理时间、pH等，应该保证相同且适宜
本实验的自变量为温度，因变量为酶活性，因变量观测指标为加碘液后的颜色变化情况
我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，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）
2.PH对酶活性的影响
0
反应物剩余量（相对值）
PH
30℃
33 ℃
37 ℃
35 ℃
（二）探究PH对酶活性的影响
影响酶活性的条件
1.提出问题
2.作出假设
3.实验原理
PH会影响酶的活性吗？
PH会影响酶的活性
H2O2溶液、 新鲜肝脏研磨液、NaOH溶液、稀盐酸、清水、试管
4.实验材料
5.设计实验
由于pH会影响酶活性，进而影响酶催化过氧化氢分解的速率（氧气的产生速率），故可以通过设置不同PH环境下的过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验，分别检测气泡产生数量和点燃卫生香复燃情况来进行判断。
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
6.实验步骤及结果
1号试管
过氧化氢溶液 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
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
将点燃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
产生少量气泡
产生少量气泡
产生大量气泡
2滴NaOH
2滴稀盐酸
等量清水
7.分析实验结果，得出实验结论
酶的活性受pH影响。在最适宜的pH下，酶活性最高，pH偏高或者偏低，酶活性都会显著降低。
酶的活性受pH的影响
A
B
C
（1）探究pH对酶活性的实验时，为何不宜选用淀粉酶溶液酶催化淀粉分解？
（2）本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？
（3）如何区分因变量和因变量观测指标？
（4）本实验中，能否将底物和酶混合均匀后，再在不同pH下处理？
酸可以催化淀粉的水解
溶液体积、处理时间、温度等，应该保证相同且适宜。
本实验的自变量为pH，因变量为酶活性，因变量观测指标为氧气的产生速率
不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完成。
酶的作用条件较温和。酶的活性受温度和pH值（酸碱度）影响
低温：抑制
过酸：失活 过碱：失活
结论：
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
　　
过酸、过碱或温度过高：会使酶分子的空间结构遭到破坏而永久失活，不可恢复。
低温：酶的活性降低，但酶的空间结构保持稳定，适宜的温度下酶的活性可以恢复。（低温保存酶）
A
B
C
D
E
F
酶促反应速率
最适温度
最适PH
高温：失活
动物体内的酶最适pH大多在6.5～8.0，人体唾液的pH为6.2～7.4，小肠液的pH为7.6。但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.2，;植物体内的酶最pH大多为4.5～6.5。
一般来说，动物体内的酶最适温度在35～40℃;植物体内的酶最适温度在40～50℃;人体内酶最适温度37℃，唾液淀粉酶最适温度37℃；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃ (从耐热细菌中提取)。
相关信息
唾液
pH 6.2~7.4
胃液
pH 0.9~1.5
小肠液
pH 7.6
酶促反应：由酶催化的化学反应，生物体内化学反应绝大多数属于酶促反应。
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率均下降，但是下降的原因不同。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率均下降，但是下降的原因相同。
③图丙中，反应物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为酶饱和了。
甲
乙
丙
丁
反应物浓度
④图丁中，酶促反应速率随酶浓度的升高而加快。
温度
底物浓度
pH
酶的浓度
五、影响酶促反应速率的因素：
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
pH
温度
活性
浓度
底物浓度
酶
酶促反应速率
酶的特性
酶的应用
溶菌酶溶解细菌的细胞壁
含酶牙膏
多酶片
胰蛋白酶
加酶洗衣粉
果胶酶
科学·技术·社会：酶为生活添姿彩
1.酶的专一性
2.酶的分布
从酶的角度看细胞代谢有序进行的原因
果胶酶
含酶牙膏
多酶片
加酶洗衣粉
酶在生活中的实例
(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。
(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。
(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。
1.下图示某酶促反应，若B为麦芽糖，则A是 ，
C是 。
麦芽糖酶
葡萄糖
2.下图中表示人体消化酶的消化反应速度与温度之间关系的曲线是…（　　）
A、①
B、②
C、③
D、④
B
课堂检测
3.在下图中哪一曲线能正确表示温度对人体 转氨酶催化效率的影响 。
催化效率
温度
10 20 30
催化效率
温度
10 20 30
催化效率
温度
10 20 30
催化效率
温度
10 20 30
A
B
C
D
C
4.下图表示一个酶促反应，它所能反映的酶的特性和a、b、c最可能表示的物质依次是(　　)
A.高效性　蛋白酶　蛋白质　多肽
B.专一性　淀粉酶　淀粉　麦芽糖
C.专一性　麦芽糖酶　麦芽糖　葡萄糖
D.高效性　脂肪酶　脂肪　甘油和脂肪酸
B
5.关于探究酶特性的实验叙述中，最恰当的是( )
A. 若探究pH对酶活性的影响可选择可溶性淀粉溶液为底物
B. 若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照
C. 若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对结果进行检测
D. 若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测
B
7.关于酶的特性，下列表述中错误的是（ ）
A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
D
6.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（ ）
A.pH不适合
B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了
C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用
D.小肠中没有蛋白质可被消化
A
8.为探究酶的某种特性，现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(两者都是非还原糖)以及淀粉酶溶液、斐林试剂等材料进行了如下实验，下列叙述正确的是
A．实验的自变量是淀粉酶溶液
B．实验的无关变量有温度、pH等
C．实验结果的检测可用碘液代替斐林试剂
D．实验目的是探究酶的高效性
B
9.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是
A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B、唾液淀粉酶、麦芽糖、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
10.（09宁夏2） 下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的
空间结构破坏更严重
B
11.(2016全国卷1) 若除酶外所有试剂均已
预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操
作顺序合理的是
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B. 加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C. 加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D. 加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
C
序号 项目 试管 1 2 3
1 淀粉溶液 1ml 2ml 1ml
2 淀粉酶 3滴 3滴 3滴
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
探究温度对淀粉酶活性的影响
（1）、加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;
（2）、试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
两处
12.找错误 下表有几处错误：
影响酶促反应的因素
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因分别是 。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因是 。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率 ，不再增长的原因是 。
④图丁中， 时， 。
均下降
低温抑制了酶活性，高温使酶的空间结构发生改变
稀盐酸
酶的空间结构发生改变
最大
酶的数量有限，已达到饱和
底物充足
酶促反应速率和酶浓度成正比
13.简答题
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）
A.酶不能脱离生物体起作用
B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质
D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）
A.能为反应物提供能量
B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应
D.催化化学反应更高效
D
D
练习与应用P85
一、概念检测
1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性？
这个模型中 A 代表某类酶,B 代表底物，C 和 D 代表产物。这个模型的含义是：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。这个模型可以解释酶的专一性。
二、拓展应用
2.下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应得状况。
（2）如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。
（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。
A点反应速率随反应物浓度增大而升高.B点反应速率在此时达到最高。C点反应速率不再随反应物浓度增大而升高，维持在相对稳定的水平。
(2)原因：原曲线表示最适温度下的酶促反应速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会下降。
(3)该曲线表示，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
A
B
C
反应速度
反应物浓度
B
C
C
拓展应用
1.抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制抑制与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结构。
①竞争性抑制剂
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶，因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减小抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。
②非竞争性抑制剂
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
同种酶 + 不同底物
① 底物1 + 酶溶液
② 等量底物2+等量相同酶溶液
方案二
同种底物 + 不同酶
① 底物 + 酶溶液1
② 等量相同底物+等量酶溶液2
实验方案
方案一
思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起
思路：如何获得更加准确的最适温度？
如何找到酶的最适温度？
温度 15℃ 25℃ 35℃ 45℃ 55℃ 65℃
肉块消失时间 3h 2h 0.8h 0.8h 1.8h 4h
温度 35℃ 37℃ 39℃ 41℃ 43℃ 45℃
肉块消失时间 0.8h 0.7h 0.4h 0.6h 0.7h 0.8h
问题：此为 实验，能确定酶最适温度的 值；
最适温度一定在 之间。
问题：此为 实验，能确定酶最适温度是39℃吗？
预
大致
35℃~45℃
正式
不能