5.1 降低化学反应活化能的酶(第2课时)（2019人教版生物必修1课件）(共43张PPT)

(共43张PPT)
第五章
细胞的能量供应和利用
5.1降低化学分应活化能的酶
（第2课时）
2.各条件使反应加快的本质：
加热：
Fe3+：
酶：
提高分子的能量
降低化学反应的活化能
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
1.什么是活化能？
3.酶的本质：
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
上节知识点回顾
一、酶的特性
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、高效性
分组编号 说明
相同处理
不同处理
结果 无关变量
自变量
因变量
2号
1号
3号
4号
对照组
实 验 组
2mL 过氧化氢溶液
常温
90℃水浴
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
气泡产生
卫生香复燃
（经计算，质量数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍）
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
一、酶的特性
1、高效性
时间
产物浓度
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
平衡点
一、酶的特性
1、高效性
a
b
c
时间
产物浓度
a 加酶
b 加无机催化剂
c 不加催化剂
__________对比说明酶具有高效性。
a、b 、c
a、c对比说明酶具有_____
______。
酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点
催化
作用
一、酶的特性
2、专一性
资料：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
酶的专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
意义：
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
一、酶的特性
2、专一性
酶-底物 复合物
1）锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。
2）诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。
酶
酶-底物 复合物
2、专一性
材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林试剂，碘液， 水浴锅等
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1
② 等量相同底物 + 等量酶溶液2
一、酶的特性
2、专一性
方案一
酶相同、底物不同
实验步骤 一 二
三 四 实验现象
结论 加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。
2号试管中加入2mL蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
60℃水浴2min
1号试管中加入2mL淀粉溶液
无变化
砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
取两支试管，编号1、2
不选碘液鉴定的原因是什么？
无法鉴定蔗糖是否反应
注
2、专一性
实验步骤 一 二 三
四 实验现象
结论 1号试管加入2滴淀粉酶溶液
向两支试管中各加入2mL淀粉溶液
变蓝
不变蓝
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
取两支试管，编号1、2
方案二
底物相同、酶不同
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液
注
能不能用斐林试剂鉴定？
（可以）
2、专一性
2、专一性
底物浓度
反应速率
底物A 酶A 酶B
一、酶的特性
2、专一性
底物浓度
反应速率
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参与的反应，说明酶具有_______
专一性
一、酶的特性
3、作用条件温和
成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。
用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间，使用温水30~40℃效果最佳。切勿用60 ℃以上的热水。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。
加酶洗衣粉
一、酶的特性
3、作用条件温和
3、作用条件温和
注
① 确定自变量、因变量
材料：淀粉，淀粉酶（工业淀粉酶，最适温度60℃），碘液，斐林试剂， 水浴锅等。
② 如何控制温度？
取3支试管，各加入2mL淀粉，加入等量酶，分别置于0℃、 60℃和100℃的条件下反应5min，然后进行鉴定
一、酶的特性
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
注
① 确定自变量、因变量
材料：淀粉，淀粉酶（工业淀粉酶，最适温度60℃），碘液，斐林试剂， 水浴锅等。
② 如何控制温度？
先将酶与底物分别于不同温度下保温一段时间后再混合
确保混合后的酶促反应在预设温度下进行
一、酶的特性
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 实验现象
结论 加入0 ℃保温的淀粉酶2滴
蓝色
在各自的温度条件下反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
蓝色
各加入2mL淀粉溶液
1号
2号
3号
0 ℃保温
60 ℃保温
100 ℃保温
加入60 ℃保温的淀粉酶2滴
加入100 ℃保温的淀粉酶2滴
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 实验现象
结论 加入0 ℃保温的淀粉酶2滴
蓝色
在各自的温度条件下反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
蓝色
各加入2mL淀粉溶液
1号
2号
3号
0 ℃保温
60 ℃保温
100 ℃保温
加入60 ℃保温的淀粉酶2滴
加入100 ℃保温的淀粉酶2滴
③为何不选斐林试剂鉴定？
实验要严格控制温度，斐林试剂需加热
注
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
实 验 步 骤 一
二 三
三
四 五 实验现象
结论 加入0 ℃保温的淀粉酶2滴
蓝色
在各自的温度条件下反应约5min
各加入两滴碘液
振荡
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性
蓝色
各加入2mL淀粉溶液
1号
2号
3号
0 ℃保温
60 ℃保温
100 ℃保温
加入60 ℃保温的淀粉酶2滴
加入100 ℃保温的淀粉酶2滴
H2O2常温常压可分解，加热分解更快
注
④ 实验材料可不可以选H2O2
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
AB：
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
B：
在最适温度时，酶促反应速率最快
BC：
超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。
（区间）
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
3、作用条件温和
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
高温破坏酶的空间结构，使酶失活
低温保存酶等蛋白质制品
一、酶的特性
3、作用条件温和
最适温度随物种不同而有差异
温度
反应速率
最适温度
一、酶的特性
3、作用条件温和
注
① 确定自变量、因变量
材料： 肝脏研磨液，淀粉，淀粉酶，H2O2，HCl，NaOH等
②如何设置不同的pH？
将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
一、酶的特性
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
3、作用条件温和
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
实 验 步 骤 一
二 三
三 四 实验现象
结论 各加入3%过氧化氢2mL
几乎无气泡
反应约5min，记录气泡产生情况
较多气泡
几乎无气泡
各加入肝脏研磨液2滴
1号
2号
3号
加蒸馏水1mL
等量的 5%HCl
等量的 5%NaOH
过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高
③为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？
酸性条件下淀粉会分解
注
3、作用条件温和
（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响
pH
反应速率
最适pH
A
B
C
AB：
在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快
B：
在最适pH时，酶促反应速率最快
BC：
超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。
（区间）
一、酶的特性
3、作用条件温和
7
pH
2
0
1
3
4
5
6
8
9
10
胃蛋白酶
胰蛋白酶
11
12
13
14
反应速率
一、酶的特性
二、影响酶促反应速率的因素
金属离子、激活剂、抑制剂等
二、影响酶促反应速率的因素
在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
酶浓度 [E]
反应速率
底物充足
① 酶浓度
二、影响酶促反应速率的因素
① 酶浓度
a
底物有限
b
c
ab：
在一定的酶浓度范围内（[0，N）），随酶浓度的增加，反应速率增加
N
酶浓度
反应速率
0
b：
当酶浓度增大到某一值时（N），反应速率达到最大值，不再增加
酶浓度较低，底物没有完全被酶结合
底物完全被酶结合
二、影响酶促反应速率的因素
① 酶浓度
a
底物有限
b
c
ab限制因素
N
酶浓度
反应速率
0
bc的限制因素
酶浓度
底物浓度
二、影响酶促反应速率的因素
② 底物浓度
a
b
c
ab：
在一定底物浓度范围内（[0，M)），随底物浓度的增加，反应速率增加
M
b：
当底物浓度增大到某一值时（M），反应速率达到最大值，不再增加
酶没有完全被底物结合
酶完全被底物结合
酶浓度一定
底物浓度 [S]
反应速率
O
b
二、影响酶促反应速率的因素
② 底物浓度
a
b
c
M
底物浓度 [S]
反应速率
O
酶浓度一定
bc限制因素：
酶浓度
ab限制因素：
底物浓度
二、影响酶促反应速率的因素
② 底物浓度
反应速率
M
0
底物浓度
再加入一定量的酶，曲线应该怎么变？
二、影响酶促反应速率的因素
② 底物浓度
再加入一定量的酶，曲线应该怎么变？
反应速率
M
0
底物浓度
N
二、影响酶促反应速率的因素
产物浓度
③
O
时间
②
①
曲线②：在①的基础上，酶浓度增加一倍
曲线③：在①的基础上，反应物浓度增加一倍
二、影响酶促反应速率的因素
即时训练
1、酶是细胞代谢所必需的,下列有关叙述不能体现这一观点的是(　　)。
A.由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和的条件下进行
B.细胞代谢过程中产生的有害物质可以通过酶分解
C.酶能降低细胞中化学反应的活化能进而提高代谢效率
D.活细胞产生的酶在细胞内外均能发挥作用
D
2、图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。下列关于该酶促反应的叙述正确的是
A．pH＝c，H2O2不分解，
e点永远为0
B．pH＝a，e点下移，d点左移
C．温度降低5 ℃条件下，e点不移，d点右移
D．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
C
即时训练
3、用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．该酶的最适催化温度不确定
B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C．由图4实验结果可知酶具有高效性
D．由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
C
即时训练
4、探究温度和pH对酶活性的影响实验中,下列说法错误的是(　　)。
A.需要设置一系列的温度梯度和一系列的pH梯度
B.要注意遵循对照原则
C.要注意遵循单一变量原则
D.在研究温度或pH对酶活性的影响时,温度和pH都是自变量,其他为无关变量
D
即时训练