生物人教版（2019）必修1 5.1.2酶的特性（共32张ppt）

(共32张PPT)
5.1 降低化学反应活化能的酶
二 酶的特性
教学目标
2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。
2.2.1 说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如PH 和温度等）的影响。
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。（课堂讲解、科学实验）
通过“PH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析推导“酶的作用条件较温和”的特性，训练模型建构的科学思维。（实验探究与讨论）
通过酶在生活/生产中应用的实例，认同酶在生产实践上应用具有高效、环保、节能等特点。（视频播放、图片展示）
回顾：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3、4组实验对照可以说明酶具有什么特点呢？
2.催化剂具有什么特点呢？
酶具有高效性
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
酶高效性的曲线分析
时间
产物浓度
B、加无机催化剂
C、不加催化剂
A、B曲线比较，说明酶具有________
A、C曲线比较，说明酶具有________
高效性
催化作用
请同学们描绘一下代表加酶处理的曲线A
A、加酶
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍。
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。
咱们有25万大军！
2H2O2 2H2O+O2↑
SUPER MAN
只有一个！
完 胜！
过氧化氢酶在反应前后有变化吗？如果增加过氧化氢酶的数量，最终产生的气体总量会怎样？
没有变化，催化剂在化学反应前后无变化。
最终产生的气体总量不变，催化剂只降低化学反应的活化能，不改变反应的平衡点。
拓展延伸
〖典例〗酶具有高效性的根本原因是（ ）
A、酶需要温和的条件
B、酶能显著降低化学反应的活化能
C、酶比无机催化剂数量多
D、酶与反应物接触效率高
B
催化蛋白质、淀粉、蔗糖水解的酶是同一种酶吗
既催化蛋白质水解
酶
也能催化淀粉水解
还能催化蔗糖水解
质量分数为2%新配制的淀粉酶溶液;
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液；
斐林试剂，碘液；试管，烧杯，量筒，滴管，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，
二、实验材料及器具：
探究·实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
一、实验原理
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。
1号试管 2号试管
实验步骤 一
二 三 实验 现象
结论 分别加入淀粉酶2mL，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min
2mL
蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
热水煮沸1min
2mL
淀粉溶液
蓝色
无变化
棕色
砖红色沉淀
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
探究·实践
为什么不用碘液？
碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝
1.酶具有专一性的模型：锁钥模型
二、酶具有专一性
每种酶只能催化一种或一类的化学反应。
2.每一种酶只能催化_________________化学反应
如：脲酶——只能催化____________分解。
过氧化氢酶——只能催化___________________分解。
二肽酶——可以催化所有的____________分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
一种或一类
尿素
过氧化氢
二肽
3.酶具有专一性的意义：
二、酶具有专一性
高温
高压
强酸
强碱
酶起催化作用需要怎样的条件？
三、酶的作用条件
1.选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？
三组，高温，低温和常温(60℃)
3.至少要设计几组实验？选择几个温度？
淀粉酶，因为 H2O2受温度影响也会分解。
4.观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？
滴加碘液，观察颜色变化
2.本实验的自变量、因变量各是什么？
温度、酶的活性
探究温度对酶活性的影响
探究·实践
实验分组 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
结论 1号试管
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
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
无明显现象
只有在一定温度下酶的催化效率最好
蓝色
蓝色
探究·实践
探究温度对酶活性的影响
（提示：α淀粉酶的最适温度为60℃）
5.为什么要先将底物和酶控制到预设温度，再混合反应？
缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
7.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
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。
6.不用斐林试剂检测的原因？
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。
继续思考
υ/mmol. s -1
o
t /
酶活性受温度影响示意图
A
B
C
动物体内酶 35~40℃
植物体内酶 40~50℃
人体内酶 37℃
唾液淀粉酶 37℃
有的酶最适温度可高达70℃
①在最适温度时，酶的活性最高。
②温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，不可恢复。
③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。
酶制剂适宜在低温下保存。
失活
抑制
三、 酶的作用条件较温和——最适温度
加酶洗衣粉能用开水浸泡吗？
联系生活
不能，
大部分酶是蛋白质，蛋白质在高温下空间构象发生变化，变性失活，原有功能丧失。
结构与功能相适应
6．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：……
实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如下图所示。
分析回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________和____________。
(2)根据实验结果分析，酶B在______ ℃条件时活性较高。
温度　
酶的种类
40　
分析回答下列问题：
(3)本实验能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示？____________，理由是___________________________________________________________________________________。
6．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验：
……
实验结果：对各组淀粉剩余量进行检测，结果如下图所示。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是在________ ℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
不能　
斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果　
30～50
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。
知识点回顾
2.每一种酶只能催化_________________化学反应
如：脲酶——只能催化____________分解。
过氧化氢酶——只能催化___________________分解。
二肽酶——可以催化所有的____________分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
一种或一类
尿素
过氧化氢
二肽
3.酶具有专一性的意义：
二、酶具有专一性
实验分组
实验步骤 一 二 三 四 实验现象
结论 1号试管
2号试管
3号试管
各加入2滴过氧化氢酶，振荡2—3min
试管各加入4mL过氧化氢溶液
无明显变化
pH＝7
pH=12
pH＝2
观察试管中气泡产生的情况
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
大量气泡产生
少量气泡产生
探究pH对酶活性的影响
探究·实践
为什么不用淀粉和淀粉酶？
检测葡萄糖需要斐林试剂，酸碱对斐林试剂使用有影响
酶的名称 最适pH
动物体内酶 6.5-8.0
植物体内酶 4.5-6.5
胰蛋白酶 8.0-9.0
胃蛋白酶 1.5-2.2
①在最适pH下，酶的活性最高。
②pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
③过酸、过碱，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，不可恢复。
酶的活性受pH的影响
A
B
C
三、 酶的作用条件较温和——最适pH
在高温、过酸、过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏，蛋白质变性，使酶永久 且不可恢复。
空间结构
失活
pH
三、 酶的作用条件较温和
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响，其本质相同吗？
不同。
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
优化方案大本 63页题
PH
温度
1h后蛋白质剩余量
不能
酶降低化学反应活化能的作用更显著
蛋白酶的化学本质是蛋白质，会与该试剂发生颜色反应
不变
7
在PH为13时，蛋白酶已经失去活性
影响酶促反应的因素有哪些？
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
均下降
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
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
酶工程技术
课堂小结
P85页拓展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
【易错提醒】有关影响酶促反应速率的因素的“二点提醒”
(1)不同因素影响酶促反应的速率的本质不同。
【易错提醒】
(2)酶催化反应时,最适温度和最适pH不会相互影响。
反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。
反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。