高中生物人教版（2019）必修1 5.1.2降低化学反应活化能的酶（共32张ppt）

(共32张PPT)
DNA聚合酶
第2课时 酶的特性
5.1 降低化学反应活化能的酶
本课聚焦
1.酶的特性的实验探究
2.影响酶活性及酶促反应速率因素
__________产生的具有___________作用的_________，其中绝大多数酶是__________，少数酶是________。
活细胞
催化
有机物
蛋白质
RNA
酶：
来源
本质
（一）酶具有高效性：
大量实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍
加FeCl3
加H2O2酶
正是由于酶具有高效性，才能保证细胞生命活动的正常进行。
探究酶高效性的实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
3号和4号对照，说明：
与无机催化剂相比，酶具有高效性
1. 用坐标曲线图表示酶的高效性
a、b
对比说明酶具有高效性。
对比说明酶具有催化作用。
a、c
（1）酶的高效性是指酶与无机催化剂相比， 酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到反应平衡所需时间，不改变反应的平衡点。
反应前后酶的性质和数量不变。
（一）酶具有高效性：
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？
资料：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。
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
3.意义：
（二）酶具有专一性：
1.含义：每一种酶只能催化 化学反应。
一种或一类
2.原因：酶的活性部位只能与相应底物分子
的空间结构相匹配
课后练习P85
底物用 表示；
酶用 表示；
产物用 表示。
这个模型能解释酶的 特性。
B
A
C、D
专一性
4. 设计实验探究酶的专一性：
项目 方案一 方案二
对照组 实验组 对照组 实验组
材料 底物A 底物A 底物A 底物B
试剂 酶B 酶A 酶B 酶B
现象 不发生反应 发生反应 不发生反应 发生反应
结论 酶具有专一性
探究酶的专一性实验设计思路:
二 酶的特性
（二）酶具有专一性：
(底物不同、酶相同)
(底物相同、酶不同)
方法步骤：
方案一
底物不同、酶相同
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
加入新鲜淀粉酶溶液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。
取两支洁净试管，编号1、2
不选碘液鉴定的原因是什么？
注
分析本实验的变量：自变量、因变量、无关变量？
二 酶的特性
碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。
自变量
底物种类
无关变量
因变量
底物是否水解
（二）酶具有专一性：
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。
取两支洁净试管，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
本实验能不能用斐林试剂鉴定？
（可以）
方法步骤：
取材分组编号
不同处理
相同处理
观察现象
记录结果
分析得出结论
对照实验步骤：
（三）酶作用条件比较温和
1.探究影响酶活性的条件：
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。
细胞代谢需要酶的参与，组成生物体的细胞生活的环境都比较温和。
因此，酶所催化的化学反应一般都是在比较温和的条件下进行的。
用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。通常以单位时间
内底物减少的量或产物生成的量来表示酶活性的大小。
（1）酶的活性：
（2）酶的活性的表示：
产物生成量
底物减少量
酶起催化作用需要适宜的温度和酸碱度影响。
酶催化特定化学反应的能力。
（三）酶作用条件比较温和
探究 实践
（3）科学探究步骤：
提出问题：
作出假设：
设计实验：
进行实验：
分析结果：
表达与交流：
（温度/pH 会影响酶的活性吗？）
（温度/pH 会影响酶的活性）
（设计方案、预期结果…）
（按预定方案进行实验，仔细观察，认真记录…）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告,绘曲线图，适当交流…）
（三）酶作用条件比较温和
1.探究影响酶活性的条件（P82）：
1、材料：
2、原理：
温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，
根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
淀粉酶、淀粉、沸水、冰块、 60 ℃的水、碘液
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
3、思考：
（三）酶作用条件比较温和
1.探究影响酶活性的条件（P82）：
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
实 验 步 骤 一
二
三
三
四
五
实验现象
结论
蓝色
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
1、3、5各加入2mL淀粉溶液， 2、4、6各加入淀粉酶溶液1mL
1号
5号
0 ℃保温约5min
60 ℃保温约5min
100 ℃保温约5min
3、4号试管
溶液混合
5、6号试管
溶液混合
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
2号
3号
4号
6号
在各自的温度条件下反应约5min
1、2号试管
溶液混合
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
实验材料可不可以选H2O2
H2O2常温常压可分解，加热分解更快
1.探究影响酶活性的条件（P82）
（三）酶作用条件比较温和
（1）在温度对酶活性影响的实验中，为什么淀粉和淀粉酶溶液混合
之前要控制好各自的温度？
防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，
影响实验效果。
1. 问题讨论：
(2) 能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，
来判断试管中的淀粉是否水解了？
不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要
水浴加热。
(3) 能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
不能，因为过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，
所以温度除了影响酶的活性外本身也会影响过氧化氢的分解
速率, 不能体现单一变量原则.
（1） 探究温度对淀粉酶活性的影响
（三）酶作用条件比较温和
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
在一定温度范围内，酶促反应速率
随温度的升高而加快
在最适温度时，酶促反应速率最快
AB：
B点：
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。
低温、高温对酶活性的影响一样的吗？
低温抑制酶的活性，但温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会使
酶的 遭到破坏，会导致酶 ，甚至会使其永久失
去活性。所以酶适合在 下保存。
空间结构
变性
低温
2.温度对酶活性的影响曲线解读：
（三）酶作用条件比较温和
3. 最适温度随物种不同而有差异
一般来说，酶的最适温度：
动物：35-40℃之间；
植物：40-50℃之间；
细菌和真菌：差别较大。
有的酶最适温度可达70℃
温度
反应速率
最适温度
耐高温的DNA聚合酶最适温度可达94℃
（三）酶作用条件比较温和
练一练
（1）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪类衣料？（ ）
A.化纤 B.尼龙 C.纯棉 D.真丝
（2）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？
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。
4. 与生活的联系---加酶洗衣粉的使用：
D
脂肪酶
（三）酶作用条件比较温和
（2） 探究pH对酶活性的影响
pH影响酶的空间结构从而影响酶的活性，因而影响单位时
间内氧气的生成量，可观察气泡量或用带火星的卫生香燃
烧的情况来检验氧气生成量的多少。
过氧化氢溶液、过氧化氢酶、pH=7的缓冲溶液、HCl溶液、NaOH溶液
2H2O2 2H2O + O2
过氧化氢酶
如何设置不同的pH？
2.原理：
1.试剂：
3.思考：
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。
（三）酶作用条件比较温和
思考：
1.第二、三步能不能颠倒？
2.为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？
实 验 步 骤
一
二
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
1mL PH=7的缓冲液
1mL 5%HCl
1mL 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
不能保证反应一开始便达到预设pH
（三）酶作用条件比较温和
（2） 探究pH对酶活性的影响
酸性条件下淀粉会分解
2. pH对过氧化氢酶活性的影响---曲线解读：
pH
反应速率
最适pH
A
B
C
在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快
在最适pH时，酶促反应速率最快
AB：
B点：
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。
过酸、过碱对酶活性的影响是一样的吗？
过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活
思考：
（2） 探究pH对酶活性的影响
（三）酶作用条件比较温和
7
pH
2
0
1
3
4
5
6
8
9
10
胃蛋白酶
胰蛋白酶
11
反应速率
3. 不同酶的最适PH不同
一般来说，酶的最适pH:
动物：在6.5-8.0之间；
植物：在4.5-6.5之间；
细菌和真菌：差别较大。
（2） 探究pH对酶活性的影响
不同种类酶的最适pH不同。
胃蛋白酶在强酸环境，小肠内的酶在弱碱性环境发挥作用
酶的名称 最适pH
过氧化氢酶（肝） 6.8
唾液淀粉酶 6.8
脂肪酶 8.3
胰蛋白酶 8.0-9.0
胃蛋白酶 1.5-2.2
结论：
（三）酶作用条件比较温和
四、影响酶促反应速率的因素
酶活性影响因素还有：金属离子、酶的激活剂、抑制剂等
1.温度、PH的综合影响
四、影响酶促反应速率的因素
注
2. 酶浓度
a
b
c
M
酶浓度
反应速率
O
一定的酶浓度范围（0M），
随酶浓度的增加，反应速
率增加
ab：
bc：
当酶浓度增大到某一值时
（M），反应速率达最大值。
酶浓度较低，底物没有完全被酶结合
底物完全被酶结合
曲线解读：
bc限制因素：
ab限制因素：
底物浓度
酶浓度或酶活性
四、影响酶促反应速率的因素
3. 底物浓度
a
b
c
N
底物浓度
反应速率
O
b
曲线解读：
在一定底物浓度范围内（0N），
随底物浓度增加，反应速率增加
ab：
bc：
当底物浓度增大到某一值时（N），
反应速率达到最大值。
酶没有完全被底物结合
酶完全被底物结合
bc限制因素：
ab限制因素：
底物浓度
酶浓度或酶活性
四、影响酶促反应速率的因素
（一）温度
（二）pH
（三）酶的浓度：
在底物充足、 其他条件适宜且固定的条件下，反应速率随酶浓度的升高而加快。
（四）底物(反应物)浓度：
　　在一定的反应物浓度范围内，酶的催化效率随浓度增加而加快,达到一定浓度后，因为酶的数量有限, 酶促反应速率趋于稳定。
（五）酶活性抑制剂和激活剂
酶促反应速率
酶的浓度
底物充足
酶促反应速率
底物浓度
酶量限制
四、影响酶促反应速率的因素（小结）
1、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
课时训练
2、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
课时训练
知识网络
练习与应用
一、概念检测
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是 ( )
A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶
2.能够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.麦芽糖酶
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会 ( )
A.提高淀粉酶的活性
B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性
D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
D
B
D
二、拓展应用
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？
【提示】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。这个模型可以类比解释酶的专一性。
练习与应用
2. 下图表示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三点时该化学反应的状况。(2)如果从A点开始温度升高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点时向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？请画岀相应的曲线。
【答案】
(1)A点：随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。
B点：反应速率在此时达到最高。
C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
(2)如果A点时温度升高10℃，曲线上升的幅度变小因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
(3)该曲线表明，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。
第一节
练习与应用