降5.1 低化学反应活化能的酶（第2课时）课件高中生物人教版（2019）必修1(共38张PPT)

(共38张PPT)
第1节 降低化学反应活化能的酶
(第2课时)
活细胞
多为蛋白质(氨基酸—核糖体)
少数为RNA (核糖核苷酸—细胞核)
催化作用(唯一功能)
作用场所—细胞内外
作用机理 降低化学反应的活化能
反应前后数量和性质不变
高效性
专一性
作用条件温和
1、来源
2、本质
3、功能
4、去向
5、特性
酶e
0
一 、酶的特性—专一性
●无机催化剂催化的化学反应范围比较广，酸既能催化蛋白质、脂肪、 淀粉的水解。
◆过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解
◆脲酶只能催化尿素分解
◆目前发现的酶有8000多种，它们分别催化不同的化学反应
一种酶只能催化一种或一类化学反应!
科学家发现肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没 有专一性 肽酶催化的是一 类反应
细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的!
一、酶的特性—专一性
底物B
产物
C
底物与酶结合
底物
A
酶
一、酶的特性—高效性
信息：酶的催化效率一般是无机催化剂的107~1013倍
●酶高效性的得出要与无机催化剂进行对比!
无催化剂
酶
生成物的量
无机催化剂
信息：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℃;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°C。动 物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0,
但也有例外，如胃蛋白酶的最适 pH为1.5;植物体内的酶最适pH大 多为4.5~6.5。
胃蛋白酶 胰蛋白酶
0 1234567891011121314 pH
高温、过酸、过碱会使蛋白质变性失活，酶的空间结构遭到破 坏，从而失去正常的催化功能。
一、酶的特性—作用条件温和
酶促反应速率
酶与底物的结合位点
作用条件温和
一、酶的特性
高 效 性
与酶结合的底物
专一性
酶
关于“酶的三大特性”的探究实验
二、关 于“酶的专一性”的探究实验
>方案1:同种酶，不同底物
用同种酶分别催化不同的底物，观测底物减少情况或产物生成情况。
>方案2:不种酶，同种底物
用不同的酶分别催化同种底物，观测底物减少情况或产物生成情况。
淀粉酶 淀粉酶
蔗糖 淀粉
方案1
淀粉
方案2
二、关 于“酶的专一性”的探究实验
>方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
【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。
●自变量：底物种类(淀粉或蔗糖);
●因变量：底物水解情况；
●无关变量：底物的量、保温时间、温度、PH等。
淀粉酶
淀粉
方案1
淀粉酶
蔗糖
步骤 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、注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 2mL 4、轻轻振荡两支试管，将试管内液体混合均匀，然后60℃水浴保温5min 5、加入斐林试剂 2mL 2mL
6、将两支试管的下半部分放进盛有热水的大烧杯中，50~65℃水浴加热1min 7、观察两支试管颜色变化 结论
二、关于“酶的专一性”的探究实验
等量原则 单一变量原则
>方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
、天于
>方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2mL淀粉酶
2mL斐林试剂—→
2mL淀粉酶
2mL斐林试剂
试 管 1 试 管 2
④60℃水浴加热，5min
⑥ 50~65C水浴加热
lmin
淀 粉
蔗糖
步骤 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、注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL
2mL
4、轻轻振荡两支试管，将试管内液体混合均匀，然后60℃水浴保温5min 5、加入斐林试剂 2mL
2mL
6、将两支试管的下半部分放进盛有热水的大烧杯中，50~65℃水浴加热1min 7、观察两支试管颜色变化 有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
结论 酶具有专一性
二、关于“酶的专一性”的探究实验
>方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么
1号试管淀粉被水解，2号蔗糖未水解
二、关于“酶的专一性”的探究实验
方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶
蔗糖
▲讨论：
方案1
▲讨论： 方案1
(2)上述实验能否用碘液 代替 斐林试剂 作为鉴定试剂
不能，碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖水解与否都不能使碘液变色
二、关于“酶的专一性”的探究实验
>方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
蔗糖
▲讨论：
(3)上述实验说明了什么
说明淀粉酶只能催化淀粉水解，不 能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
二、关于“酶的专一性”的探究实验
> 方案1:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶
蔗糖
方案1
W 脂筋能摧化吩永解MY oG 能催花Y×聚解
蛋白酶能催化蛋归质水解 XX 酶能催化XX物质水解
思考：酶的命名有什么规律吗
提示：可以根据酶作用的底物进行命名。每一种酶只能催化一种或一类化学 反 应 。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。P82
二、关于“酶的专 一 性 ”的探究实验
【拓展】关于酶的命名
淀粉酶能催化淀粉水解 蔗糖酶能催化蔗糖水解
三 、关 于“影响酶活性的条件”的探究实验
· 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的
· 酶对化学反应的催化效率称为酶活性(enzyme activity)
细胞都生活在一定的环境中， 环境条件的改变会不会影响细 胞内的酶的活性
人体处于过高或过低温度环境 中都会感到不适。发烧时为什 么感到乏力
表征：一定条件下酶所催 化某一化学反应的速率
细胞生活 的环境有 何特点
对于恒温动物，细胞处于恒温、常压下，不同部位的细胞，其 生活环境的pH不一样，酶的最适pH也不一样。
【思考】影响酶活性的条件有哪些
温度、pH等
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
0.9~1.5 4.7~8.4
2 3
约7.6
9 10
6.6~7.1 7.35~7.45
pH
步骤 试管编号 1 1 2 3 4 5
6
2 m L 淀 粉 溶 液 十 十 十
1 m L 淀 粉 酶 溶 液 十 十
十
2 分 别 保 温 5 m i n 冰浴 水 浴 ， 6 0 ℃ 沸水浴 3 试 管 1 与 试 管 2 混合 试 管 3 与 试 管 4 混合 试 管 5 与 试 管 6 混合 4 分 别 保 温 2 m i n 冰浴 水 浴 ， 6 0 ℃ 沸水浴 后 用 自 来 水 冲 凉 5 加 入 2 滴 碘 液 ， 观 察 颜 色 变 化 实验现象 结论
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
淀粉酶 ●自变量：温度；
3 4
淀粉 淀粉酶
水浴，60℃
●因变量：淀粉水解情况；
●无关变量：底物的量、保温时间、PH 等。
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
5 6
淀粉
沸水浴
【探究温度对酶活性的影响】
淀粉酶
①1mL淀粉酶 ①1mL淀粉酶
⑤碘液 ⑤ 碘液
3 4 5 6
①60℃水浴 5mīn ④ 沸水浴 5mim
①1mL淀粉酶
⑤碘 液
1 2
②冰浴 5min
【探究温度对酶活性的影响】
①2mL淀粉溶液 ①2mL淀粉溶液 ①2mL淀粉溶液
步 骤 试管编号 1 1 2 3 4 5
6
2 m L 淀 粉 溶 液 十 十 十
1 m L 淀 粉 酶 溶 液 十 — 十 一 —
十
2 分 别 保 温 5 m i n 冰浴 水 浴 ， 6 0 ℃ 沸水浴 3 试 管 1 与 试 管 2 混合 试 管 3 与 试 管 4 混合 试 管 5 与 试 管 6 混合 4 分 别 保 温 2 m i n 冰浴 水 浴 ， 6 0 ℃ 沸水浴 后 用 自 来 水 冲 凉 5 加 入 2 滴 碘 液 ， 观 察 颜 色 变 化 实验现象 变蓝 不变蓝 变 蓝 结论 酶的催化作 用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶活性
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
6
淀粉 淀粉酶
沸水浴
▲讨论：
(1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合
保证反应一开始就达到预设温度
三、关于 “影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
6
淀粉 淀粉酶
沸水浴
▲讨论：
(2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响
不能，H O 受热易分解
三、关于 “影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
6
淀粉 淀粉酶
沸水浴
▲讨论：
(3)在探究温度对酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测
不能，斐林试剂在检测还原糖时需加热，而该实验需严格控制温度
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
▲在一定温度范围内，随着温度 的升高，反应速率逐渐 升 高 , 在 最 适温度下 ，反应速率 最高 ;酶活
性 最 大 ，超过最适温度后败随
着温度的升高，反应速率逐渐 0
当温度过高时，酶的空间结构遭到破 坏，使酶永久性失活，反应速率为0。
在低温下，酶的活性很低，但酶的底温 间结构稳定。因此，酶制剂适宜在
下保存。
温度过高，导致酶 的
空间结构杯破坏，酶
变性失活
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究温度对酶活性的影响】
低温抑制酶活性， 但不破坏其结构， 适宜保存酶制剂。
步骤 试管编号 1 2
3
1、20%肝脏研磨液 1mL 1mL
1mL
2、蒸馏水 1mL
3、5%氢氧化钠溶液 1mL
4、5%盐酸溶液
1mL
5、3%过氧化氢溶液 2mL 2mL
2mL
振荡试管 结果
结论
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究PH对酶活性的影响】
蒸馏水
2
肝脏研磨液
十
过氧化氢
●自变量：PH;
●因变量：过氧化氢分解情况；
●无关变量：底物的量、保温时间、温度等。
三、关于 “影响酶活性的条件”的探究实验
【探究PH对酶活性的影响】
肝脏研磨液 肝脏研磨液
十 十
过氧化氢过氧化氢
NaOH
HCl
3
⑤1mL3%H O
①1mL20%肝脏研磨液
②1mL蒸馏水 ③
⑤1mL3%H O 1mL5%NaOH
1 2
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究PH对酶活性的影响】
⑤1mL3%H O
④1mL5%HC1
3
大量气泡 无气泡 无气泡
步骤 试管编号 1 2
3
1、20%肝脏研磨液 1mL 1mL
1mL
2、蒸馏水 1mL
3、5%氢氧化钠溶液 1mL
4、5%盐酸溶液
1mL
5、3%过氧化氢溶液 2mL 2mL
2mL
振荡试管 结果 大量气泡 无气泡
无气泡
过 低 都 会 影 响 酶 活
结论 酶的 催 化 作 用 需 要 适 宜 的 P H , P H 过 高 或
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究PH对酶活性的影响】
性
蒸馏关于Na影响酶活性的条件”的探究实验
【探究PH对酶活性的影响】
HCl
肝脏研磨液
肝脏研磨液 肝脏研磨液
十 十 十
▲讨论： 过氧化氢 过氧化氢过氧化氢
(1)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液， 然后再调节PH
不能，酶具有高效性，在调节PH前，已发生剧烈反应，会影响结果
2
3
▲讨论：
(2)本实验能否用淀粉和淀粉酶作为实验材料
不能，淀粉在酸性条件下也会分解
蒸馏关于Na影响酶活性的条件”的探究实验
【探究 PH对酶活性的影响】
十 十
过氧化氢 过氧化氢
肝脏研磨液 肝脏研磨液
十
过氧化氢
肝脏研磨液
HCl
2
3
▲在一定PH范围内，随着PH的升高，反
应速率逐渐升 高 ，在最适PH下，反应 速率 最大 ;酶活性 最高 ,超过最 适PH后，随着PH的增加，反应速率逐
渐 下 降 。当过PH过低或过高时，
酶的空间结构遭到破坏，使酶永久性失 活，反应速率为0。
过酸过碱，导致酶的
空间结构杯破坏，酶
变性失活
三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验
【探究 PH对酶活性的影响】
曲线②:在①的基础
上，酶浓度增加一倍
③
②
1
关于酶的常见曲线图分析
1 时间——产物浓度
纵坐标为反应物 浓度时曲线该如 何变化
曲线③:在①的基 础上，反应物浓度 增加一倍
0 时间
产物浓度
AB 段限制因
素是酶浓度 和酶活性
OA段限制因素是底物浓度
底物浓度
2
关于酶的常见曲线图分析
底物浓度——反应速率
A B
反应速率
0
关于酶的常见曲线图分析
酶浓度——反应速率
在底物充足，其
他条件适宜的情 况下，反应速率 与酶浓度成正比
0 酶浓度
反应速率