5.1.2酶的特性课件（共31张PPT）

(共31张PPT)
课前小测
1.催化剂作用的机理是_________________________
酶与无机催化剂相比________________________
加热提高反应速率的原理是_________________________
2.酶产生于_______
本质是_______________
作用是_______ 作用场所是_____________________
合成原料是_________________ 合成场所是____________
3.探究过氧化氢在不同条件下的分解速率时，自变量是__________ 因变量是_________________
无关变量是_____________________
降低化学反应的活化能
显著降低化学反应的活化能
为化学反应提供能量
活细胞（除哺乳动物成熟的红细胞）
有机物 大部分为蛋白质，少数为RNA
催化
细胞内、外，生物体内、外
氨基酸、核糖核苷酸
核糖体(蛋白质)、细胞核-真核 细胞/拟核-原核细胞(RNA)
温度和催化剂种类
过氧化氢分解速率
过氧化氢的浓度、用量、反应时间、肝脏的新鲜程度等
4.实验一般遵循的原则有________________________
5.实验设计一般步骤：
单一变量原则、对照原则、等量原则、平行重复原则
①分组编号；②变量处理；③无关变量同且宜；④观察结果记数据。
酶与无机催化剂的比较：
相同：都能催化化学反应，提高反应速率，缩短反应时间。但本身不参与反应物的生成，反应前后其本质和数量不变。酶在生物体内外都可以发挥作用。
不同
1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶都是蛋白质，少数酶是RNA（产生场所、基本单位）
2.酶的三大特性
二、酶的特性
第五章第一节
1.酶的高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013
在探究过氧化氢在不同条件下分解的实验中每滴无机催化剂中的三价铁离子是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍
意义：保证细胞代谢快速进行
酶具有高效性对细胞有什么意义？
b
c
a
酶？无机催化剂？无催化剂？
酶
无机催化剂
无催化剂
注意：
a、c体现了酶具有催化性
a、b体现了酶具有高效性
无机催化剂的催化范围比较广，例如：酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪、淀粉等水解。
那么生物体内的酶，是否也可以催化多种化学反应呢？
提出问题：
作出假设：
实验设计：
思路：
酶相同底物不同
酶不同底物相同
淀粉 蔗糖 过氧化氢 碘液
淀粉酶 蔗糖酶 过氧化氢酶 斐林试剂
遵循什么实验原则？
单一变量原则
设计对照原则
等量原则
可重复原
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
加入物质（毫升） 试管1 试管2
3%的淀粉溶液 ——
3%的蔗糖溶液 ——
2%的淀粉酶溶液 温度 斐林试剂 沸水浴（分钟） 实验结果
实验结论 2 mL，震荡混匀
60℃保温5min
砖红色沉淀
蓝色（氢氧化铜）
淀粉酶只能催化淀粉的水解，
而不能催化蔗糖的水解。
实验的自变量、因变量以及无关变量分别是什么？
2 mL
2 mL
1 min
2 mL
自变量：底物种类 因变量：水解产物
1.在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有必要吗？
思考讨论
有必要---对照原则；如果A试管没出现砖红色沉淀说明整个实验是出现问题的，无论B试管观察什么现象都无法得出准确的结论。同时这也是个对照实验，A与B是相互对照的关系。
2.能否用碘液作为检测试剂？
蔗糖无论是否水解都无法用碘液检测。
3.探究酶的专一性的实验中自变量、因变量是什么？
自变量：酶的种类或底物种类 因变量：水解产物
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
意义：细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的专一性是分不开的。
樟甥隆述烈选裁扇舶据氰嘶雌钒谩啥敏详使炎敏恍凰豌估队触潜柿靴形廊《降低化学反应活化能的酶》课件新人教版必修1《降低化学反应活化能的酶》课件新人教版必修1
注意：酶作为催化剂在反应前后结构和化学性质是不变的
曲线解读：
①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明：
②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明
酶A催化底物A参加反应。
酶B不催化底物A参加反应。
2.酶具有专一性
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。那么，酶是否也是如此呢？
换句话说，不同的条件是否会影响酶活性？
酶催化特定化学反应的能力
可以用在一定条件下酶所催化某一种化学反应的速率表示酶活性
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 淀粉酶溶液
质量分数为3%的蔗糖溶液 蔗糖酶溶液
体积分数为3%的过氧化氢溶液 过氧化氢酶溶液
物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸
物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液
热水 蒸馏水 冰块 碘液 斐林试剂
请同学们在以上材料中自选材料，设计实验探究不同温度、pH对酶活性的影响。（课本83页）
实验设计思路(探究pH对酶活性的影响)
1.你选择哪一种酶作为实验材料？为什么选择这种酶？
选择过氧化氢酶，不宜采用淀粉酶催化淀粉，碘液会和NaOH发生反应，使碘与淀粉生成络合物的机会减少。
同时本实验不能使用斐林试剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。
2.本实验的自变量是什么？因变量是什么？如何控制自变量？怎样观察或检测因变量？
自变量：pH。 因变量：酶活性（酶催化反应的速率）。通过添加HCl和NaOH调节pH。
检测变量：气泡的产生速率。
3.对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？
对照组：蒸馏水 实验组：HCL；NaOH
需要进行重复实验，防止偶然性的发生。
4.如果你想探究pH对酶活性的影响，你将设定哪几个pH数值？怎么将不同溶液的pH分别调到设定的数值？
酸性、中性、碱性；添加HCL或者NaOH调节pH，用pH试纸检测溶液pH是否调到特定数值。
实验过程与结果(探究pH对酶活性的影响)
操作 1号试管 2号试管 3号试管 过氧化氢酶 2mL 2mL 2mL 等量处理 盐酸 蒸馏水 氢氧化钠 静置五分钟 过氧化氢 2mL 2mL 2mL
观察现象 实验结论
酶的催化作用需要适宜的pH，偏低或偏高都会影响酶的活性。
少量气泡
大量气泡
少量气泡
必须先调pH再将反应物与酶混合。否则反应物会在未调好pH的条件下就与酶发生反应，影响实验的准确性。
酶活性随pH变化曲线
失活
失活
pH低于最适pH时，酶活性随着pH的升高而上升；
pH高于最适pH时，酶活性随着pH的升高而下降
最适pH时，酶活性最高
注意：开始便将酶放在强酸或强碱里再去调PH到最适宜，酶活性不变
不同的酶，最适pH不同
动物:6.5~8.0
例外，胃蛋白酶的最适pH:1.5
植物:4.5~6.5
实验设计思路(探究温度对酶活性的影响)
设计实验
选择淀粉酶，不宜使用H2O2酶，当以H2O2为底物的时候，H2O2易分解，加热的条件会加快酶与底物反应的反应速度，反应速度过快，影响实验结果的精确性。
1.你选择哪一种酶作为实验材料？为什么选择这种酶？
2.本实验的自变量是什么？因变量是什么？怎样观察或检测因变量？
自变量：温度。因变量：酶活性（酶催化反应的速率）。检测变量：淀粉的减少量，加入碘液后是否生成蓝色。
3.对照组怎样设置？是否需要进行重复实验？
对照组：37 ℃，实验组：100 ℃；0 ℃
需要进行重复实验，防止偶然性的发生。
4.怎样将溶液的不同温度分别调到设定的数值？怎么排除pH和其它因素对实验结果的干扰？
①放在冰块中将温度降为0 ℃，37℃、100 ℃用酒精灯 加热即可，分别用温度计测量具体温度。
②实验组和对照组中的淀粉酶含量、反应时间及pH等无关变量要相同且适宜。
实验过程与结果(探究温度对酶活性的影响)
操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管
0℃ 0℃ 60℃ 60℃ 100℃ 100℃
加淀粉 2mL — 2mL — 2mL —
加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL
保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 实验结论
温度过低或过高都会影响酶活性。
变蓝
不变蓝
变蓝
能否用斐林试剂替代碘液？
酶活性随温度变化的曲线
温度
酶活性
思考·讨论
1.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度，重复进行上述实验。
2.为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？
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.为什么不能用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？
因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
3.酶的作用条件较为温和
在最适的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏低或偏高，酶活性都会明显降低。
原因;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。低温使酶的活性抑制，但酶的空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温和适宜的pH下保存。
酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH、某一温度下作用最强。
意义：保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
甲
乙
丙
丁
温度、pH、底物浓度、酶浓度对反应速率的影响。
①图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，下降的原因相同。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大值，因为底物被酶饱和。
图中最适温度、最适pH是多少？
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4.补充知识--抑制剂
①竞争性抑制剂
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剂与酶结合,因此，增大底物浓度，就使抑制剂与酶结合减少，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。
并未破坏酶结构，与高温、强酸、强碱作用机理不同
②非竞争性抑制剂
非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
影响酶促反应速率的因素
1.酶促反应：
由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应大多数是酶促反应。
2.酶促反应速率：
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
3.影响酶促反应速率的因素：
pH
温度
抑制剂
激活剂
活性
浓度
底物浓度
酶
酶促反应速率
促进酶的催化效率
5.酶的应用
1.溶菌酶
溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
2.果胶酶
分解果肉内细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得澄清。
3.加酶洗衣粉
蛋白酶——血渍、奶渍
脂肪酶——油渍
淀粉酶、纤维素酶
4.含酶牙膏
残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们的牙齿亮白、口气清新。
5.多酶片
多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以服用。
普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶
胰酶中包括：胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。
普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。
肠溶衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。
课堂小结