5.1.2降低化学反应活化能的酶课件(共25张PPT1份视频)高中生物学 人教版（2019）必修一

(共25张PPT)
细胞的能量供应和利用
第5章
第1节 降低化学反应活化能的酶
本节聚焦
酶具有高效性
酶具有专一性
酶的作用条件较温和
探究一：与无机催化剂相比，酶的催化效率如何
每滴溶液中Fe3+的数量是
过氧化氢酶的分子数的25万倍。
酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
酶的催化效率是无机催化剂
的107~1013倍。
意义： （1）保证细胞内化学反应顺利进行。
（2）保证细胞内能量供应稳定。
一、酶具有高效性
思考：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？
实验材料：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
①底物A+酶溶液
②等量底物B+等量相同酶溶液
①底物+酶溶液1
②等量相同底物+等量酶溶液2
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验：验证酶的专一性
方案一
酶相同，底物不同
方案二
底物相同，酶不同
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2
二
三 2支试管均加入______________2mL，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。
四 各加入_____________→振荡→60℃水浴加热2min （或水浴煮沸1min）
实验现象
结论
1号试管加入2ml淀粉溶液
方案一：酶相同，底物不同
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶溶液
斐林试剂2mL
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
自变量
因变量
无关变量
1、用斐林试剂检测的原理是什么？
斐林试剂可以与产物（还原糖）发生颜色反应。
淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性）
淀粉酶
蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+果糖（还原性）
蔗糖酶
碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。
思考讨论
2、能否用碘液代替斐林试剂检测生成物？
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2
二 向两支试管各加入2mL淀粉溶液
三
四 反应5min后，向两支试管加入等量的________
实验现象
结论
1号试管加入2滴淀粉酶溶液
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解
【思考】该实验能否用斐林试剂鉴定？
可以，1号出现砖红色沉淀，2号没有
方案二：底物相同，酶不同
淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用
碘液
1号试管溶液不变蓝
2号试管溶液变蓝
自变量
因变量
无关变量
酶具有专一性
每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
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。
尿素
过氧化氢
二肽
底物
（反应物）
酶
产物
（生成物）
酶
酶
二、酶具有专一性
反应过程中，酶分子形状会在中间过程发生改变，但反应前后酶分子的性质不发生改变
资料1：立白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方）
立白教你洗衣小绝招：
①洗前浸泡三十分钟，效果更佳
②若衣服太脏，可适当增加用量
③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃
1、从上面的现象你能提出来什么问题？
资料2：我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶随食糜进入小肠后还有催化功能吗？
（提示：唾液pH6.2－7.4,胃液pH0.9－1.5小肠液pH7.6）
酶的催化能力受温度和pH的影响
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。
酶的活性高低可用单位时间内底物的减少量和生成物的生成量来表示。
1.提出问题
实验：影响酶活性的条件
思路:
设置条件对照
1 底物 + 条件1 + 酶
2 底物 + 条件2 + 酶
3 底物 + 条件3 + 酶
…………
一段时间后
检测
底物的减少量
或
产物的生成量
根据教材82-83页提供的材料、试剂等，确定探究温度以及pH对酶活性的影响，分别所用的材料、检测试剂等，思考教材为何给你这样的建议（建议你用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响）
实验：影响酶活性的条件
1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉 2mL — 2mL — （ ） —
加淀粉酶 — （ ） — 2mL — 2mL
保温
混合 将2加入1中 将4加入3中
保温 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min
加碘液 2滴 2滴 2滴
观察颜色
结论
0℃冰水保温5min
60℃水浴保温5min
100℃水浴保温5min
2ml
2mL
变蓝
变蓝
不变蓝
温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性
将6加入5中
自变量
因变量
无关
变量
探究温度对酶活性的影响
一、酶的特性
3、酶的作用条件较温和
(1)探究温度对酶活性的实验时，为何不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解？
(2)本实验的检测试剂能否用斐林试剂代替碘液？
(3)本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？
(4)本实验中，能否将淀粉和淀粉酶混合均匀后，再在不同温度下处理？
加热会加快过氧化氢的分解
不能；因为斐林试剂需要水浴加热，改变了温度，本实验温度为自变量，需要严格控制
溶液体积、处理时间、pH等，应该保证相同且适宜
不能，底物和酶可能还没有经过控制温度的处理，便已开始反应
思考：
探究pH对酶活性的影响
实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。
二 1号试管中加入 _____________ 。 2号试管中加入等量 __________________。 3号试管中加入等量 _________________。
三 三支试管都加入 ______________________
四 三支试管都加入 ，振荡，反应
实验现象
实验结论
2滴NaOH
2 mL H2O2溶液
产生少量气泡
产生少量气泡
酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性
2滴新鲜肝脏研磨液
稀盐酸
清水
产生大量气泡
自变量
因变量
无关
变量
一、酶的特性
3、酶的作用条件较温和
思考：
(1)探究pH对酶活性的实验时，为何不宜选用淀粉酶溶液酶催化淀粉分解？
(2)本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？
(3)本实验中，能否将底物和酶混合均匀后，再在不同pH下处理？
酸可以催化淀粉的水解
溶液体积、处理时间、温度等，应该保证相同且适宜
不能，底物和酶可能还没有处在相应的pH条件下，便已开始反应
一、酶的特性
3、酶的作用条件较温和
①在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
②温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
③温度过高或过酸、过碱，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
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。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
？保存酶的条件：
低温，最适PH
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
P84相关信息
与社会的联系
1.医院里用的葡萄糖，60年代以前是用盐酸催化淀粉水解方法生产，60年代后改用酶法生产，用你所学想想这样有什么优越性？
2.细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关
如植物叶肉细胞中，光合作用的酶分布在叶绿体中，呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体中
3.人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。
1.高效性：
2.专一性：
与无机催化剂相比，酶降低活化
能的作用更显著，催化效率更高。
一种酶只能催化一种或一类反应。
3.作用条件比较温和：
酶所催化的化学反应一般是在比较温和
的条件下进行的。在最适宜的温度和pH下，
酶活性最高，过酸、过碱或温度过高，会使
酶的空间结构遭到破坏而永久失活。
小结
二、酶的特性
底物浓度
反应速率
反应物A + 酶A
反应物A + 酶B
（或反应物B+酶A）
甲
乙
丙
丁
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。
温度、pH、底物浓度、酶浓度
②图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。
③图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为，酶数量有限。
影响酶促反应的因素
2
3
4
5
6
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
1
五、酶的应用
√
×
×
(1)二肽酶能催化多种二肽水解，不能说明酶具有专一性(　　)
×
(2)催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶(　　)
(3)酶在最适温度条件下活性最高，因此酶适合在此温度下保存(　　)
(4)低温、高温、强酸、强碱条件下酶的活性都很低，且酶的空间结构都发生了不可逆的改变（ ）
(5)酶促反应速率即可以用反应物的消耗速率表示，也可以用产物的生产速率表示(　　)
√
随堂检测
(6)市售α-淀粉酶的最适温度在50~75℃，而来自人体的唾液淀粉酶的最适温度在37℃左右(　　)
√
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
有机物进行分解,而肌肉组织中的有机物主要是蛋白质根据酶的专一性可知,嫩肉粉中起分解作用的酶是蛋白酶
解
D.
一、概念检测
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°C水中热烫处理2 min,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.破环淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
B .
D
3.解:A、玉米中的淀粉酶在85°C水中会变性失活活性不会提高，A错误;
B、不会改变可溶性糖分子的结构，否则不能较好地保持甜味，B错误。
C、降低可溶性糖转化为淀粉所需酶的活性，减少淀粉的积累，与淀粉酶的活性被破坏无关，C错误;
D、降低可溶性糖转化为淀粉所需酶的活性，从而使可溶性糖能较长时间存在于玉米中保持甜味，D正确;
故选:D。
影响酶活性的因素:温度、pH、酶的抑制剂等。温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的，而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。本题通过实例，主要考查影响酶活性的因素，目的使学生识记影响酶活性的因素，:理解温度影响酶活性的原因，题目难度适中。
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(P85)
2.(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，维持相对稳定。
(2)若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。
二、拓展应用