高中生物人教版必修一5.1 降低化学反应活化能的酶(50张PPT)

(共50张PPT)
第1节
降低化学反应活化能的酶
2、是什么物质使肉块消失了？
3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？
1、为什么将肉块放入金属笼内？
2、是什么物质使肉块消失了？
3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？
1、为什么将肉块放入金属笼内？
排除物理性消化
是胃内的化学物质将肉块分解了。
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
2
H2O2
→
2
H2O
+
O2
2
H2O2
→
2
H2O
+
O2
2
H2O2
→
2
H2O
+
O2
Fe3+
过氧化氢酶
2
H2O2
→
2
H2O
+
O2
检验方法？
带火星的卫生香
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
反应条件
H2O2
浓度
剂量
剂量
气泡产生
带火星的木条
对照组
实验组
实验报告：
步骤
试管编号
说明
1
2
3
4
一
二
观察
结论
1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？
2号试管，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
2）
3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？
FeCl3中的Fe3+
和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，
3）3号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快,这说明了什么？
过氧化氢酶比Fe3+
的催化效率高得多，
试一试对现象的分析
问题质疑：
1、与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？
加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
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称为活化能
降低了化学反应的活化能
FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？
能量
反应过程
酶使活化能降低
没有酶催化
有酶的催化
2、现象解释：
与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
质量分数为20%的肝脏研磨液
质量分数为3.5%的FeCl3溶液
过氧化氢酶
Fe3+
所含酶相对数量：1
Fe3+的相对数量：25万
3号试管加FeCl3溶液
4号管加
新鲜肝脏研磨液
气泡：较多
气泡：大量
卫生香：不猛烈
卫生香：猛烈
一、
酶的本质
阅读教材P81－82,“关于酶本质的探索”思考：
巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各是什么？
酶
来源
功能
化学本质
活细胞
催化性
降低化学反应活化能
大部分是蛋白质，少部分是RNA
酶的本质：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。
合成原料？？？
练习
下列关于酶的表述，全面而准确的是（
）
A、酶不能脱离生物体起作用
B、酶是蛋白质
C、酶与无机催化剂没有本质区别
D、酶是活细胞产生的有催化作用的有机物
D
二、酶的特性
超效加酶
1.酶具有高效性
事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。
酶高效性的曲线
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化
剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,
不改变化学反应的平衡点。
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。
蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。
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。
由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。
酶具有专一性
酶催化反应的机制（底物-酶结合）
2、酶具有专一性
有
无
无
有
实验：酶具有专一性
序号
项
目
试管
1
2
3
4
1
淀
粉
溶
液
2mL
2mL
/
/
2
蔗
糖
溶
液
/
/
2mL
2mL
3
淀
粉
酶
2mL
/
/
2mL
4
蔗
糖
酶
/
2mL
2mL
/
5
斐
林
试
剂
2mL
2mL
2mL
2mL
6
砖红色沉淀
（酶B）
2、酶具有专一性
底物A浓度
反应速率
3、酶的作用条件较温和
t/℃
υ/mmol.
s-1
最适温度
酶活性受温度影响示意图
温度低于最适温度时
酶活性随着温度的升高而上升
温度高于最适温度时
酶活性随着温度的升高而下降
最适温度时：
酶活性最高
动物:35~40oC；
植物:40~50oC之间；
微生物最适温度差别很大
有些人工酶：60oC
实验：
探究温度对酶活性影响实验
一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。
操纵自变量，控制无关变量。
检测因变量，表达实验结果。
（2）实验设计程度
①取淀粉、淀粉酶分别放入试管
↓
②各自在所控制的温度下处理一段时间
↓
③淀粉与相应温度的淀粉酶混合
↓
④在各自所控制的温度下保温一段时间
↓
⑤滴加碘液，观察颜色变化
注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒
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
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
探究PH值对酶活性影响实验的实验思路
一系列PH梯度的溶液分别处理H2O2酶，用不同PH值处理的H2O2酶催化H2O2分解，其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生香的助燃情况，即达到实验目的。
操纵自变量，控制无关变量。
检测因变量，表达实验结果。
pH对酶活性的影响
实验程序
注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒
步
骤
实验操作
内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入不同pH
的溶液
1
mL蒸馏水
1
mL盐酸
1
mL
NaOH
3
注入等量的
H2O2溶液
2
mL
2
mL
2
mL
4
观察现象
有大量气泡
产生
无气泡
产生
无气泡
产生
实验探究出影响酶活性的条件
a.材料的确定：过氧化氢不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。研究温度对酶活性影响的实验时不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂的使用需要加热，而加热会改变酶的活性。
b.实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时，
可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。
c.变量的确定：本实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；pH的控制可加入强酸或强碱，用pH试纸进行测量。
d.对照组的设置：应将温度或pH调到该酶最适温度或pH水平上，其他条件与实验组相同。验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先达到相应的环境后，再让酶与反应物相遇。
e.实验组的设置：探究pH对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组pH明显高于对照组，一组pH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。
1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？
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。
问题讨论
2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？
不能，这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。
酶活性受温度影响示意图
最适温度
t/℃
υ/mmol.
s-1
酶活性受pH值影响示意图
低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？
抑制
失活
失活
失活
影响酶促反应速率的因素？？？
1.温度、pH
2.底物浓度
酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量的限制。
3.酶浓度
在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。
3.生成物浓度
在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能较长时间保持不变，在生成物浓度较高时，反应速率随明显下降
底物（生成物）浓度
反应速率
4.激活剂和抑制剂
酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂；
另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。
很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。
1.下列关于酶的叙述中，正确的是
（
）
A.人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能
在人体的内环境中起作用
B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和
高尔基体的加工等几个阶段
C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和
叶绿体基质中
D.酶均是由腺细胞合成的,具有高效性、专一性
例题精选
2、（2009辽宁、宁夏卷）下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
例题精选
3、下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化
曲线，下列说法中错误的是
（
）
酶促反应的速率可用底物消失所需的时间
（或产物生成的
速率）来表示
B.Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率不同，这是
因为它们的酶浓度和温度不同
C.
AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物
浓度
D.
若想探究不同温度对酶活性的影响，
至少应设计3种不同的温度
例题精选
4.下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是
（考点：影响酶活性的外界因素）
通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循单一变量原则和对照原则。
酶与疾病
人体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。如果遗传因素或环境因素影响了酶的合成或活性，就会引起疾病；甚至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关。例如：白化病
黑色素合成酶，苯丙酮尿症
苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人表现智力障碍。
缺乏
缺乏
1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（
）
A.大多数酶是由活细胞产生的
B.大多数酶是生物催化剂
C.大多数酶的化学本质是蛋白质
D.大多数酶的基本组成单位是多肽
2、酶的基本组成单位是（
）
A.氨基酸
B.核苷酸
C.核糖核苷酸
D.A或C
课堂练习：
C
D
课堂练习：
3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是
A.所吃食物不能消化
（
）
B.胃没有排空
C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降
D.吃药使人没有了胃口
4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，
主要原因是（
）
A.pH不适合
B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了
C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用
D.小肠中没有蛋白质可被消化
C
A
5.细胞内合成酶的主要的场所是（
）
A.细胞质
B.
线粒体
C.核糖体
D.
内质网
C
课堂练习:
6、能水解脂肪酶的酶是
A、淀粉酶
B、蛋白酶
C、脂肪酶
D、麦芽糖酶
7、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）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？
脂肪酶