高中生物人教版（2019）必修一5.1 降低化学反应活化能的酶（共35张ppt）

(共36张PPT)
第五章
细胞的能量供应与利用
第一节第二课时
降低化学反应活化能的酶
复习回顾
1.斯帕兰札尼的实验说明？胃蛋白酶的发现者？
2.细胞代谢概念？意义？细胞代谢离不开（
）
3.变量？自变量？因变量？无关变量？对照实验？对比实验？实验设计三大原则？
4.活化能？加热的作用？Fe3+，酶的作用和作用机理？酶与无机催化剂相比？脲酶的作用？提取脲酶的溶剂？
5.酶的概念？本质？发现少数RNA也具有生物催化功能的科学家？
总结归纳：酶的基础知识
化学本质
合成场所
原料
作用
作用场所
作用机理
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
核糖体
细胞核（主要）
氨基酸
核糖核苷酸
催化
细胞内、外或生物体外均可
显著降低化学反应的活化能
(1)活化能:
分子从
态到达
状态所需的能量
(2)无酶催化的反应曲线是______，无酶时的活化能是
。
(3)有酶催化的反应曲线是______，有酶时的活化能是
。
(4)ca段的含义是:
在无催化剂的条件下，启动反应所需要的
。
(5)ba段的含义是:
酶
__。
(6)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将________移动。
常
活跃
①
②
降低的活化能　
向上
ac
bc
常
态
活化态
活化能　
1981年，Thomas
Cech和他的同事在研究四膜虫的rRNA前体加工除去内含子时发现，内含子剪接反应是在仅有RNA没有任何蛋白质的情况下完成的。最可能的原因是(　　)
A．该反应不需要酶的催化
B．该rRNA可能具有酶的特性
C．蛋白质和RNA都是酶
D．该实验结果错误
B
107~1013
【分析】
1）曲线b、c比较，说明无机催化剂具有______
___
曲线a、c比较，说明酶具有______
___。
曲线a、b比较，说明酶具有____________。
2）酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。（反应物/产物）（类比渗透平衡）
a
b
c
高效性
催化作用
三、酶的特性
1.高效性：（比较过氧化氢在不同条件下的分解）
（1）含义：酶的高效性是相对无机催化剂而言的。酶的催化效率是无机催化剂的__
______倍。
（2）意义：保证细胞代谢快速进行。
（3）曲线：】
催化作用
反应物（底物）
酶
产物
2.
专一性
（1）含义：每一种酶只能催化
化学反应。
一种或一类
1)字母A、B、C和D分别代表______、______、______。
2)如何解释这一模型？
锁钥学说（与其相对的是——诱导契合学说）
体现酶具有专一性。
反应前后酶的理化性质不发生变化。
酶
反应物
产物
例.
下图表示一个有酶起作用的化学反应,则A、B、C最可能代表
(
)
A
麦芽糖酶
麦芽糖
葡萄糖
B
淀粉酶
淀粉
麦芽糖
C
蛋白酶
蛋白质
多肽
D
脂肪酶
脂肪
甘油和脂肪酸
B
（2）专一性曲线：
a、在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。
b、在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。
淀粉溶液
蔗糖溶液
实验步骤
一
二
三
实验现象
结论
分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min
2号试管中加入2mL
蔗糖溶液
加入斐林试剂
振荡
约60℃水浴2min
1号试管中加入2mL
淀粉溶液
无砖红色沉淀
有砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。说明酶具有专一性。
（3）探究——酶的专一性（淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解作用）
注意:为了实验的严谨性，实验前应先检查淀粉溶液、蔗糖溶液中是否有还原性杂质。
思考：
1.能否使用碘液进行检测？
2.还可如何设计实验验证酶的专一性？
蔗糖和淀粉酶组实验，无论蔗糖是否发生水解，都不与碘发生颜色反应（反应前后都无变化）
用两种不同酶催化同一种物质，如蔗糖酶、淀粉酶和淀粉
3.完善实验
蔗糖酶、淀粉酶、蔗糖和淀粉。斐林试剂
（1）酶促反应：
受酶催化的化学反应。
（2）底
物：
受酶催化而发生化学反应的分子。
（3）酶活性：
酶催化特定化学反应的能力。
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。
【拓展】概念：酶促反应、底物、酶活性
（可用什么表示活性高低？）
3.酶的作用条件温和：
1号试管
淀粉溶液
实验步骤
一
二
三
四
实验现象
结论
2号试管
3号试管
加入淀粉酶2滴，振荡
试管各加入2mL淀粉溶液
蓝色
保持0℃冰水中约5min
加热至100℃，
约5min
加热至60℃，
约5min
各加入两滴碘液
振荡
无蓝色出现
只有在一定温度下酶的催化效率最好
蓝色
（4）探究温度对淀粉酶活性的影响
酶的催化需要适宜的温度
改正？
原理：温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色深浅可以判断酶的活性。
实验操作内容
1
2
3
4
5
加等量可溶性淀粉溶液
加等量新鲜淀粉酶溶液
控制不同温度条件
淀粉酶溶液与淀粉溶液混合，摇匀
加入等量碘液
观察实验现象
得出结论
试管1，4
试管2，5
试管3，6
1号
2ml
2号
2ml
3号
2ml
4号
1ml
5号
1ml
6号
1ml
60℃
（5min）
沸水
（5min）
冰块
（5min）
4号注入1号
保持60℃
（5min）
5号注入2号
沸水
（5min）
6号注入3号
冰块
（5min）
1滴
1滴
1滴
不变蓝
变蓝
变蓝
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都会影响酶的活性
注意：
1.探究温度对酶活性影响时，一定让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。
思考：
1.温度对酶活性影响的实验中，操作顺序应注意什么？将底物和酶先混合再保温，还是先保温再混合？
2.温度影响酶活性的实验中，底物能否选择H2O2和H2O2酶进行实验？
3.能否选择斐林试剂作为检测材料？
先保温再混合
不能，H2O2在不同温度下分解速率不同，高温下自身分解。
不能。斐林试剂需水浴加热，而本实验需严格控制温度
思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起
思路：如何获得更加准确的最适温度？
如何找到酶的最适温度？
温度
15℃
25℃
35℃
45℃
55℃
65℃
肉块消失时间
3h
2h
0.8h
0.8h
1.8h
4h
温度
35℃
37℃
39℃
41℃
43℃
45℃
肉块消失时间
0.8h
0.7h
0.4h
0.6h
0.7h
0.8h
问题：此为
实验，能确定酶最适温度的
值；
最适温度一定在
之间。
问题：此为
实验，能确定酶最适温度是39℃吗？
；
预
大致
35℃~45℃
正式
不能
一
1号
2号
3号
1'号
2'号
3'号
实验步骤
二
2ml
H2O2
2ml
H2O2
2ml
H2O2
1ml
5%HCL
1ml
H2O
1ml
5%NaOH
三
分别加3滴20%肝脏研磨液
四
分别将1与1’，2与2’，3与3’试管混合均匀
实验
现象
结论
几乎无气泡
几乎无气泡
大量气泡
酶的催化作用需要适宜的pH，偏高或偏低都会失去活性。（原因？）
（5）探究pH对酶活性的影响
原理：H2O2在过氧化氢酶的催化下分解为O2和H2。
思考：
PH对酶活性影响的实验中，操作顺序应注意什么？将底物和酶先混合再调pH
，还是先调pH再混合？
（1）pH对酶活性影响中能不能使用淀粉和淀粉酶？（课本P83）
1.用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少。
2.酸能催化淀粉的水解，影响实验结果。
先调pH再混合
（2）pH对酶活性影响中能不能用斐林试剂做指示剂？
因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。
υ/mmol.
s-1
抑制
失活
t/℃
最适温度
酶活性受温度影响示意图
最适pH
pH
υ/mmol.
s-1
失活
失活
酶活性受PH影响示意图
思考：（1）描述曲线含义？
（2）低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
（3）酶的保存方法？
（1）在一定温度(pH)范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶的催化作用逐渐减弱。
（2）高温、过酸、过碱会破坏酶的空间结构，使酶失活。
低温不会使酶结
构破坏，只使酶活性受抑制，但在适宜温度下其活性可以恢复。
低温、最适PH
1）pH为多少时，酶活性最大？
2）从图中可以得到什么结论？
反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
0
反应物剩余量（相对值）
PH
30℃
33
℃
37
℃
35
℃
反应溶液温度的变化不影响酶作用的最适pH。
1）温度为多少时，酶活性最大？
2）从图中可以得到什么结论？
4、酶的浓度
5、底物浓度：
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶量和酶活性的限制
1.温度
2.PH
3.重金属
【总结】影响酶促反应的因素
练：若右图是在最适温
度30℃下得到的曲线，
①曲线的含义是？速率的限制因素是？
②若温度上升或下降5℃，请画出变化后的曲线。
③若加大一倍酶的量，画出变化后的曲线。
④若将横、纵坐标改成时间、生成物的量，
②③答案又是怎样的呢？
反应底物足够多
1、温度、pH、重金属
通过影响酶的空间结构进而影响酶活性，影响酶促反应速率。
2、酶浓度、底物浓度
通过影响底物与酶的接触面积进而影响酶促反应速率。
【能力提升】课本P85页
拓展2
A
B
C
A点反应速率随反应物浓度增大而升高
B点反应速率在此时达到最高。
C点反应速率不再随反应物浓度增大而升高，维持在相对稳定的水平。
(2)原因：原曲线表示最适温度下的酶促反应速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会下降。
(3)该曲线表示，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。
【拓展】抑制剂、激活剂对酶活性的影响
0
反应速率
底物浓度
酶+Cl-
酶+Cu2+
酶
抑制酶活性有两个模型：竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂
模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；
模型B中的抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。
酶为生活添姿彩P85
1.溶菌酶
2.果胶酶
3.加酶洗衣粉
4.含酶牙膏
5.多酶片
6.胰蛋白酶
7.脂肪酶
8.青霉素酰化酶
实线表示反应时间与生成物量之间的关系。若其他条件不变仅酶浓度增加，下列能正确表示生成物量变化的是(图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)：
√
生成物量取决于？
现将胃蛋白酶置于PH值为10的溶液中一段时间后，把溶液的PH值逐渐降低，下列有关该酶活性变化的图正确的是（
）
PH值降低
酶的活性
10
B
PH值降低
酶的活性
10
C
PH值降低
酶的活性
10
A
PH值降低
酶的活性
10
D
C
3、右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(　　)
A．当温度由t2调到最适
温度时，酶活性下降
B．当温度由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
B
催化脂肪酶水解的酶是（
）
A.
肽酶
B.
蛋白酶
C.
脂肪酶
D.
淀粉酶
图中是一种酶促
反应P+Q
R,曲
线E表示在没有酶时此反
应的过程。在t1时，将催
化此反应的酶加于反应混
合物中。则表示此反应进
程的曲线是
(
)
B
t1
A
E
B
C
D
C
时间
R的产生量
P和Q剩余量
将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是
(
)
A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水???????
B、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水?
D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
A
据图判断叙述错误的是
(　　)
A．影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度
B．限制BC段反应速率的主要因素可能是酶量
C．温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同
D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃
D
序号
项
目
试管
1
2
3
1
淀粉溶液
1ml
2ml
1ml
2
淀粉酶
3滴
3滴
3滴
3
温度
60℃
沸水
冰水
4
碘液
1－2滴
1－2滴
1－2滴
5
实验现象
找错误：
（1）、加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;
（2）、试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
两个
4．下表是有关酶的两个实验，根据内容回答问题：
步骤
操作方法
试管A
试管B
试管C
1
加淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
2
温度处理
60℃
100℃
0℃
3
加淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
1
mL
4
加碘液
2滴
2滴
2滴
(1)表1为探究___________________的实验。
(2)为精确起见，加入的淀粉酶应该如何处理？_______________________________________。
(3)能否用斐林试剂检测，为什么？
_______________________________________。
温度对酶活性的影响
表
1
分别在不同的温度中保温5分钟后再加入试管中
不能。因为水浴加热会改变温度从而影响实验结果
步骤
操作方法
试管A
试管B
试管C
1
加淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
2
温度处理
60℃
100℃
0℃
3
加淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
1
mL
4
加碘液
2滴
2滴
2滴
（5）该实验能否用过氧化氢作为底物来研究？
原因是什么？________________________________________。
不能。因为过氧化氢在加热条件下分解也会加快。