5.1 降低化學反應活化能的酶（第二課時）高一生物課件（人教版2019必修1）

第1節(jié)降低化學反應活化能的酶

（第二課時）1941年，二戰(zhàn)結(jié)束，困擾了科學家們多年的酶的作用機理問題被解決，揭開其神秘面紗的科學家叫Chance。在1913年的時候，米凱利斯提出了一種叫做酶-底物絡合物的理論。可即便這個理論和方程都被科學界認同了，卻始終沒有科學家能夠得到直接的觀測證據(jù)。Chance要觀測到酶-底物絡合物，普通的顯微鏡是不可能給他提供這樣的圖像，只能通過別的方法來進行觀測。多數(shù)酶都有自己的輔酶或者輔基，而這些結(jié)構(gòu)在酶與底物進行結(jié)合的時候可能會發(fā)生一定的變化。Chance將過氧化氫（底物）加入過氧化物酶（酶）的溶液中,觀察溶液對光的吸收度的變化情況。過氧化物酶的分子中含有亞鐵血紅素輔基，而亞鐵血紅素對一定波長的光有強的吸收能力，這些特定的波長可以隨著它分子化學的特性產(chǎn)生細微的變化。如果米凱利斯的推論是正確的，那么這些變化應該是先產(chǎn)生然后又消逝。幸運的是，實驗的結(jié)果確實證明了這一點。他第一次推斷出了過氧化物酶的作用機理，拿到了酶-底物絡合物理論的實驗證據(jù)。酶的催化機理酶+底物酶-底物復合物酶+產(chǎn)物底物：蔗糖化學鍵葡萄糖葡萄糖果糖酶活性中心①底物結(jié)合到酶上，形成酶-底物復合物H2O②酶和底物結(jié)合，對葡萄糖和果糖間的化學鍵產(chǎn)生應力作用，使其斷裂③產(chǎn)物被釋放，酶又可以自由結(jié)合另外的底物果糖12酶具有高效性3酶具有專一性酶的作用條件較溫和1酶具有高效性高效性：酶的催化效率非常高！一般是無機催化劑的107～1013倍。1酶具有高效性(1)圖中表示無酶催化時反應進行需要的活化能的是哪一段？(2)圖中表示有酶催化時反應進行所需要的活化能的是哪一段？(3)圖中表示酶降低的活化能的是哪一段？(4)若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向什么方向移動？ACBCAB向上移動探究1

淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非還原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成還原糖。通過斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應產(chǎn)物?！緦嶒炘怼?酶具有專一性【實驗目的】探究淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。

【實驗設計】試管編號試管1試管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林試劑（沸水浴1min）2mL2mL實驗結(jié)果2酶具有專一性【實驗材料】質(zhì)量分數(shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液；質(zhì)量分數(shù)分別為3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；斐林試劑、熱水；試管、大燒杯、量筒、滴管、溫度計、試管夾、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈、火柴。

【實驗過程】2酶具有專一性2酶具有專一性

【實驗結(jié)果】試管編號試管1試管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林試劑（沸水浴1min）2mL2mL實驗結(jié)果磚紅色沉淀無顏色變化2酶具有專一性淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。

【實驗結(jié)論】專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。鎖鑰模型誘導契合模型2酶具有專一性【注意事項】(1)做好本實驗的關(guān)鍵是蔗糖的純度和新鮮程度。這是因為蔗糖是非還原性糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受細菌作用分解成單糖，則與斐林試劑共熱時能生成磚紅色沉淀。為了確保實驗的成功，實驗之前應檢驗一下純度。(2)實驗中要將試管的下半部浸到60℃的溫水中，因為淀粉酶在適宜的溫度條件下催化能力最強。(3)在實驗中，質(zhì)量分數(shù)為3%的蔗糖溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用(以免被細菌污染變質(zhì))，取唾液時一定要先多次漱口，以免食物殘渣進入唾液中。(4)制備的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷卻后才能使用，因為溫度過高會使酶活性降低。酶的專一性的實驗探究方法——對比法①設計思路：常見的方案有兩種，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結(jié)論。②設計方案項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料同種底物(等量)與酶相對應的底物另外一種底物試劑與底物相對應的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性2酶具有專一性3酶的作用條件較溫和科學?技術(shù)?社會加酶洗衣粉中一般加入了溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多種酶，加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更強的去污能力，能把衣物清洗得更加干凈鮮亮。3酶的作用條件較溫和探究2溫度對酶活性的影響【實驗原理】鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。反應原理：淀粉＋淀粉酶＋碘液→出不出現(xiàn)藍色3酶的作用條件較溫和

【實驗過程】3酶的作用條件較溫和實驗結(jié)論：溫度影響酶的活性。

【實驗結(jié)果】3酶的作用條件較溫和探究3pH對酶活性的影響【實驗原理】②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗產(chǎn)生O2的多少。①反應原理(反應式)：2H2O22H2O＋O2。過氧化氫酶3酶的作用條件較溫和

【實驗過程】3酶的作用條件較溫和

【實驗結(jié)果】實驗結(jié)論：pH能影響酶的活性。3酶的作用條件較溫和在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。甲點對應的溫度是該酶的最適溫度。溫度對酶活性的影響酶失活活性位點底物3酶的作用條件較溫和pH對酶活性的影響在一定pH范圍內(nèi)，隨pH的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。乙點對應的溫度是該酶的最適pH。A點B點3酶的作用條件較溫和(1)溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應速率的。(2)過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復其活性。(3)底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積來影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。一、概念檢測1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶對肌肉組織中的有機物進行分解，使肉類制品口感鮮嫩。由此可推測嫩肉粉中能起分解作用的酶是（

）A.纖維素酶B.淀粉酶C.脂肪酶D.蛋白酶D2.能夠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.麥芽糖酶B

3.將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min，可較好地保持甜味。這是因為加熱會（

）A.提高淀粉酶的活性B.改變可溶性糖分子的結(jié)構(gòu)C.破壞淀粉酶的活性D.破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶的活性D二、拓展應用1.下圖表示的是某類酶作用的模型。嘗試用文字描述這個模型。這個模型能解釋酶的什么特性？這個模型中A代表某類酶,B代表底物，C和D代表產(chǎn)物。這個模型的含義是:酶A與底物B專一性結(jié)合,催化反應的發(fā)生,產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型可以類比解釋酶的專一性。（1）請解釋在A、B、C三點時該化學反應的狀況。2.下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。A點:隨著反應底物濃度的增加,反應速率加快。B點:反應速率在此時達到最高C點:反應速率不再隨反應底物濃度的增加而升高,維持在相對穩(wěn)定的水平。（2）如果從A點開始溫度升高10℃，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。2.下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。如果A點時溫度升高10℃,曲線上升的幅度變小因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度,反應速率都會變慢。（3）如果在B點時向反應混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發(fā)生什么變化？為什么？請畫出相應的曲線。2.下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速