5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第二課時）課件-高一上學(xué)期生物人教版必修一

第一節(jié):降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第2課時）第五章：目錄CATALOG酶的特性影響酶活性的因素酶與無機(jī)催化劑的共性01OPTION02OPTION03OPTION04OPTION酶的應(yīng)用1.酶與無機(jī)催化劑的催化機(jī)理相同，都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。只是酶降低活化能的能力顯著。三、酶與無機(jī)催化劑的共性2.不改變反應(yīng)的平衡點，只是縮短了到達(dá)平衡點的時間。三、酶與無機(jī)催化劑的共性3.酶和無機(jī)催化劑在反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不發(fā)生改變，一段時間內(nèi)可以重復(fù)利用。底物

+

催化劑產(chǎn)物+

催化劑設(shè)想一下：假如細(xì)胞中過氧化氫酶的催化效率很低會怎樣?你在踢球或奔跑時，肌細(xì)胞需要大量的能量供應(yīng)，如果有關(guān)的酶催化效率很低，供能的化學(xué)反應(yīng)只能慢悠悠地進(jìn)行，你還能跑那么快嗎?酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的

倍107～10131.酶具有高效性(2)原因：與無機(jī)催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(1)表現(xiàn)：(3)意義保證了細(xì)胞代謝快速有效地進(jìn)行。保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。生成物濃度1..酶具有高效性加酶加無機(jī)催化劑未加催化劑時間平衡點abc曲線a、b對比說明酶具有

。曲線a、c對比說明酶具有

。曲線a、b、c對比說明酶只能：

。

。

高效性催化作用縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點

資料1：口腔里有唾液淀粉酶，可塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?

資料2：脲酶——只能催化尿素分解。

過氧化氫酶——只能使過氧化氫分解。蛋白酶----只能催化蛋白質(zhì)水解。

麥芽糖酶——只能催化麥芽糖水解二肽酶——可以使所有的二肽水解。

資料3：酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解,還能催化淀粉水解。根據(jù)上述資料，你認(rèn)為酶還有什么特性？小資料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，確定淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢牧蠈嶒灛F(xiàn)象實驗用具實驗結(jié)論實驗設(shè)計研究淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢牧蠈嶒灛F(xiàn)象實驗用具實驗結(jié)論實驗設(shè)計質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%新配制的淀粉酶溶液；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液，斐林試劑，熱水試管，燒杯，量筒，滴管，溫度計，試管夾，三腳架，石棉網(wǎng)，酒精燈，火柴。探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢牧蠈嶒灛F(xiàn)象實驗用具實驗結(jié)論實驗設(shè)計1號試管2號試管實驗步驟一2ml淀粉溶液2ml蔗糖溶液二三四現(xiàn)象2mL淀粉酶2mL淀粉酶有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀振蕩→60℃熱水保溫5min探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用2ml斐林試劑振蕩→水浴加熱1min實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢牧蠈嶒灛F(xiàn)象實驗用具實驗結(jié)論實驗設(shè)計淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！1號試管2號試管有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗中檢測試劑為什么選擇斐林試劑而不是碘液？淀粉完全分解+碘液→無現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無現(xiàn)象有必要，可排除淀粉酶的活性，濃度等無關(guān)變量的影響。已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，設(shè)置1號試管有無必要探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用該實驗的自變量和因變量分別是什么?自變量：因變量：底物的種類底物是否被淀粉酶水解。本實驗的設(shè)計思路是什么?探究同一種酶是否能催化不同底物水解。探究1：探究?實驗淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)內(nèi)容：2.酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。(2)意義：(3)原因：鎖鑰學(xué)說酶有一定的空間結(jié)構(gòu)，酶在反應(yīng)中與底物的關(guān)系就像鑰匙和鎖的關(guān)系，它們的空間結(jié)構(gòu)必須相互結(jié)合形成復(fù)合物才能發(fā)生反應(yīng)。誘導(dǎo)契合學(xué)說酶活性部位不是剛性不變的，其形狀可在結(jié)合底物時有所改變，即底物與酶活性部位結(jié)合，會誘導(dǎo)酶發(fā)生構(gòu)象變化，使酶的活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，兩者相互契合，從而發(fā)揮催化功能2.酶具有專一性(3)原因：2.酶具有專一性(4)曲線：具有“專一性(特異性)”的物質(zhì)舉例(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。(2)載體蛋白：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時需要載體蛋白協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體蛋白的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。唾液(淀粉酶)pH6.2～7.4胃液(胃蛋白酶)pH0.9～1.5小腸液（含多種酶）pH7.6酶具有高效性和專一性；那么它的這兩個特性是不是在任何條件下都可以表現(xiàn)出來呢？酶起催化作用需要怎樣的條件呢？思考1：人在感冒發(fā)燒的時候，為什么不想吃飯呢？思考2：我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液淀粉酶不再具有催化淀粉分解的功能，你能給出合理的解釋嗎？溫度可以影響酶活性。PH可以影響酶活性。酶活性:酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力（酶活性可以用在一定條件下催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率）探究1：探究?實驗探究影響酶活性的條件提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果表達(dá)交流進(jìn)一步探究溫度或pH的改變會不會影響酶的活性呢?溫度或pH影響酶的活性呢過程探究1：探究?實驗探究影響酶活性的條件探究1：探究?實驗(一)探究溫度對酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線不選用H2O2作為反應(yīng)底物的原因？淀粉、淀粉酶①實驗材料：

H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解，會對實驗結(jié)果造成干擾。碘液②檢測試劑：探究1：探究?實驗(一)探究溫度對酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線實驗步驟123456第一步2ml淀粉溶液2ml2ml2ml1ml淀粉酶溶液2ml2ml2ml第二步

第三步第四步分別保溫5min

第五步滴加碘液

第六步觀察實驗結(jié)果

將試管2的溶液倒入試管1中混合將試管2的溶液倒入試管1中混合將試管2的溶液倒入試管1中混合探究1：探究?實驗(一)探究溫度對酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線冰水60℃沸水2滴2滴2滴藍(lán)色不變藍(lán)藍(lán)色分別保溫5min冰水60℃沸水將酶和底物分別保溫(實驗要求的溫度)后，再混合繼續(xù)保溫，“不宜”在未分別保溫前就讓反應(yīng)物與酶接觸。該實驗的自變量是溫度，用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，這樣會干擾自變量。不選用斐林試劑進(jìn)行鑒定的原因?先處理溫度，還是先混合？100℃反應(yīng)管在完成反應(yīng)后，先在自來水下沖涼，然后加入碘液檢測淀粉含量的原因?100℃高溫下，直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，不能與碘形成藍(lán)色絡(luò)合物，遇碘不變藍(lán)。“宜”保證酶的最適PH(排除PH的干擾)PH應(yīng)該如何設(shè)置?探究1：探究?實驗(一)探究溫度對酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(一)探究溫度對酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線由定性實驗變?yōu)槎繉嶒灉y最適溫度基本思路和實驗步驟:(1)縮小溫度梯度，重復(fù)進(jìn)行上述實驗。如：分組設(shè)置0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃6個溫度梯度進(jìn)行催化反應(yīng);(2)測定同一種酶的活性并記錄實驗數(shù)據(jù):

組1組2組3組4組5組6酶活性根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線低溫使酶活性受抑制，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，溫度恢復(fù)，酶活性可以恢復(fù)。（低溫保存）高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(高溫變性)酶的活性最高，催化效率最高的溫度稱為酶的最適溫度。在低于最適溫度的范圍內(nèi),酶的活性隨著溫度的升高而升高。當(dāng)超過最適溫度，酶的活性隨著溫度的升高而降低，甚至失活。失活抑制t/℃最適溫度(1)溫度對酶活性的影響：酶促反應(yīng)速率材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？H2O2、H2O2酶淀粉在酸性條件下會被水解①實驗材料：觀察氣泡生成速率，或插人衛(wèi)生香、觀察復(fù)燃所需時間②檢測方式：材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響a.將3片含酶的濾紙片貼在反應(yīng)小室的一側(cè)內(nèi)壁上b.向反應(yīng)小室中加入pH=5.0的緩沖液和3%的過氧化氫溶液各2mLc.將反應(yīng)小室平放入水槽，并連接量筒，使量筒內(nèi)充滿水。d.將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180°，每隔30s讀取量筒中水平米面刻度一次，共記錄四次。e.沖洗反應(yīng)小室，在pH為6.0、7.0、8.0下重復(fù)上述實驗。材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響實驗結(jié)果(探究pH對酶活性的影響)在pH為7.0時，過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率較快。pH低于7.0或pH高于7.0時，過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率明顯較慢。實驗結(jié)論：過氧化氫酶的最適pH接近7.0,過酸或過堿，都會使其催化活性下降。實驗步驟一試管1

試管2

試管3

二三支試管都三支試管都加入2mLH2O2溶液，振蕩，反應(yīng)三四實驗現(xiàn)象

產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生大量氣泡材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響1mL蒸餾水1mL鹽酸溶液1mLNaOH溶液三支試管都加入2滴新鮮肝臟研磨液，振蕩，反應(yīng)材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響1.為什么不用淀粉酶和淀粉來探究pH對酶活性的影響？因為酸性條件促進(jìn)淀粉水解。2.上述實驗中，水槽中清水的作用是什么？①保證每次反應(yīng)的溫度適宜且相等。排除溫度對實驗結(jié)果的干擾。②用于排水法收集氧氣。思考討論材料準(zhǔn)備實施建議注意事項繪制曲線探究1：探究?實驗(二)探究PH對淀粉酶活性的影響由定性實驗變?yōu)槎繉嶒灉y最適PH基本思路和實驗步驟:(1)配制HCl溶液、NaOH溶液，以及pH=5、7、8的緩沖液;(2)測定同一種酶的活性記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下:組1組2組3組4組5組6酶活性根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制曲線酶的活性最強(qiáng)，催化效率最高的pH稱為酶的最適pH。在低于最適pH的范圍內(nèi),酶的活性隨著pH的升高而升高。當(dāng)超過最適pH，酶的活性隨著溫度的升高而降低，甚至失活。(2)PH對酶活性的影響：PH最適PH強(qiáng)酸、強(qiáng)堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(蛋白質(zhì)變性)酶促反應(yīng)速率（1）含義：酶通常在一定pH范圍和一定溫度范圍內(nèi)才能起作用，而且在某一pH、某一溫度下作用最強(qiáng)。（3）意義：保證細(xì)胞代謝能夠在溫和條件下高效進(jìn)行。（4）原因：過酸、過堿、高溫，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至使酶永久失活，低溫使酶的活性抑制，空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜溫度下酶的活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。3.酶的作用條件較溫和（2）曲線：練習(xí)2.若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是()A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時

→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C除了影響酶活性的因素：溫度和PH外，還有酶的濃度、底物的濃度。反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快在一定濃度范圍內(nèi),反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快;但達(dá)到一定濃度后，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度底物足夠酶量一定五.影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑①競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。第一類競爭性抑制劑：如圖，抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制抑制與酶結(jié)合時，就阻止了底物與酶結(jié)合，如果底物與酶結(jié)合也會阻止抑制與酶結(jié)構(gòu)。五.影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑①競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。第二類競爭性抑制劑：如圖，抑制劑與酶的活性中心以外的部位結(jié)合，從而使酶的活性中心結(jié)構(gòu)改變，阻止了酶與底物結(jié)合。如果酶與活性中心結(jié)合，使抑制劑結(jié)合部位的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而阻止抑制劑與酶結(jié)合。網(wǎng)上關(guān)于抑制劑的幾乎所有題目，都把這種情況認(rèn)為是非競爭性抑制劑。一定要去偽存真。五.影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑①競爭性抑制劑抑制劑與底物競爭酶。由于競爭性抑制劑與底物競爭酶，因此，增大底物濃度，就是使抑制劑與酶結(jié)合的減少，從而減小抑制作用。因此，競爭性抑制劑的抑制作用可以通過增大底物的濃度來抵消其抑制作用。五.影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑②非競爭性抑制劑抑制劑與底物不存在競爭關(guān)系。如圖，抑制劑與酶的活性中心以外的部位結(jié)合，但是不會使酶活性中心的結(jié)構(gòu)改變，因此，不影響酶與底物的結(jié)合，這樣就形成了底物-酶-抑制劑的三元復(fù)合物，但是底物不會被酶催化為產(chǎn)物，從而達(dá)到抑制的作用。五.影響酶促反應(yīng)速率的因素2.抑制劑②非競爭性抑制劑抑制劑與底物不存在競爭關(guān)系。由于非競爭性抑制劑不與底物競爭，因此，其抑制作用不能通過增加底物的濃度來抵消其抑制作用。五.影響酶促反應(yīng)速率的因素3.激活劑提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的激活劑。有些酶在有激活劑存在時才有活性或性較高。大部分激活劑是無機(jī)鹽離子，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。如：Cl-

是α-淀粉酶的激活劑五.影響酶促反應(yīng)速率的因素酶通過活性位點與底物結(jié)合，形成酶—底物復(fù)合物，降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。酶活性受到溫度、pH及調(diào)節(jié)劑等環(huán)境因素的影響；酶催化的反應(yīng)一般是在溫和、適宜的條件下進(jìn)行的。課堂總結(jié)

酶具有專一性酶具有高效性影響酶活性的因素每一種酶只能催化一種或一類的化學(xué)反應(yīng)酶的催化效率是無機(jī)催化劑的107～1013倍酶的作用條件較溫和酶通常在一定pH范圍和一定溫度范圍內(nèi)才能起作用，而且在某一pH、某一溫度下作用最強(qiáng)。酶為生活添姿彩溶菌酶溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁含酶牙膏多酶片胰蛋白酶加酶洗衣粉果膠酶酶的應(yīng)用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(jī)物進(jìn)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