高中生物人教版必修1精品课件5-1降低化学反应活化能的酶（第2课时）

第1节 降低化学反应活化能的酶 （二）第5章 细胞的能量的供应和利用2.各条件使反应加快的本质：加热： Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。1.什么是活化能？3.酶的本质：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。是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。上节知识点回顾一、酶的特性比较过氧化氢在不同条件下的反应常温加热加FeCl3加过氧化氢酶经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液与20%肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。但酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。酶具有高效性。该资料说明酶具有什么特性？酶同无机催化剂相比，其降低活化能的作用更显著。原因第1、4组对照可以说明酶具有高效性吗？1.高效性abc__________对比说明酶具有高效性。a、b a、c对比说明酶具有___________。酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点一、酶的特性加酶加无机催化剂不加催化剂平衡点请思考：酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？2.专一性一、酶的特性探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉和蔗糖都是非还原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。1. 实验原理2. 实验设计在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要 ？（2）实验设计2.专一性一、酶的特性探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用2mL淀粉酶2mL淀粉酶4mL蒸馏水砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀振荡→60℃热水保温5min2ml斐林试剂振荡→水浴加热1min淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！实验结论：一、酶的特性2.专一性探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中检测试剂为什么选择斐林试剂而不是碘液？淀粉完全分解+碘液→无现象蔗糖分解/不分解+碘液→无现象有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要一、酶的特性2.专一性探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用该实验的自变量和因变量分别是什么?自变量：因变量：底物的种类底物是否被淀粉酶水解。本实验的设计思路是同一种酶是否能催化不同底物水解?你还有其他设计思路吗?另一种设计思路:探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。一、酶的特性2.专一性探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用同一底物，不同酶同一酶，不同底物探究酶专一性的方法一、酶的特性2.专一性1号试管加入2滴淀粉酶溶液向两支试管中各加入2mL淀粉溶液变蓝不变蓝淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。取两支试管，编号1、22号试管加入2滴蔗糖酶溶液反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液注能不能用斐林试剂鉴定？ （可以）(1)酶催化的作用模型：底物中间产物产物酶+底物酶-底物复合物酶+产物反应前后酶的结构和性质不变一、酶的特性2.专一性酶具有专一性。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①脲酶——只能催化尿素分解。②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解(2)酶的专一性及意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 一、酶的特性2.专一性2.专一性一、酶的特性请思考：酶作为能够催化生化反应的有机物，有哪些因素会影响酶的作用呢？一、酶的特性3.酶的作用条件较温和一、酶的特性3.酶的作用条件较温和(一)探究.温度对淀粉酶活性的影响酶活性: 酶催化特定化学反应的能力，在一定条件下催化某一化学反应的速率注① 确定自变量、因变量② 如何控制温度？取3支试管，各加入2mL淀粉，加入等量酶，分别置于0℃、 60℃和100℃的条件下反应5min，然后进行鉴定材料：淀粉，淀粉酶（工业淀粉酶，最适温度60℃），碘液，斐林试剂， 水浴锅等。先将酶与底物分别于不同温度下保温一段时间后再混合确保混合后的酶促反应在预设温度下进行3.作用条件温和加入0 ℃保温的淀粉酶2滴蓝色在各自的温度条件下反应约5min不变蓝温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性蓝色各加入2mL淀粉溶液1号2号3号0 ℃保温60 ℃保温100 ℃保温加入60 ℃保温的淀粉酶2滴加入100 ℃保温的淀粉酶2滴 (一)探究.温度对淀粉酶活性的影响一、酶的特性加入0 ℃保温的淀粉酶2滴蓝色在各自的温度条件下反应约5min不变蓝温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性蓝色各加入2mL淀粉溶液1号2号3号0 ℃保温60 ℃保温100 ℃保温加入60 ℃保温的淀粉酶2滴加入100 ℃保温的淀粉酶2滴③为何不选斐林试剂鉴定？实验要严格控制温度，斐林试剂需加热注 探究温度对淀粉酶活性的影响3.作用条件温和一、酶的特性加入0 ℃保温的淀粉酶2滴蓝色在各自的温度条件下反应约5min不变蓝温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性蓝色各加入2mL淀粉溶液1号2号3号0 ℃保温60 ℃保温100 ℃保温加入60 ℃保温的淀粉酶2滴加入100 ℃保温的淀粉酶2滴H2O2常温常压可分解，加热分解更快注④ 实验材料可不可以选H2O2? (一)探究温度对淀粉酶活性的影响3.作用条件温和一、酶的特性ABCAB：在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快B：在最适温度时，酶促反应速率最快BC：超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。（区间） (一)探究温度对淀粉酶活性的影响3.作用条件温和一、酶的特性ABC高温破坏酶的空间结构，使酶失活低温保存酶等蛋白质制品 (一)探究温度对淀粉酶活性的影响3.作用条件温和一、酶的特性一、酶的特性3.酶的作用条件较温和注① 确定自变量、因变量材料： 肝脏研磨液，淀粉，淀粉酶，H2O2，HCl，NaOH等②如何设置不同的pH？将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响各加入3%过氧化氢2mL几乎无气泡反应约5min，记录气泡产生情况较多气泡几乎无气泡各加入肝脏研磨液2滴1号2号3号加蒸馏水1mL等量的 5%HCl 等量的 5%NaOH过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高③为什么选肝脏研磨液，而不选淀粉酶？酸性条件下淀粉会分解注一、酶的特性3.酶的作用条件较温和低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，温度恢复，酶活性可以恢复。（低温保存）高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。失活抑制t/℃最适温度(1)温度对酶活性的影响：酶促反应速率一、酶的特性3.酶的作用条件较温和 酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。当超过最适pH，酶的活性随着PH的升高而降低，甚至失活。(2)PH对酶活性的影响：PH最适PH强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)酶促反应速率一、酶的特性3.酶的作用条件较温和7pH20134568910胃蛋白酶胰蛋白酶11121314（2）探究pH对过氧化氢酶活性的影响一、酶的特性3.酶的作用条件较温和①含义酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH、某一温度下作用最强。②意义保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。③原因过酸、过碱、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活，低温使酶的活性抑制，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂需要在低温和适宜的pH下保存。一、酶的特性3.酶的作用条件较温和1.酶促反应：由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。2.酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。3.影响酶促反应速率的因素：二、影响酶促反应的因素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。二、影响酶促反应的因素一、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.纤维系酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶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D.B.C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。2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。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,维持在相对稳定的水平。2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。(2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化?为什么?请画出变化后的曲线。 如果 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。2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化?为什么?请画出相应的曲线。 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。