人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 酶的特性多媒体教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 酶的特性多媒体教学课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了本节聚焦，酶的特性，生成物浓度，酶和一般催化剂的对比，酶的作用条件较温和，相关实验总结，影响酶活性的因素等内容，欢迎下载使用。
酶的特性影响酶反应速率的因素
一、高效性酶和无机催化剂相比，降低生物化学反应活化能的效果更明显。酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍，如曲线图，曲线a、b相比较说明酶具有高效性；曲线a、c相比较，只能说明酶有催化作用。酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不改变化学反应的平衡点和方向。
a 加酶b 加无机催化剂c 未加催化剂
二、专一性每一种酶只能催化一种或一类物质化学反应。
麦芽糖 葡萄糖+葡萄糖 乳糖 半乳糖+葡萄糖蔗糖 果糖+葡萄糖 淀粉 葡萄糖蛋白质 多肽或氨基酸 （水解很多种蛋白质）
【实验】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
原理：淀粉和蔗糖被水解成单糖后，生成的单糖（葡萄糖、果糖）是还原糖，可以和斐林试剂发生氧化还原反应生成砖红色的沉淀。设计思路：1.反应物（底液）不同，酶相同对照组：反应物+相应酶溶液 反应物分解实验组：另一反应物+等量相同酶溶液 反应物不分解2.酶不同，反应物（底液）相同对照组：反应物+相应酶溶液 反应物分解实验组：相同反应物+等量另一种酶溶液 反应物不分解
实验材料：可溶性淀粉溶液可以选用红薯淀粉，蔗糖溶液可以选用白糖或者冰糖配置，不推荐红糖，颜色会干扰实验观察。实验条件：还原糖的检测需要水浴加热条件。实验过程：需要进行两次水浴加热的原因——第一次水浴加热是为了促进淀粉酶与底物之间的反应（淀粉酶发挥作用的最适温度是60℃）；第二次是为了进行还原糖的检测（使用沸水浴1min可以使酶失活排除酶的影响因素）。检测试剂：斐林试剂（不可以使用碘液，因为碘液无法判断蔗糖是否水解）。
实验结论：淀粉酶可以水解淀粉，不可以水解蔗糖。
【实验补充】蔗糖酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验结论：蔗糖酶可以水解蔗糖，不可以水解淀粉。
【实验】酶的专一性实验
实验结论：淀粉酶可以水解淀粉，不可以水解蔗糖；蔗糖酶可以水解蔗糖，不可以水解淀粉。酶具有专一性，细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是密切相关的。
实验可能失败的原因：蔗糖溶液中含有还原糖或淀粉；蔗糖溶液配制的时间较长，有微生物的作用产生还原糖；淀粉溶液的浓度太低；滴管混用；试管清洗不干净；斐林试剂没有现用现配；保温时温度过高导致酶失去活性；保温时温度过低导致酶没有充分起作用；沸水浴时间太短等。
生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫作底物。经反应生成的物质叫作产物。作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。相同点:(1)改变化学反应速率，本身不被消耗；(2)只能催化热力学允许进行的反应；(3)加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；(4)降低活化能，使化学反应速率加快。
不同点(酶的特点):(1)高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快;(2)专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性;(3)多样性，指生物体内具有种类繁多的酶;(4)易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏;(5)反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行;(6)酶的催化活性受到调节、控制;(7)有些酶的催化活性与辅因子有关。
通过酶的反应速率可以判断酶的活性，反应速率越快，酶的活性越强。通过反应物的浓度可以判断酶的活性，反应物消耗的速率越快，酶的活性越强。通过生成物的浓度可以判断酶的活性，生成物生成的速率越快，酶的活性越强。
【实验】探究温度对酶活性的影响
实验原理：淀粉酶可以水解淀粉，实验结束后用碘液检测反应物淀粉的剩余情况。蓝色越浅说明反应越迅速。（不使用过氧化氢和过氧化氢酶的原因：过氧化氢在不同温度状态下都会自行分解，只是分解速率不同，使用过氧化氢无法保证单一变量；检测试剂选用碘液而非斐林试剂的原因：因为用斐林试剂检测需水浴加热，而该实验需严格控制温度。）实验中的自变量：温度；因变量是反应物的分解速度、反应物的剩余量。实验设计：反应物+t1 +酶溶液，反应物+t2+酶溶液，反应物+t3+酶溶液……反应物+tn+酶溶液 反应物的分解速率或剩余量。实验注意：在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者分别放在各自所需温度下保温一段时间。
实验结论：低温的时候酶的活性弱，但是依然能发挥作用，60℃的时候淀粉酶的活性最强；高温会使淀粉酶失去活性。在一定的范围内，随着温度的升高，酶的活性增强，超过最适温度，酶的活性减弱。注意：不同的酶的最适温度不同。
如果使用唾液淀粉酶（最适温度是37℃，人体体温），实验现象如下：
0℃ 7℃ 17℃ 27℃ 37℃ 47℃ 57℃ 67℃
蓝色 无蓝色 蓝色
曲线表示处于同一时间点不同温度下生成物的生成速度
低温时候，酶的活性低，但依然具有活性；高温状态下完全失活
【拓展实验】探究温度对酶活性的影响
实验原理：记录不同温度下所有淀粉完全反应所需要的时间，根据反应速率的时间长短去判断反应速率，反应速率越快，所需反应时间越短。基本思路和实验步骤：(1)分组：设置0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃共6个温度梯度进行催化反应：(2)记录反应时间:从反应开始，每隔1min从每个反应管中吸取一滴反应液用碘液检测淀粉的有无，记录直到反应液中检测不到淀粉一共所需的时间：(3)酶活性计算：以反应液中检测不到淀粉所需时间的倒数作为酶活性高低的检测指标。
实验结论：低温的时候酶的活性弱，但是依然能发挥作用，60℃的时候淀粉酶的活性最强；高温会使淀粉酶失去活性。
0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 100℃
蓝色 无蓝色 蓝色
【实验】探究pH对酶活性的影响
实验原理：过氧化氢酶可以分解过氧化氢，实验过程中观察O2的生成情况。（不使用淀粉和淀粉酶的原因：调节 pH值所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉分解的检测；碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应，斐林试剂的碱性会影响淀粉酶活性。）实验中的自变量：pH；因变量是反应物的分解速度、生成物的生成速率。实验设计：反应物+ pH 1 +酶溶液，反应物+ pH 2+酶溶液，反应物+ pH 3+酶溶液……反应物+ pH n+酶溶液 反应物的分解速率或生成物的生成速率。实验注意：在需要在肝脏研磨液中加入调节pH的溶液后，再将酶液和底物混合，否则未调节pH，反应即已结束。
实验结论：在最适温度和最适pH时，酶的活性最强，过酸、过碱和高温都会使酶失活，这种失活不能恢复；而低温只是抑制酶的活性，酶分子未被破坏，温度升高，活性可恢复，所以酶制剂适合保存在低温、最适pH条件下。注意：不同的酶的最适pH不同。
强酸、强碱情况下，都会导致酶失活，例如唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而进入到胃液中，胃液的pH只有0.9~1.5，唾液淀粉酶就会失活。
人体内不同酶的最适pH胃蛋白酶：1.5~2.5胰蛋白酶：8.1胰淀粉酶：6.7~7.0唾液淀粉酶：6.8脂肪酶：5.5~5.8
【拓展实验】探究pH对酶活性的影响
实验原理：过氧化氢酶可以分解过氧化氢，实验过程中对生成的O2 的体积进行定量测量。基本思路和实验步骤：(1)配制HCl溶液、NaOH溶液，以及pH=5、pH=6、pH=7、pH=8等缓冲液；(2)按照“实施建议”中第一、二步将肝脏研磨液和缓冲液混合，用混合液浸泡滤纸片；(3)取两个50mL的注射器，一个吸取2mL的H2O2溶液，另一个装一片浸过肝脏研磨液的滤纸片(无空气)，设置好pH；(4)将两个注射器用胶管连接；(5)将H2O2溶液全部推入另一个注射器；(6)利用注射器的刻度对生成O2的体积进行定量测量。
绘制出pH对过氧化氢酶活性影响的曲线
1. 如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是（ ）A. 酶的形状在催化过程中会发生改变B. 底物与酶特定部位的结合具有专一性C. 此图可表示一分子蔗糖经酶催化后产生两分子葡萄糖的过程 D. 图示过程能够保证酶保持较高的催化活性
1. 如图为酶与底物结合示意图，下列有关叙述不正确的是（ C ）A. 酶的形状在催化过程中会发生改变B. 底物与酶特定部位的结合具有专一性C. 此图可表示一分子蔗糖经酶催化后产生两分子葡萄糖的过程 D. 图示过程能够保证酶保持较高的催化活性【解析】选C。一分子蔗糖经酶催化后产生一分子葡萄糖和一分子果糖，C错误。
2. 已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质，蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质，下列分析错误的是（ ）A. 该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响B. 该实验有多组对照，如1号和3号试管，2号和4号试管C. 为了遵循等量原则，实验过程中，1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同D. ①处预期的颜色变化为蓝色，②处不会发生颜色变化
2. 已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质，蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质，下列分析错误的是（ D ）A. 该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响B. 该实验有多组对照，如1号和3号试管，2号和4号试管C. 为了遵循等量原则，实验过程中，1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同D. ①处预期的颜色变化为蓝色，②处不会发生颜色变化【解析】选D。由表格实验处理可以看出：该实验中3号、4号试管中加入淀粉酶溶液和蛋白酶溶液的等量混合液，则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响，A正确；根据实验设计要遵循单一变量原则，可推出1号和3号试管形成对照，2号和4号试管形成对照，B正确；根据等量原则，实验过程中，1号、2号试管各加入2mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响颜色的变化，C正确；3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解，遇碘液变蓝;蛋白酶的化学本质是蛋白质，故4号试管中加入双缩脲试剂后反应呈紫色，D错误。
3. 为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是（ ）A. 实验① B. 实验② C. 实验③ D. 实验④
3. 为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是（ B ）A. 实验① B. 实验② C. 实验③ D. 实验④ 【解析】选B。过氧化氢受热会分解，不宜用作探究温度对酶活性影响的实验的底物，一般用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，A错误；淀粉遇碘变蓝，如果淀粉全部分解，则遇碘不会发生颜色变化，B正确；酶具有专一性，淀粉在蔗糖酶的作用下不会分解，C错误；淀粉在淀粉酶的作用下发生水解，在酸的作用下同样发生水解，故研究pH 对酶活性的影响不能选用淀粉作为底物，一般用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，D错误。
4. 某生物兴趣小组欲探究温度对酶活性的影响。假如你是该小组的一员，成员们一致推选你完成设计思路。(要求：实验分5组进行)可供选择的材料与试剂：①猪肝研磨液、唾液、过氧化氢、淀粉；②斐林试剂、碘液。可供选择的温度：12℃、17℃、22℃、27℃、32℃、37℃、42℃、47℃、52 ℃、57 ℃。(其他条件均满足要求)（1）选择的一组材料是唾液和淀粉，不选猪肝研磨液和过氧化氢这一组材料的理由是 。（2）温度设置最科学合理的一组是 。 A. 12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃B. 17 ℃、27℃、37℃、47℃、57℃C. 17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃D. 22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃（3）该实验过程中，恒温处理与混合反应物的先后顺序是 。（4）适合用于该实验检测酶活性的试剂是 。（5）该实验的对照属于 。A. 空白对照 B. 前后对照 C. 相互对照 D. 条件对照
4. 某生物兴趣小组欲探究温度对酶活性的影响。假如你是该小组的一员，成员们一致推选你完成设计思路。(要求：实验分5组进行)可供选择的材料与试剂：①猪肝研磨液、唾液、过氧化氢、淀粉；②斐林试剂、碘液。可供选择的温度：12℃、17℃、22℃、27℃、32℃、37℃、42℃、47℃、52 ℃、57 ℃。(其他条件均满足要求)（1）选择的一组材料是唾液和淀粉，不选猪肝研磨液和过氧化氢这一组材料的理由是 过氧化氢在一定温度条件下也会分解，干扰实验结果 。（2）温度设置最科学合理的一组是 B 。 A. 12 ℃、17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃B. 17 ℃、27℃、37℃、47℃、57℃C. 17 ℃、22 ℃、27 ℃、37 ℃、47 ℃D. 22 ℃、27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃（3）该实验过程中，恒温处理与混合反应物的先后顺序是 先恒温处理再混合反应物 。（4）适合用于该实验检测酶活性的试剂是 碘液 。（5）该实验的对照属于 C 。A. 空白对照 B. 前后对照 C. 相互对照 D. 条件对照
酶促反应受到温度和pH的影响
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH
1. 在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都减弱。 2. 不同酶的最适pH不同，过酸、过碱都会使酶失活。
在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度，酶的催化作用将随温度升高而减弱。低温会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
反应物剩余量（相对量）
说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。pH=7时候，酶的活性比1和13时候强。
pH=1pH=13pH=7
酶促反应受到反应物浓度的影响
图1说明：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应的速率与酶浓度成正比。图2说明：在条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
总结：1. 酶的活性：温度和pH通过影响酶的活性影响化学反应速率，酶的活性越高，加快化学反应的速率的能力越强。需要注意的是不同酶的最适温度和最适pH有差异。 2. 底物和酶的浓度：通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。
1. 如图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是（ ）A. 形成曲线c的原因可能是B点时酶量增加B. 限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为酶的数量 C. 酶催化反应的原因是为反应提供了活化能D. 若适当升高温度，重复该实验，图中A点位置将上升
1. 如图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是（ A ）A. 形成曲线c的原因可能是B点时酶量增加B. 限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为酶的数量 C. 酶催化反应的原因是为反应提供了活化能D. 若适当升高温度，重复该实验，图中A点位置将上升【解析】选A。B点时制约反应速率的因素是酶的浓度，此时若增加酶量反应速率将增大，如曲线c，A正确；限制曲线b的AB段反应速率的主要因素是反应物浓度，B 错误；酶催化反应的原因是降低反应所需的活化能，C错误；曲线是在最适温度下测定的反应物浓度与酶促反应速率的关系，若在适当升高温度条件下重复该实验，酶的活性降低，反应速率降低，故图中A点位置将下降，D错误。
2. 对化学本质为蛋白质的酶而言，下图符合其催化反应变化规律的曲线应是（ ）
2. 对化学本质为蛋白质的酶而言，下图符合其催化反应变化规律的曲线应是（ D ）【解析】选D。酶的活性在最适温度前随温度的升高而升高，超过最适温度后，随温度的升高酶活性降低，直至变性失活，故A项所示是温度与反应速率的关系曲线，A不符合题意；酶的活性在超过最适pH后，随着pH的升高，酶活性逐渐降低，甚至失活，其反应速率也降低，B不符合题意；底物的量一定，酶浓度较低时，酶浓度越高的化学反应速率越快，因此酶量为2X时的反应速率大于酶量为X时的反应速率，所以两条曲线中的产物量在开始时不能重叠，而最后产物量相等，故曲线最后应重善，C不符合题意；在酶的量一定时，随着底物浓度的升高，酶促反应速率逐渐加快，当底物浓度达到一定值后，由于酶的数量有限，随着底物浓度的升高，酶促反应速率不再改变，D 符合题意。
3. 下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化中线，下列有关叙述错误的是（ ）A. 影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B. 影响BC段反应速率的主要限制因素是酶量C. 温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同D. 曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃
3. 下图为不同条件下同种酶促反应速率的变化中线，下列有关叙述错误的是（ D ）A. 影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B. 影响BC段反应速率的主要限制因素是酶量C. 温度导致酶促反应Ⅰ和Ⅱ的速率不同D. 曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃【解析】选D。由题图可以看出，在AB段，随着底物浓度的升高，反应速率不断增加，限制反应速率的主要因素是底物浓度，A 正确;在BC 段，随着底物浓度的升高，反应速率不再增加，限制反应速率的主要因素不再是底物浓度，而是酶量，B 正确;曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差异引起的，C正确；只根据37℃、25℃时的酶促反应速率，无法确定该酶作用的最适温度，D 错误。