2020版新教材高中生物51降低化学反应活化能的酶2课件新人教版必修1.ppt

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1、二酶 的 特 性鄄城县第一中学 张际占1.1.酶的高效性酶的高效性: :(1)(1)含义含义: :与与_相比相比, ,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。(2)(2)意义意义: :使使_快速进行。快速进行。 无机催化剂无机催化剂细胞代谢细胞代谢2.2.酶的专一性酶的专一性: :(1)(1)含义含义: :每一种酶只能催化每一种酶只能催化_反应。反应。(2)(2)锁钥模型锁钥模型: :一种或一类一种或一类图中图中A A表示表示_,B_,B表示表示_,E_,E和和F F表示催化后的产物表示催化后的产物, ,而而C C和和D D则表示不则表示不能被该酶催化的物质。能被该酶催化的物质。(3)(3)意义意

2、义: :使细胞代谢有条不紊地进行。使细胞代谢有条不紊地进行。被酶催化的底物被酶催化的底物酶酶3.3.酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和: :(1)(1)温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响( (如图如图1):1):abab段表示随温度升高段表示随温度升高, ,酶活性酶活性_ _ ;b;b点时点时, ,酶活性酶活性_,_,此点所对应的温度此点所对应的温度为为_;bc_;bc段表示随温度升高段表示随温度升高, ,酶活酶活性性_。a a点时酶活性点时酶活性_,_,但酶的空间结构但酶的空间结构_。逐渐增强逐渐增强最高最高最适温度最适温度逐渐减弱逐渐减弱较低较低高温使酶的空间结构遭到破坏高温使酶的空间

3、结构遭到破坏, ,使酶永久失活使酶永久失活稳定稳定c c点时酶活性丧失点时酶活性丧失, ,其原因是其原因是_。(2)pH(2)pH对酶活性的影响对酶活性的影响( (如图如图2):2):dede段表示随段表示随pHpH升高升高, ,酶活性酶活性_;e_;e点时点时, ,酶活性酶活性_,_,此点所对应的此点所对应的pHpH为为_;ef_;ef段表示随段表示随pHpH升高升高, ,酶活性酶活性_。d d点和点和f f点时酶活性丧失点时酶活性丧失, ,其原因是其原因是_ _ _。 逐渐增强逐渐增强最高最高最适最适pHpH逐渐减弱逐渐减弱过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏过酸、过碱使酶的空间结构遭到破坏,

4、 ,使使酶永久失活酶永久失活4.4.酶与无机催化剂的比较酶与无机催化剂的比较: :酶酶无机催化剂无机催化剂不不同同点点酶具有高效性、专一性、酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等作用条件较温和等不具有专一性不具有专一性, ,催化的化学反应催化的化学反应范围比较广范围比较广, ,温度越高温度越高, ,催化效催化效率越高率越高相相同同点点改变化学反应速率改变化学反应速率, ,本身不被消耗本身不被消耗只催化已存在的化学反应只催化已存在的化学反应降低活化能降低活化能, ,使化学反应速率加快使化学反应速率加快【激疑激疑】小泽同学发烧时小泽同学发烧时, ,食欲减退食欲减退, ,你能说出原因吗你能说出原因吗

5、? ?提示提示: :发烧时人的体温超过了体内酶发挥作用的最适温度发烧时人的体温超过了体内酶发挥作用的最适温度, ,酶的酶的活性下降活性下降, ,消化过程减慢。消化过程减慢。 知识点一酶的特性及相关实验的分析知识点一酶的特性及相关实验的分析1.1.酶的专一性实验设计酶的专一性实验设计: :(1)(1)实验原理实验原理: :淀粉、蔗糖均为非还原糖淀粉、蔗糖均为非还原糖, ,不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖, ,但不能催化蔗糖水解。但不能催化蔗糖水解。(2)(2)实验设计思路实验设计思路: :步步骤骤1

6、1淀粉淀粉+ +淀粉酶淀粉酶蔗糖蔗糖+ +淀粉酶淀粉酶2 2等量斐林试剂等量斐林试剂, ,水浴加热相同时间水浴加热相同时间现象现象出现砖红色沉淀出现砖红色沉淀无颜色变化无颜色变化结论结论酶具有专一性酶具有专一性(3)(3)实验分析实验分析: :自变量自变量: :反应物的不同。反应物的不同。无关变量无关变量: :溶液的量、温度等。溶液的量、温度等。因变量因变量: :溶液是否出现砖红色沉淀。溶液是否出现砖红色沉淀。2.2.探究不同温度对酶活性的影响探究不同温度对酶活性的影响: :(1)(1)实验原理实验原理: :淀粉遇碘变蓝淀粉遇碘变蓝, ,根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现根据不同温度

7、下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量, ,从而判断不同温度下酶的活性。从而判断不同温度下酶的活性。 (2)(2)实验过程实验过程: :试管试管步骤步骤1 1112 2223 333淀粉溶液淀粉溶液2 mL2 mL/ /2 mL2 mL/ /2 mL2 mL/ /淀粉酶溶液淀粉酶溶液/ /1 mL1 mL/ /1 mL1 mL/ /1 mL1 mL不同温度下处不同温度下处理理5 min5 min0 0 60 60 100 100 将同一温度下的两种物质混合后保温将同一温度下的两种物质混合后保温5 min5 min滴加碘液

8、滴加碘液1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴结果结果( (现象现象) )变蓝变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝(3)(3)实验结论实验结论: :酶的催化作用需要在适宜的温度下进行酶的催化作用需要在适宜的温度下进行, ,温度过高或过低都会影温度过高或过低都会影响酶的活性。响酶的活性。3.3.探究探究pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响: :(1)(1)实验原理实验原理: :过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水和水, ,根据不同根据不同pHpH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。(2)(2)实验过程。实验过程。取取8

9、8支洁净的试管并编号支洁净的试管并编号, ,分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。用盐酸或用盐酸或NaOHNaOH溶液调整出不同的溶液调整出不同的pH(pH(如如5.55.5、6.06.0、6.56.5、7.07.0、7.57.5、8.08.0、8.58.5、9.0)9.0)。分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。(3)(3)实验结论实验结论: :酶发挥催化作用需要适宜的酶发挥催化作用需要适宜的pH,pHpH,pH偏高或偏低都会偏高或偏低都会影响酶的活性。

10、影响酶的活性。4.4.实验注意事项实验注意事项: :(1)(1)在探究温度影响酶活性的实验中在探究温度影响酶活性的实验中, ,不宜选用不宜选用H H2 2O O2 2溶液溶液, ,原因是原因是H H2 2O O2 2的分解本身受温度影响的分解本身受温度影响, ,温度越高温度越高,H,H2 2O O2 2分解越快。分解越快。(2)(2)在探究在探究pHpH影响酶活性的实验中影响酶活性的实验中, ,不宜选用淀粉溶液不宜选用淀粉溶液, ,原因是酸原因是酸性或碱性溶液均会使淀粉水解。性或碱性溶液均会使淀粉水解。(3)(3)在探究温度影响酶活性的实验中在探究温度影响酶活性的实验中, ,选取淀粉和淀粉酶选

11、取淀粉和淀粉酶, ,一般用一般用碘液检测实验结果碘液检测实验结果, ,不宜选用斐林试剂检验不宜选用斐林试剂检验, ,原因是使用斐林试原因是使用斐林试剂需要加热剂需要加热, ,实验步骤较为烦琐实验步骤较为烦琐, ,且可能影响实验的自变量。且可能影响实验的自变量。【思考思考讨论讨论】1.1.某加酶洗衣粉的成分中标明含有淀粉酶和蛋白酶某加酶洗衣粉的成分中标明含有淀粉酶和蛋白酶, ,若衣服不小心若衣服不小心被染上油滴被染上油滴, ,用上述洗衣粉效果如何用上述洗衣粉效果如何, ,为什么为什么?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :无效果。根据酶的专一性分析无效果。根据酶的专一性分析, ,蛋白酶和淀粉

12、酶分解蛋白质和蛋白酶和淀粉酶分解蛋白质和淀粉淀粉, ,而油滴的主要成分是脂肪而油滴的主要成分是脂肪, ,上述酶无法将其分解上述酶无法将其分解, ,故无效果。故无效果。 2.2.在使用相关酶的时候在使用相关酶的时候, ,往往需要先测定该酶的最适温度和往往需要先测定该酶的最适温度和pH,pH,测定测定时加入试剂的先后顺序是怎样的时加入试剂的先后顺序是怎样的?(?(科学探究科学探究) )提示提示: :在测定酶的最适温度或在测定酶的最适温度或pHpH的实验中的实验中, ,应先分别控制酶和底物的应先分别控制酶和底物的温度或温度或pH,pH,再将酶与底物混合再将酶与底物混合, ,而不能颠倒而不能颠倒, ,

13、否则酶会在调节温度或否则酶会在调节温度或pHpH的过程中的过程中, ,先将底物分解先将底物分解, ,导致实验失败。导致实验失败。【素养案例素养案例】下面为某同学进行的有关酶的实验下面为某同学进行的有关酶的实验, ,基本过程如表所示。据此分基本过程如表所示。据此分析析, ,叙述错误的是叙述错误的是( () )试管试管1 12 23 34 41%1%淀粉溶液淀粉溶液3 mL3 mL- -3 mL3 mL- -2%2%蔗糖溶液蔗糖溶液- -3 mL3 mL- -3 mL3 mL新鲜唾液新鲜唾液1 mL1 mL1 mL1 mL- - -蔗糖酶溶液蔗糖酶溶液- - -1 mL1 mL1 mL1 mL斐林

14、试剂斐林试剂2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL实验结果实验结果A.4A.4支试管都需要在支试管都需要在37 37 恒温水浴中保温恒温水浴中保温B.1B.1号试管与号试管与2 2号试管对照时自变量是底物号试管对照时自变量是底物, ,与与3 3号试管对照时自变号试管对照时自变量是酶的种类量是酶的种类C.C.出现砖红色沉淀的试管是出现砖红色沉淀的试管是1 1号和号和3 3号号D.D.若要缩短实验时间若要缩短实验时间, ,可将唾液或蔗糖酶的量增加到可将唾液或蔗糖酶的量增加到2 mL2 mLC C【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)科学思维科学思维批判性思维批判

15、性思维实验中斐林试剂能否换成碘液实验中斐林试剂能否换成碘液? ?说明理由。说明理由。提示提示: :不能。碘液不能检测蔗糖是否被水解。不能。碘液不能检测蔗糖是否被水解。 (2)(2)科学思维科学思维分析与比较分析与比较2 2号试管和号试管和4 4号试管对照号试管对照, ,能得出什么结论能得出什么结论? ?提示提示: :酶具有专一性。酶具有专一性。【素养素养迁移迁移】(2016(2016全国卷全国卷)若除酶外所有试剂已预保温若除酶外所有试剂已预保温, ,则在测定酶活力则在测定酶活力的实验中的实验中, ,下列操作顺序合理的是下列操作顺序合理的是( () ) A.A.加入酶加入酶加入底物加入底物加入缓

16、冲液加入缓冲液保温并计时保温并计时一段时间后一段时间后检测产物的量检测产物的量B.B.加入底物加入底物加入酶加入酶计时计时加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后一段时间后检测产物的量检测产物的量C.C.加入缓冲液加入缓冲液加入底物加入底物加入酶加入酶保温并计时保温并计时一段时间后一段时间后检测产物的量检测产物的量D.D.加入底物加入底物计时计时加入酶加入酶加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后一段时间后检测产物的量检测产物的量【解析解析】选选C C。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中, ,除除酶本身外其余条件应保持适宜酶本身外

17、其余条件应保持适宜, ,即无关变量不能影响酶活力即无关变量不能影响酶活力; ;在该实验中在该实验中pHpH为为无关变量无关变量, ,为了排除为了排除pHpH的干扰的干扰, ,应在酶和底物混合之前加入缓冲液应在酶和底物混合之前加入缓冲液, ,为酶促反为酶促反应提供稳定的应提供稳定的pHpH环境环境, ,故故C C项正确。项正确。【补偿训练补偿训练】已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质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蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验肽。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实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋

18、白质) )探究有探究有关性质关性质, ,下列分析错误的是下列分析错误的是( () ) 试管试管加入的物质加入的物质1 12 23 34 4质量分数为质量分数为1%1%的淀粉溶液的淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL淀粉酶溶液淀粉酶溶液2 mL2 mL2 mL2 mL淀粉酶淀粉酶+ +蛋白酶蛋白酶( (等量混合等量混合) )4 mL4 mL4 mL4 mL蒸馏水蒸馏水2 mL2 mL2 mL2 mL碘液碘液2 2滴滴2 2滴滴双缩脲试剂双缩脲试剂2 mL2 mL2 mL2 mL预期颜色变化预期颜色变化不变蓝不变蓝紫色紫色A.A.该实验的目的之一是研究酶之间的相

19、互影响该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响B.B.该实验有多组对照该实验有多组对照, ,如如1 1号和号和3 3号试管号试管,2,2号和号和4 4号试管号试管C.C.为了遵循等量原则为了遵循等量原则, ,实验过程中实验过程中,1,1号、号、2 2号试管加入的蒸馏水的体积相同号试管加入的蒸馏水的体积相同D.D.处预期的颜色变化为蓝色处预期的颜色变化为蓝色, ,处不会发生颜色变化处不会发生颜色变化 D D知识点二酶的相关曲线分析知识点二酶的相关曲线分析1.1.酶高效性酶高效性: :(1)(1)曲线曲线: :加入酶、无机催化剂和不加催化加入酶、无机催化剂和不加催化剂时剂时, ,化学反应达到平衡点时

20、所需时间不同化学反应达到平衡点时所需时间不同: :(2)(2)要素解读要素解读: :催化剂可加快化学反应速率催化剂可加快化学反应速率, ,与无机催化剂相比与无机催化剂相比, ,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间酶只能缩短达到化学平衡所需的时间, ,不改变化学反应的平衡点。不改变化学反应的平衡点。2.2.酶专一性酶专一性: :(1)(1)曲线曲线: :分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中加入麦芽糖酶分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中加入麦芽糖酶, ,底物底物剩余量不同剩余量不同: :(2)(2)要素解读要素解读: :加入麦芽糖酶加入麦芽糖酶, ,蔗糖剩余量不变蔗糖剩余量不变,

21、 ,而麦芽糖剩余量减少。而麦芽糖剩余量减少。麦芽糖酶不能催化蔗糖水解麦芽糖酶不能催化蔗糖水解, ,可以催化麦芽糖水解。可以催化麦芽糖水解。3.3.底物浓度影响酶促反应速率底物浓度影响酶促反应速率: :(1)(1)曲线曲线: :(2)(2)要素解读要素解读: :底物浓度较低时底物浓度较低时, ,酶促反应速率与底物浓度成酶促反应速率与底物浓度成正比正比, ,即随底物浓度的增加而增加。即随底物浓度的增加而增加。当底物浓度达到一定值后当底物浓度达到一定值后, ,再增加底物浓度再增加底物浓度, ,酶促反应速率不再增加。酶促反应速率不再增加。4.4.酶浓度影响酶促反应速率酶浓度影响酶促反应速率: :(1)

22、(1)曲线曲线: :(2)(2)要素解读要素解读: :在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下, ,酶促反应速率与酶浓度成正比。酶促反应速率与酶浓度成正比。5.5.温度和温度和pHpH共同作用对酶活性的影响共同作用对酶活性的影响: :(1)(1)曲线曲线: :(2)(2)要素解读要素解读: :反应溶液中反应溶液中pHpH的变化不影响酶作用的最适温度。的变化不影响酶作用的最适温度。反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pHpH。【思考思考讨论讨论】1.1.酶浓度和底物浓度对反应速率的影响和温度、酶浓度和底物浓度对反应速

23、率的影响和温度、pHpH对反应速率对反应速率的影响的影响, ,本质上有什么不同本质上有什么不同?(?(科学思维科学思维) ) 提示提示: :温度、温度、pHpH通过影响酶活性影响反应速率通过影响酶活性影响反应速率; ;酶浓度、底物浓酶浓度、底物浓度通过影响酶与底物的接触面积影响酶促反应速率。度通过影响酶与底物的接触面积影响酶促反应速率。2.2.底物浓度影响酶促反应速率的曲线中底物浓度影响酶促反应速率的曲线中, ,当底物达到一定浓度后当底物达到一定浓度后, ,酶促反应速率不再增加酶促反应速率不再增加, ,其原因是什么其原因是什么?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :受酶浓度或酶数量的限制。

24、受酶浓度或酶数量的限制。【素养案例素养案例】用某种酶进行有关实验的结果如图所示用某种酶进行有关实验的结果如图所示, ,下列有关说法错误的是下列有关说法错误的是( () )A.A.该酶的最适催化温度不确定该酶的最适催化温度不确定B.B.图图2 2和图和图4 4能说明该酶一定不是胃蛋白酶能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.C.由图由图4 4实验结果可知酶具有高效性实验结果可知酶具有高效性D.D.由图由图3 3实验结果可知实验结果可知ClCl- -是酶的激活剂是酶的激活剂【解析解析】选选C C。分析题图。分析题图1 1只能说明在这三个温度中只能说明在这三个温度中, ,30 30 比较适宜比较适宜, ,温度

25、梯度大温度梯度大, ,测不出最适温度测不出最适温度,A,A项正确项正确; ;图图2 2显示该酶的最适显示该酶的最适pHpH为为7,7,而胃蛋白酶的最适而胃蛋白酶的最适pHpH为为1.5,1.5,由图由图4 4可知可知, ,该酶为麦芽糖酶该酶为麦芽糖酶,B,B项正确项正确; ;图图4 4说明酶具有专一性说明酶具有专一性,C,C项错误项错误; ;图图3 3能说明能说明ClCl- -是酶的激活剂是酶的激活剂,Cu,Cu2+2+是酶的抑制剂是酶的抑制剂,D,D项正确。项正确。【方法规律方法规律】解答坐标曲线题的解答坐标曲线题的“三步曲三步曲”【补偿训练补偿训练】1.1.如图表示酶活性与温度的关系。下列

26、叙述正确的是如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( () ) A.A.当反应温度由当反应温度由t t2 2调到最适温度时调到最适温度时, ,酶活性下降酶活性下降B.B.当反应温度由当反应温度由t t1 1调到最适温度时调到最适温度时, ,酶活性上升酶活性上升C.C.酶活性在酶活性在t t2 2时比时比t t1 1高高, ,故故t t2 2时更适合酶的保存时更适合酶的保存D.D.酶活性在酶活性在t t1 1时比时比t t2 2低低, ,表明表明t t1 1时酶的空间结构破时酶的空间结构破坏更严重坏更严重 【解析解析】选选B B。本题曲线表示了酶活性随温度变化而变化的规律。在一定范。本题曲

27、线表示了酶活性随温度变化而变化的规律。在一定范围内围内, ,随着温度的升高随着温度的升高, ,酶活性逐渐上升酶活性逐渐上升, ,当达到一定温度后当达到一定温度后, ,温度继续升高温度继续升高, ,酶活性反而下降酶活性反而下降, ,其中酶活性最高时所对应的温度称为最适温度。反应温度其中酶活性最高时所对应的温度称为最适温度。反应温度由由t t1 1调到最适温度调到最适温度( (也就是由低温调节到最适温度也就是由低温调节到最适温度) )时时, ,酶活性上升。保存酶酶活性上升。保存酶时应该选择低温保存。时应该选择低温保存。t t1 1时酶活性受到抑制时酶活性受到抑制, ,但酶的空间结构没有被破坏。但酶

28、的空间结构没有被破坏。2.2.图甲表示植物淀粉酶和人淀粉酶的活性与图甲表示植物淀粉酶和人淀粉酶的活性与pHpH的关系的关系, ,图乙表示三种脱氢酶图乙表示三种脱氢酶(A(A、B B、C)C)的活性受温度影响的状况。下列说法正确的是的活性受温度影响的状况。下列说法正确的是 ( () )图甲中图甲中pHpH为为5 5时时, ,植物淀粉酶的活性最高若植物淀粉酶的活性最高若pHpH由中性变成酸性由中性变成酸性, ,人淀粉酶人淀粉酶的活性逐渐升高图乙中适宜温度范围最广的酶是的活性逐渐升高图乙中适宜温度范围最广的酶是B B图乙中无法确认图乙中无法确认C C酶作酶作用的最适温度用的最适温度A.A.B.B.C.C.D.D. 【解析解析】选选C C。由图甲可知。由图甲可知,pH,pH为为5 5时时, ,植物淀粉酶的活性最高植物淀粉酶的活性最高, ,正确正确;pH;pH为为7 7时时, ,人淀人淀粉酶的活性最高粉酶的活性最高, ,由中性变成酸性由中性变成酸性, ,人淀粉酶的活性逐渐降低人淀粉酶的活性逐渐降低, ,错误错误; ;由图乙可知由图乙可知,B,B酶适宜温度的范围最窄酶适宜温度的范围最窄, ,错误错误; ;由于由于C C酶活性仍在随温度的升高而升高酶活性仍在随温度的升高而升高, ,因此无法确因此无法确认认C C酶作用的最适温度酶作用的最适温度, ,正确。正确。【课堂回眸课堂回眸】