【生物】酶的作用和本质第2课时课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、酶的作用和本质第2课时二、酶的特性二、酶的特性1、高效性和无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的和无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的1071013倍倍-保证细胞内代谢高效进行。保证细胞内代谢高效进行。酶高效性的曲线酶高效性的曲线 （1 1）催化剂可）催化剂可加快化学反应速率加快化学反应速率，与无机催化剂，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。相比，酶的催化效率更高。（2 2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。不改变产物的生成量不改变化学反应的平衡点。不改变产物的生成量（3 3）酶只能催化已存在的化学反应。）酶只能催化已存在的化学反

2、应。想一想想一想口腔里有口腔里有唾液淀粉酶唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的，可塞进牙缝里的肉丝肉丝两天后还没被消化，为什么？两天后还没被消化，为什么？唾液淀粉酶唾液淀粉酶只能催化淀粉水解只能催化淀粉水解，但不能催化蛋白质、脂肪等的水解。但不能催化蛋白质、脂肪等的水解。而而无机催化剂无机催化剂既能催化蛋白质的既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。水解，也能催化脂肪、淀粉水解。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。酶具有专一性酶具有专一性2 2.实验材料实验材料淀粉淀粉蔗糖蔗糖还原糖还原糖葡萄糖葡萄糖+果糖（还原糖）果糖（还原糖）水解水解水解水解还原糖还

3、原糖+斐林试剂斐林试剂 水浴加热水浴加热 砖红色沉淀砖红色沉淀1 1.实验原理实验原理淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液蔗糖酶溶液，蒸馏水，蒸馏水，斐林试剂，水浴斐林试剂，水浴锅、试管等锅、试管等探究一：探究一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用选择什么淀粉酶？选择什么淀粉酶？选择什么作为检测试剂呢？选择什么作为检测试剂呢？(碘液还是斐林试剂碘液还是斐林试剂)原理：原理：原理：原理：淀粉和蔗糖都是非还原性糖淀粉和蔗糖都是非还原性糖淀粉和蔗糖都是非还原性糖淀粉和蔗糖都是非还原性糖，它们在酶的，它们在酶的，它们在酶的，它们在酶的 催化作用

4、下能水解为催化作用下能水解为催化作用下能水解为催化作用下能水解为还原性糖还原性糖还原性糖还原性糖。再用斐林试剂鉴定。再用斐林试剂鉴定。再用斐林试剂鉴定。再用斐林试剂鉴定 溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。而碘液不能检测蔗糖是否被化特定的化学反应。而碘液不能检测蔗糖是否被化特定的化学反应。而碘液不能检测蔗糖是否被化特定的化学反应。而碘液不能检测蔗糖是否被水解。水解。水解。水解。选择什么淀粉酶？选择什么淀粉酶？探究一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水

5、解作用试管编号试管编号1 12 2可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液2 mL2 mL蔗糖溶液蔗糖溶液2 mL2 mL新鲜的淀粉酶溶液新鲜的淀粉酶溶液2 mL2 mL2 mL2 mL振荡，振荡，60 60 水浴保温水浴保温5 min5 min新配制的斐林试剂新配制的斐林试剂2 mL2 mL2 mL2 mL水浴水浴加热加热1 1 minmin实验现象实验现象有砖红色沉淀有砖红色沉淀没有砖红色沉淀没有砖红色沉淀探究一：探究一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用3 3.方法步骤方法步骤4.4.实验结论实验结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。淀粉酶只能催化淀粉水解

6、，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。(1)(1)在在已已知知淀淀粉粉酶酶能能够够催催化化淀淀粉粉水水解解的的情情况况下下，本本实实验验设设置置1 1号号试管试管还有没有必要？还有没有必要？有必要，目的是排除无关变量对实验结果的影响有必要，目的是排除无关变量对实验结果的影响(2)(2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？不不能能，因因为为碘碘液液只只能能检检测测淀淀粉粉的的有有无无，不不能能检检测测蔗蔗糖糖是是否否被被水解。水解。讨论：讨论：探究一：探究一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(3)(3)该该实实验验的

7、的自自变变量量和和因因变变量量分分别别是是什什么么？若若增增加加一一组组对对照实验，如何设计？照实验，如何设计？自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。(4)(4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？本实验设计思路：探究本实验设计思路：探究同一种酶同一种酶是否能催化是否能催化不同底物不同底物水解。水解。另一种设计思路：探究另一种设计思路：探究不同种类的酶不同种类的酶能否催化能否催化一种底物一种底物的水解。的水解。方案一方案一同种酶同种酶+不同底物不同底物 底物底物1+1+酶溶液酶

8、溶液 等量底物等量底物2 2 +等量相同等量相同酶溶液酶溶液方案二方案二同种底物同种底物+不同酶不同酶 底物底物+酶溶液酶溶液1 1 等量相同底物等量相同底物 +等量酶溶等量酶溶液液2 2底物底物换成等量的蒸馏水，其它都不变换成等量的蒸馏水，其它都不变。2 2、专一性、专一性酶的专一性：一种酶只能催化一种酶的专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。化合物或一类化合物的化学反应。-保证细胞代谢有条不紊地进行保证细胞代谢有条不紊地进行专一性曲线专一性曲线未加酶酶A反应速率底物A浓度（酶B）P85P85酶催化特定化学反应的能力称为酶催化特定化学反应的能力称为酶活性酶活性。酶活性可用在

9、一定条件下，酶所催化某一化学反应的速率表示。酶活性可用在一定条件下，酶所催化某一化学反应的速率表示。资料一：加酶洗衣粉一般对水温有要求，资料一：加酶洗衣粉一般对水温有要求，用用温水浸泡温水浸泡效果更效果更好，但水温好，但水温不要超过不要超过6060。资料二：不同消化液的资料二：不同消化液的pHpH不一样，唾液的不一样，唾液的pHpH为为6.2-7.46.2-7.4，胃，胃液的液的pHpH为为0.9-1.50.9-1.5，小肠的，小肠的pHpH为为7.67.6。根据以上资料，请你提出影响酶活性的可能因素是根据以上资料，请你提出影响酶活性的可能因素是？温度、温度、pHpH探究二：影响探究二：影响酶

10、活性的条件酶活性的条件t t1 1(pH(pH1 1)条件下条件下 底物底物+酶液酶液t t2 2(pH(pH2 2)条件下条件下 底物底物+酶液酶液t t3 3(pH(pH3 3)条件下条件下 底物底物+酶液酶液t t4 4(pH(pH4 4)条件下条件下 底物底物+酶液酶液检测检测底物分解速率底物分解速率或剩余量或剩余量实验思路实验思路操纵自变量，控制无关变量。操纵自变量，控制无关变量。检测因变量，表达实验结果。检测因变量，表达实验结果。课题名称课题名称探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响实验材料实验材料自变量自变量自变量的设置方法自变量的设置方法因变量因变量因变量的观测指标因变量

11、的观测指标无关变量无关变量实验预测实验预测探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响温度温度酶活性酶活性材料材料质量分数为质量分数为3%3%的的可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液，体积分数为，体积分数为3%3%的的过氧化氢溶液过氧化氢溶液思考思考1 1：你将选择哪一种酶和底物作为实验材料？为你将选择哪一种酶和底物作为实验材料？为什么选择这种酶和底物？什么选择这种酶和底物？质量分数质量分数2%2%的的淀粉酶溶液淀粉酶溶液，质量分数为，质量分数为20%20%的的肝脏研磨液肝脏研磨液探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响思考思考3 3：你认为至少设置几组温度条件？你认为至少设置几组温度条件？三组：

12、三组：6060、沸水、冰水、沸水、冰水碘液，斐林试剂碘液，斐林试剂思考思考2 2：你认为选择什么检测试剂？你认为选择什么检测试剂？温度梯度法温度梯度法课题名称课题名称探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响实验材料实验材料自变量自变量自变量的设置方法自变量的设置方法因变量因变量因变量的观测指标因变量的观测指标无关变量无关变量实验预测实验预测淀粉溶液、淀粉酶溶液淀粉溶液、淀粉酶溶液温度温度6060、沸水、冰水、沸水、冰水酶活性酶活性加碘液后观察溶液颜色变化加碘液后观察溶液颜色变化pHpH等，保证等，保证相同且适宜相同且适宜6060处理组不变色，其他组变蓝色处理组不变色，其他组变蓝色根据上面分

13、析完善下面表格：根据上面分析完善下面表格：探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响某同学设计的某同学设计的实验实验方案可行吗？方案可行吗？序号序号项目项目试管试管1 12 23 31 1可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液5 mL5 mL5 mL5 mL5 mL5 mL2 2-淀粉酶溶液淀粉酶溶液3 mL3 mL3 mL3 mL3 mL3 mL3 3温度温度0 0 60 60 90 90 4 4碘液碘液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴5 5实验现象实验现象 底物和酶还没有经过自变量温度的处理，底物和酶还没有经过自变量温度的处理，就已反应完全就已反应完全实验步骤实验步骤试管试管1 1 试管试管11试管

14、试管2 2试管试管2 2 试管试管3 3试管试管33第一步第一步 2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液1mL1mL淀粉酶溶淀粉酶溶液液第二步第二步 保温保温5min5min冰浴冰浴水浴水浴6060沸水浴沸水浴第三步第三步将将试管试管11中中的溶液倒入试的溶液倒入试管管1 1中混合中混合将将试管试管2 2中的中的溶液倒入溶液倒入试管试管2 2中中混合混合将将试管中试管中3 3的的溶溶液倒入液倒入试管试管3 3中中混混合合第四步第四步 分别保温分别保温2min2min冰冰浴浴水浴水浴6060沸水浴沸水浴第五步第五步加入加入2 2滴滴碘液碘液，观察颜色变化，观察颜色变化预测结果预测结果实验结论实验结论+变蓝

15、变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝探究探究温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响温度过高或过低都能影响酶的活性温度过高或过低都能影响酶的活性，酶，酶的催化作用需要在适宜的温度下进行的催化作用需要在适宜的温度下进行（2 2）实验设计程度）实验设计程度取取淀粉、淀粉酶淀粉、淀粉酶分别放入试管分别放入试管 各自在所控制的温度各自在所控制的温度下处理一段时间下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在在各自所控制的温度下保温一段时间各自所控制的温度下保温一段时间 滴加滴加碘液碘液，观察，观察颜色变化颜色变化注意：实验程序中注意：实验程序中2 2、3 3步一定不能颠倒步一定不能颠倒1.1

16、.选择选择H H2 2O O2 2酶还是酶还是淀粉淀粉酶作为实验材料？酶作为实验材料？H H2 2O O2 2酶，因为在酸性条件下，酶，因为在酸性条件下，酸会水解淀粉酸会水解淀粉。2.2.本实验的自变量本实验的自变量是什么是什么？如何控制自变量如何控制自变量？pHpH通过分别加入等量的通过分别加入等量的HClHCl、蒸馏水和、蒸馏水和NaOHNaOH来控制。来控制。探究探究pHpH对对过氧化氢过氧化氢酶活性酶活性的影响的影响3.3.本实验的本实验的因因变量变量是什么是什么？怎样观察或检测因变量怎样观察或检测因变量？H H2 2O O2 2酶的活性酶的活性 可以通过观察单位时间内气泡的多少或者可

17、以通过观察单位时间内气泡的多少或者卫生香复燃的情况来判断卫生香复燃的情况来判断 H H2 2O O2 2的分解速率。的分解速率。4.4.本实验的无关变量有哪些？应怎么控制？本实验的无关变量有哪些？应怎么控制？温度、温度、H H2 2O O2 2酶的用量、酶的用量、H H2 2O O2 2的浓度等。相同且适宜的浓度等。相同且适宜5.5.至少要设计几组实验？至少要设计几组实验？三组，酸性、中性和碱性三组，酸性、中性和碱性6.6.本实验的设计思路是？本实验的设计思路是？pHpH梯度法梯度法探究探究pHpH对对过氧化氢过氧化氢酶活性酶活性的影响的影响步步骤骤实验操作实验操作内容内容试管试管1 1试管试

18、管2 2试管试管3 31 1注入等量注入等量过氧化过氧化氢酶氢酶溶液溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴2 2注入不同注入不同pH的溶液的溶液1 mL1 mL蒸蒸馏水馏水1 mL1 mL盐酸盐酸1 mLNaOH1 mLNaOH3 3注入等量的注入等量的H2 2O2 2溶液溶液2 2 mL2 2 mL2 2 mL4 4观察现象观察现象有大量气有大量气泡泡产生产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生注意：实验注意：实验程序中程序中2、3步一定不能步一定不能颠倒颠倒结论：酶发挥催化作用需要适宜的结论：酶发挥催化作用需要适宜的PH，PH偏高或偏低都偏高或偏低都将影响酶的活性将影响酶的活性思考思考 本

19、实验能否使用淀粉酶催化淀粉分解来探究本实验能否使用淀粉酶催化淀粉分解来探究PHPH对酶活性的影响对酶活性的影响？探究探究pHpH对对过氧化氢过氧化氢酶活性酶活性的影响的影响更更严严格格的的设设计计思思路路：探探究究不不同同pHpH对对酶酶活活性性的的影影响响时时，可可将将过过氧氧化化氢氢酶酶和和H H2 2O O2 2溶溶液液分分别别调调至至同同一一pHpH，再再混混合合，以以保证反应一开始便达到预设保证反应一开始便达到预设pHpH。可以设置可以设置一系列一系列pHpH或温度梯度或温度梯度的实验，进行检测的实验，进行检测进一步进一步探究探究如何进行定量实验，找出酶的最适如何进行定量实验，找出酶

20、的最适pHpH或温度或温度？探究过氧化氢酶作用的最适探究过氧化氢酶作用的最适pHpH的实验的实验组别组别A A组组B B组组C C组组D D组组E E组组pHpH5 56 67 78 89 9H H2 2O O2 2完全分解所需时间完全分解所需时间(秒秒)3003001801809090192192284284该过氧化氢酶的最适该过氧化氢酶的最适pHpH在在 之间之间要进一步探究该过氧化氢酶的最适要进一步探究该过氧化氢酶的最适pHpH，可，可 。在在pHpH为为6 68 8之间设置温度梯度，进一步研究之间设置温度梯度，进一步研究H H2 2O O2 2完全分解所需时间。完全分解所需时间。6 6

21、8 83 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和t/mmol.s/mmol.s-1-1最适温度最适温度酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图温度低于最适温度时温度低于最适温度时酶活性随着温度的升高而上升酶活性随着温度的升高而上升温度高于最适温度时温度高于最适温度时酶活性随着温度的升高而下降酶活性随着温度的升高而下降最适温度时：最适温度时：酶活性最高酶活性最高动物动物植物植物微生物微生物有些人工酶有些人工酶动物动物胃蛋白酶胃蛋白酶植物植物pH低于最适低于最适pH时时酶活性随着酶活性随着pH的升高而上升的升高而上升最适最适pH时：时：酶活性最高酶活性最高pH高于最适高于最适pH时时酶活性

22、随着酶活性随着pH的升高而下降的升高而下降酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图最适温度最适温度t/mmol.s/mmol.s-1-1酶活性受酶活性受pH值影响示意图值影响示意图低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？抑制抑制失活失活失活失活失活失活结论：结论：在最适宜的温度和最适宜的在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。下，酶的活性最高。温度和温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可

23、逆。失去活性，且不可逆。酶的酶的专一性专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一一种或种或一类一类的化学反应的化学反应酶的催化效率是无机催化酶的催化效率是无机催化剂的剂的10107 7 10 101313 倍倍酶的酶的高效性高效性 酶的作用条酶的作用条 件较件较温和温和酶所催化的反应一般是在酶所催化的反应一般是在比较比较温和的条件温和的条件下进行的。下进行的。小结小结酶酶的的特性特性影响酶促反应速率的因素影响酶促反应速率的因素：1 1、温度、温度3 3、酶的浓度：、酶的浓度：反应速率随酶反应速率随酶浓度的升高而加快浓度的升高而加快4 4、底物浓度：、底物浓度：在一定浓度在一定浓度范围内，反应速率

24、随浓度的范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化度，反应速率不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定2 2、pHpH反应物足量反应物足量特别提醒：特别提醒：温度、pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率；而酶浓度、底物浓度均不影响酶的活性，二者是通过影响来影响酶促反应速率0反应物剩余量（相对值）PH3033 37 35 温度变化不会影响酶的最适温度变化不会影响酶的最适pHpH，pHpH变化也不会影响酶的变化也不会影响酶的最适温度。最适温度。与温度和酶有关的曲线：与温度和酶有关的曲线：