【高中生物】降低化学反应活化能的酶第2课时课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、 降低化学反应活化能的酶（第2课时）第1节第5章 细胞的能量供应和利用2019人教版高中生物学必修1课件导入 酶为生活添姿彩酶的定义酶与无机催化剂相比有哪些共性和特性呢？其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶的来源酶的功能酶的本质 酶只有一个作用：催化作用，不具有传递信息、调节等作用。酶的基本单位是 氨基酸 或 核糖核苷酸。有些酶在细胞内发挥作用，有些酶在细胞外发挥作用（如：消化酶）。酶也可以在体外发挥作用（如：加酶洗衣粉中的酶）酶与无机催化剂酶与无机催化剂的共性（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）降低活化能，使化

2、学反应速率加快。（4）加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。一、酶具有高效性 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。氯化铁氯化铁溶液溶液肝脏肝脏研磨液研磨液 酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍。意义：保证了细胞代谢的能量供应稳定，以满足机体正常的生命活动需要。酶的特性一、酶具有高效性实验设计思路及预测结果与结论项目项目对照组对照组实验组实验组材料等量的同一种底物试剂一定量的无机催化剂等量的底物对应的酶溶液现象反应速率慢或反应时间长反应速率快或反应时间短结论结论酶具有高效性酶具有高效性酶的特性无机催化剂催化的化学反应范围比较广酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？蛋白

3、质蛋白质无机酸无机酸多肽或氨基酸多肽或氨基酸脂肪脂肪无机酸无机酸甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸淀粉淀粉无机酸无机酸麦芽糖或葡萄糖麦芽糖或葡萄糖例如：酶的特性探究实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验视频过大，无法上传，请自行添加，或联系作者。实验视频过大，无法上传，请自行添加，或联系作者。序号序号项目项目试管试管1试管试管21注入可溶性淀粉溶液注入可溶性淀粉溶液2mL2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液2mL3注入新鲜的淀粉酶注入新鲜的淀粉酶2mL2mL4保温保温6060水浴水浴5min5加入斐林试剂加入斐林试剂 各各2mL，边加边边加边振荡，然后沸水浴振荡，然后沸水浴1min6实验现象实验现象砖红色沉淀砖红

4、色沉淀无变化无变化7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。淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验结论：酶具有专一性 思考：本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？酶的特性二、酶具有专一性反应前后酶的结构和性质不变反应前后酶的结构和性质不变 含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。种类：目前已发现的酶有8000多种，它们分别催化不同的化学反应。意义：保证细胞代谢能够有条不紊地进行。还与酶在细胞内的分布有关二、酶具有专一性如何理解：每一种酶只能催化一种或一类化学反应？一种化学反应：（1）过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解（2）脲

5、酶只能催化尿素分解（3）淀粉酶只能催化淀粉分解 一类化学反应：（1）蛋白酶只能催化蛋白质类的物质分解成多肽（2）肽酶只能催化多肽分解成氨基酸（3）二肽酶只能催化二肽分解成氨基酸酶的特性二、酶具有专一性 酶反应机制（专一性）的研究l1894年，费舍尔（Fisher）提出了酶与底物作用的“锁与钥匙”学说，用以解释酶作用的专一性。l1903年，亨利（Henri）提出了酶与底物作用的中间复合物学说。l1913年，米契里斯（Michaelis）和门藤（Menten）根据中间复合物学说，导出来米氏方程，对酶反应机制的研究是一个重要突破。l1925年，布里格斯（Briggs）和霍尔丹（Haldane）对米氏

6、方程作了一个重要修正，提出稳态学说。酶的特性二、酶具有专一性 原因：（1）锁钥学说：酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。酶的特性二、酶具有专一性 原因：（2）诱导契合学说：酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。酶的特性二、酶具有专一性项目项目对照组对照组实验组实验组材料底物A底物B试剂酶A酶A现象发生反应不发生反应结论结论酶具有专一性酶具有专一性实验设计思路及预测结果与结论 思考讨论：如果

7、实验组和对照组都选用同一底物A，分别用酶A和酶B进行实验，是否可行？酶的特性酶催化特定化学反应的能力称为酶活性温度或pH等会不会影响酶的活性呢？使用温水效果更佳唾液唾液pH 6.27.4胃液胃液pH 0.91.5小肠液小肠液pH 7.6酶的特性探究实践：影响酶活性的条件探究实践：影响酶活性的条件实验材料：实验材料：新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸 物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液 热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂探究温度对酶活性的影

8、响方案1：淀粉溶液、淀粉酶、碘液方案2：淀粉溶液、淀粉酶、斐林试剂方案3：过氧化氢溶液、过氧化氢酶1、为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？2、为什么不能用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。3、如何进行温度设置？操作操作1试管试管2试管试管3试管试管4试管试管5试管试管6试管试管006060100100加淀粉2mL2mL2mL加淀粉酶2mL2mL2mL保温在各自温度下保温5min混合将2加入1中将4加入3中将6加入5中保温在各自温度下保温5min加碘液2滴2滴2

9、滴观察颜色观察颜色变蓝变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝探究实践：探究温度对酶活性的影响实验方案：实验结论：酶的催化作用需要在适宜的温度下进行，温度偏低或偏高，酶活性都会明显降低。如何进一步探究淀粉酶的最适温度？缩小温度梯度设置探究实践：探究温度对酶活性的影响 曲线解读：在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度后，酶促反应速率随着温度的升高而下降。探究实践：影响酶活性的条件实验材料：实验材料：新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液 新配制的体积分数为3%的过

10、氧化氢溶液 物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸 物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液 热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂探究pH对酶活性的影响方案1：过氧化氢溶液、过氧化氢酶方案2：淀粉溶液、淀粉酶l该实验为什么不宜选用淀粉酶催化淀粉的水解进行探究？因为淀粉酶催化的底物(淀粉)在酸性条件下也会发生水解反应，无法排除无关变量的干扰。如何进行pH设置？实验设计思路（pH设置）探究实践：探究pH对酶活性的影响步骤步骤项目项目试管试管1试管试管2试管试管31注入新鲜的肝脏研磨液注入新鲜的肝脏研磨液2滴滴2滴滴2滴滴2注入不同注入不同pH的溶液的溶液1 mL 蒸馏水蒸馏水1 mL 盐酸盐酸

11、1 mL NaOH溶液溶液3注入等量的注入等量的H2O2溶液溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象观察现象有大量气泡产生有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生无气泡产生无气泡产生实验方案：实验结论：过氧化氢酶的最适pH接近7.0，过酸或过碱，都会使其催化活性下降。思考：该实验中，是否可以将步骤2、3调换？为什么？不能。若调换2、3步骤，在调节pH之前，试管中已经发生了反应，从而影响实验结果。所以，酶和底物混合之前，必须先在一定的pH下处理一段时间。探究实践：探究pH对酶活性的影响探究实践：探究pH对酶活性的影响 曲线解读：在一定条件下，酶活性最大时的pH称为该酶的最适pH。pH偏高或偏低，酶促反应

12、速率都会下降，即酶活性都会明显降低。三、酶的作用条件较温和l与许多无机催化剂需要在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。l不同酶有各自的最适温度和pH值l在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。低温保存酶：低温：抑制高温：失活过酸：失活过碱：失活酶的特性酶的特性 影响酶促反应速率的因素 温度、pH、酶的浓度、底物浓度、抑制剂、激活剂等。l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。l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。l图丙中，底物浓度为c时

13、，酶促反应速率达到最大，因为，酶数量有限。归纳总结小试牛刀1、欲判断某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA，下列方案不可行的是（）DA.与双缩脲试剂反应，观察是否出现紫色B.用蛋白酶处理，检测其活性是否丧失C.用RNA水解酶处理，检测其活性是否丧失D.与斐林试剂反应，观察是否出现砖红色沉淀2、嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，下列叙述正确的是（）A.嫩肉粉能催化蛋白质水解B.嫩肉粉须在烹煮肉类时趁热加入C.嫩肉粉发挥作用后性质改变D.嫩肉粉通常也能催化自身水解A3、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）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。答案提示：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。小试牛刀3、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。答案提示：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。小试牛刀