5.1.2 降低化学反应活化能的酶课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第5章 细胞的能量供应与应用 第1节 降低化学反应活化能的酶——酶的特性 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。 大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。 知识回顾 一、酶的特性 每滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液中铁离子数，大约是每滴质量分数为20%的肝脏研磨液中过氧化氢酶分子的250000倍。但是酶分解过氧化氢的速率依旧快于氯化铁溶液！ 大量的实验数据表明，酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍，酶具有高效性！ 3号 4号 FeCl3 过氧化氢酶 你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。 供能的化学反应如果慢悠悠地进行。 你还能跑那么快吗? 化学反应要酶来催化 酶的催化效率要高 健步如飞 思考：请同学们试想如果酶不具有高效性我们的生活会怎样？ 酶具有高效性有何意义？ 特性一：酶具有高效性 （1）保证了细胞代谢快速有效地进行。 （2）保证了细胞内能量供应的稳定。 酶具有高效性的意义： 5 酶没有改变产物的生成量，即不能改变化学反应的平衡点，只能缩短达到化学平衡所需的时间。 酶是否增加了产物的生成量？ 无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。酶也能催化多种反应吗？ 特性一：酶具有高效性 实验一：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。 在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，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化特定的化学反应。 实验原理 实验目的 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 材料用具 质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液。质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，斐林试剂，热水。 试管，大烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴。 实验设计 方案一：酶相同，底物不同 实验一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 1 号试管 2 号试管 步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液 二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 现象 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。 淀粉酶最适温度 (1)实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色 (2)该实验的自变量和因变量分别是什么？ 自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。 (3)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？ 探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 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。 实验讨论 实验设计 试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖酶 溶液 淀粉酶 溶液 1 2 mL 2 mL 2 2 mL 2 mL 斐林试剂 反应 条件 2 mL 沸水浴 1 min 2 mL 产物鉴定 方案二：酶不同，底物相同 实验一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验一：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 一、酶的特性 酶的专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。 H2O2 酶 ——只能分解H2O2 脲 酶 ——只能分解尿素 淀粉酶 ——只能分解淀粉 一种 一类 蛋白酶：蛋白质→多肽 肽酶：多肽→氨基酸 二肽酶：二肽→氨基酸 ①锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 ②诱导契合学说：酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。 酶 酶-底物复合物 2.酶专一性的原因 酶 底物 产物 产物 图中A、B、C、D分别代表什么？ 3、酶具专一性的意义： 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 4、曲线分析： 反应速率 反应物浓度 加酶A 加酶B或未加酶 说明酶A能催化该 反应物发生反应。 A表示 。 B表示 。 C、D表示 。 E、F表示 。 酶 被酶催化分解的底物 不能被A催化分解的物