5.1.2 酶的特性(第2课时)课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

第五章 细胞的能量供应和利用 1.2 酶的特性 目标 01 02 03 通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”的探究活动,阐明酶具有专一性,学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。(科学探究) 通过“pH和温度对酶活性的影响”的探究活动,分析推导“酶的作用条件较温和”的特性,培养模型建构的科学思维。(科学思维) 通过酶在生活和生产中应用的实例,认同酶在生产实践上应具有高效、环保、节能等特点。(社会责任) 学习目标 2 温故知新：酶的本质 化学本质 绝大多数是_______ 少数是_____ 合成原料 _______ ___________ 组成元素 C、H、O、N，有的含有S _________________ 合成场所 _______ 细胞核(真核生物) 来源 活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外) 作用场所 细胞内、细胞外、生物体外 生理功能 _____ 作用机理 _____________________ 酶的底物 酶促反应的反应物 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 C、H、O、N、P 核糖体 催化 降低化学反应的活化能 问题1: 酶的化学本质不同于无机催化剂，酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？ 情景视频一 酶的特性—制糖法的改进 问题2: 通过观看制糖法的改进视频，你能总结出酶具有什么特性吗？ Fe3+ 过氧化氢酶 SUPER MAN 只有一个！ 咱们有25万大军！ 2H2O2 2H2O+O2↑ 完 胜！ （1）酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。 （2）酶可在1s内完成非酶体系需要3年-30万年时间的反应。 科学家整理大量的实验数据发现： 酶特性一：高效性 一、酶具有高效性 问题3: 酶具有高效性有何意义？试想如果酶不具有高效性生活会怎样？ 酶具有高效性的意义 ： 高效性的意义 第一 第二 保证了细胞代谢快速有效地进行 保证了细胞内能量供应的稳定 一、酶具有高效性 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？ 问题4: 无机催化剂催化的化学反应范围比较广，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，酶也具有这个本领吗？ 一、酶具有高效性 1 实验材料及检测试剂选择 质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液； 质量分数分别为3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；斐林试剂 2 实验目的 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 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。 通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。 3 实验原理 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究.实践 二、酶具有专一性 4 实验设计 试管编号 试管1 试管2 淀粉溶液 2 mL 蔗糖溶液 2 mL 淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 斐林试剂 （沸水浴1 min） 2 mL 2 mL 实验结果 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究.实践 二、酶具有专一性 5 实验过程 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究.实践 二、酶具有专一性 试管编号 试管1 试管2 淀粉溶液 2 mL 蔗糖溶液 2 mL 淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 斐林试剂 （沸水浴1 min） 2 mL 2 mL 实验结果 砖红色沉淀 无颜色变化 6 实验结果 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究.实践 二、酶具有专一性 7 实验结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。 酶具有专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ①脲酶——只能催化尿素分解。 ②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。 ③二肽酶——可以催化所有的二肽分解 底物浓度 反应速率 底物D+ 酶D 底物D + 酶E 锁钥学说： 问题5: 酶具有专一性的意义? 二、酶具有专一性 酶的专一性意义 ： 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 ①反应前后酶的结构和性质不变 ②同一生物不同细胞内酶的种类和数量不相同 问题6: 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中检测试剂为什么选择斐林试剂而不是碘液？ 淀粉完全分解+碘液→无现象 蔗糖分解/不分解+碘液→无现象 问题7: 已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？ 有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。 问题8: 针对该实验你还有其他的设计方案吗？ 二、酶具有专一性 方案二： 淀粉 + 蔗糖酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案四： 蔗糖 + 淀粉酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案一： 淀粉 + 淀粉酶 蔗糖 + 淀粉酶 方案三： 淀粉 + 淀粉酶 淀粉 + 蔗糖酶 思路1：底物不同，酶相同 思路2：底物相同，酶不同 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用碘液或者斐林试剂检测 二、酶具有专一性 　实战训练　 1.某研究小组为比较H2O2在不同条件下的分解情况，在常温下进行了如下实验。下列相关叙述错误的是（ ） 组别 质量分数为20%的H2O2溶液 实验处理 现象 1 2 mL 不处理 气泡很少 2 2 mL FeCl3溶液 气泡较多 3 2 mL 新鲜猪肝匀浆 大量气泡 A.组1和组3对照可以证明酶具有高效性 B.由于H2O2化学性质不稳定，所以最好现用现配 C.实验温度、H2O2溶液的浓度与用量均为无关变量 D.滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一支滴管 高压 高温 强酸 强碱 √ √ √ √ 问题9: 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，有哪些因素会影响酶活性呢？ 三、影响酶活性的条件 （课本P82-84） 3.不同温度下，同一种酶活性是否会受影响？ 4.不同pH下，同一种酶活性是否会改变？ 5.如何设计实验，验证假设？ 三、影响酶活性的条件 联系生活 1.为什么感冒发烧的时候不想吃饭？ 2.加酶洗衣粉能用开水浸泡吗？ 探究温度对酶活性的影响 探究.实践 质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、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 1.实验选择材料是什么？原因？ 2.检测试剂选择什么？原因？ 3.实验材料先分别处理温度，先混合？ 4.找出自变量、因变量、无关变量。 5.简述实验步骤： 6.预期实验结论： 三、影响酶活性的条件 淀粉、淀粉酶 ①实验材料： 不选H2O2作为反应底物的原因？ H2O2不稳定，受热易分解。 碘液 ②检测试剂： 不选斐林试剂鉴定原因? 斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。 先处理温度，再混合，原因：保证反应从一开始就是预设温度。 问题10: 选出探究温度对酶活性影响实验材料。 问题11: 实验材料先处理温度，还是先混合？ 探究温度对酶活性的影响 探究.实践 质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、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 三、影响酶活性的条件 19 试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 二 放入0 ℃冰水中水浴5 min 放入60 ℃温水中水浴5 min 放入100 ℃热水中水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验现象 实验结论 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性 ☆酶和底物先分别在对应温度（或pH）下保温后再混合 探究温度对酶活性的影响 探究.实践 三、影响酶活性的条件 探究温度对酶活性的影响 探究.实践 三、影响酶活性的条件 温度 反应速率 最适温度 A B C 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快 在最适温度时，酶促反应速率最快 AB段： B 点： BC段： 超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。 低温(如A点)影响酶的活性，但不会使酶的空间结构遭到破坏，温度适当升高后，酶仍能恢复活性。但高温(如C点)会导致酶的空间结构遭到破坏，使其永久失活。 高温破坏酶的空间结构，使酶失活 低温保存酶等蛋白质制品 探究温度对酶活性的影响 探究.实践 探究pH对酶活性的影响 探究.实践 质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、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 1.实验选择材料是什么？原因？ 2.检测试剂选择什么？ 3.先往试管加入酶溶液还是底物? 4.找出自变量、因变量、无关变量。 4.简述实验步骤： 5.预期实验结论： 三、影响酶活性的条件 H2O2、H2O2酶 ①实验材料： 不选用淀粉作为反应底物的原因？ 淀粉在酸性条件下会被水解 先往试管加入酶溶液还是底物? 先加入酶溶液，固定好酶活性，再加底物。 问题12: 选出探究pH对酶活性影响实验材料 探究pH对酶活性的影响 探究.实践 三、影响酶活性的条件 质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、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 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都加入1mL新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 产生大量气泡 实验结论： 酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶活性。 探究pH对酶活性的影响 探究.实践 三、影响酶活性的条件 pH 反应速率 最适pH D E F 在一定pH范围内，酶促反应速率随pH升高而加快 最适pH时，酶促反应速率最快 DE： E点： EF： 超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。 ①在最适pH条件下，酶活性最高（如E点）。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。 ②过酸（如D点）、过碱（如F点）都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 问题13: 研究表明:酶所催化的化学反应一般是在比较温和条件时进行。酶制剂应该在怎样条件下保存?为什么? 探究pH对酶活性的影响 探究.实践 三、影响酶活性的条件 问题13: 研究表明:酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件时进行。酶制剂应该在怎样的条件下保存?为什么? 应在低温和适宜pH条件下保存。低温下酶活性低,在温度升高至最适温度条件时,酶的活性可以恢复。高温、过酸、过碱条件下酶会变性失活,不适合保存酶制剂 三、影响酶活性的条件 　实战训练　 概念结论速判:基于对酶的特性和探究实验的理解,判断下列说法的正误。 (1)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ( ) (2)高温和低温都能使酶的活性降低,但是二者的作用实质不同。 ( ) (3)探究酶的最适pH,需要在酶的最适温度条件下进行。 ( ) (4)温度过高,过酸,过碱会破坏酶中存在的肽键。 ( ) 提示:以上条件只破坏酶的空间结构,不破坏肽键。 (5)酶具有高效性、专一性和反应条件温和等特性。 ( ) √ √ √ × √ 一、竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶。 如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制抑制与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结构。 29 拓展延伸 二、非竞争性抑制剂 30 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 拓展延伸 课堂小结 酶浓度 反应速率 底物充足 1.酶浓度 其他条件适宜 酶促反应速率与酶浓度呈正相关 a 底物有限 b c N 酶浓度 反应速率 酶浓度较低，底物没有完全被酶结合 底物完全被酶结合 ab限制因素： bc的限制因素： 酶浓度 底物浓度 32 2.底物浓度 a b c M 酶浓度一定 底物浓度 反应速率 O ab： b： 酶没有完全被底物结合 酶完全被底物结合 酶浓度 底物浓度 思考：再加入一定量的酶，曲线？ 33 酶的应用 溶菌酶溶解细菌的细胞壁 含酶牙膏 多酶片 胰蛋白酶 加酶洗衣粉 果胶酶 酶为生活添姿彩 34 酶的激活 如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 指有些酶在合成和初分泌时，不表现有催化活性，这种无活性状态酶的前身物称为酶原。酶原在一定条件下，受某种因素作用，酶原分子部分肽键被水解，使分子结构发生改变，形成酶活性中心，无活性酶原转化成有活性酶称酶原的激活。 大部分激活剂是无机盐离子: K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。 拓展 Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.51(gap_fixed:False) Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$