5.1降低化学反应活化能的酶（第2课时）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节 降低化学反应活化能的酶 （第2课时） 过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解 脲酶只能催化尿素分解 目前发现的酶有8 000多种，它们分别催化不同的化学反应 一、酶的特性—专一性 无机催化剂催化的化学反应范围比较广，酸既能催化蛋白质、脂肪、淀粉的水解。 一种酶只能催化一种或一类化学反应！ 科学家发现肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？ 肽酶催化的是一类反应 细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的！ 一、酶的特性—专一性 生成物的量 无催化剂 无机催化剂 酶 信息：酶的催化效率一般是无机催化剂的107~1013倍 酶高效性的得出要与无机催化剂进行对比！ 一、酶的特性—高效性 酶的高效性对生物有什么意义？ 酶的高效性有利于细胞内的生化反应高效快速地进行，保证细胞所需的物质、能量的稳定供应。 信息：一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃;植物体内的酶最适温度在40~50℃;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70°C。动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0,但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5;植物体内的酶最适pH大多为4.5~6.5。 一、酶的特性—作用条件温和 高温、过酸、过碱会使蛋白质变性失活，酶的空间结构遭到破坏，从而失去正常的催化功能。 酶 与酶结合的底物 酶与底物的结合位点 一、酶的特性 高效性 专一性 作用条件温和 关于“酶的三大特性”的探究实验 二、关于“酶的专一性”的探究实验 用同种酶分别催化不同的底物，观测底物减少情况或产物生成情况。 方案1：同种酶，不同底物 蔗糖 淀粉 淀粉酶 淀粉酶 方案1 用不同的酶分别催化同种底物，观测底物减少情况或产物生成情况。 方案2：不种酶，同种底物 淀粉 淀粉 蔗糖酶 淀粉酶 方案2 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 二、关于“酶的专一性”的探究实验 淀粉酶 蔗糖 淀粉 淀粉酶 方案1 淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化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】 自变量：底物种类（淀粉或蔗糖）； 因变量：底物水解情况； 无关变量：底物的量、保温时间、温度、PH等。 二、关于“酶的专一性”的探究实验 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 等量原则 单一变量原则 ⑥50~65℃水浴加热 1min ④60℃水浴加热，5min 试管1 试管2 2mL淀粉酶 2mL斐林试剂 二、关于“酶的专一性”的探究实验 淀粉 蔗糖 2mL淀粉酶 2mL斐林试剂 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 有砖红色沉淀 酶具有专一性 无砖红色沉淀 二、关于“酶的专一性”的探究实验 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ▲讨论： (1) 1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？ 1号试管淀粉被水解，2号蔗糖未水解 二、关于“酶的专一性”的探究实验 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 淀粉酶 蔗糖 淀粉 淀粉酶 方案1 ▲讨论： (2)上述实验能否用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂? 不能，碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖水解与否都不能使碘液变色 二、关于“酶的专一性”的探究实验 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 淀粉酶 蔗糖 淀粉 淀粉酶 方案1 ▲讨论： (3)上述实验说明了什么？ 说明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。 二、关于“酶的专一性”的探究实验 方案1：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 淀粉酶 蔗糖 淀粉 淀粉酶 方案1 【拓展】关于酶的命名 What's your name? My name is xx酶！ 淀粉酶能催化淀粉水解 蔗糖酶能催化蔗糖水解 蛋白酶能催化蛋白质水解 脂肪酶能催化脂肪水解 XX酶能催化XX物质水解 思考：酶的命名有什么规律吗？ H2O2酶能催化H2O2水解 提示：可以根据酶作用的底物进行命名。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。P82 二、关于“酶的专一性”的探究实验 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的 酶对化学反应的催化效率称为酶活性（enzyme activity） 表征：一定条件下酶所催化某一化学反应的速率 人体处于过高或过低温度环境中都会感到不适。发烧时为什么感到乏力？ 细胞生活的环境有何特点？ 细胞都生活在一定的环境中，环境条件的改变会不会影响细胞内的酶的活性？ 对于恒温动物，细胞处于恒温、常压下，不同部位的细胞，其生活环境的pH不一样，酶的最适pH也不一样。 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【思考】影响酶活性的条件有哪些？ 温度、 pH等 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究温度对酶活性的影响】 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 冰浴 水浴，60℃ 沸水浴 淀粉 淀粉 淀粉 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 1 2 3 4 5 6 自变量：温度； 因变量：淀粉水解情况； 无关变量：底物的量、保温时间、PH等。 【探究温度对酶活性的影响】 ②沸水浴 5min ②60℃水浴 5min ②冰浴 5min 2 4 6 ①2mL淀粉溶液 ①2mL淀粉溶液 ①2mL淀粉溶液 ①1mL淀粉酶 ①1mL淀粉酶 ①1mL淀粉酶 1 3 5 ④冰浴 2min ④60℃水浴 2min ④沸水浴 2min ⑤碘液 ⑤碘液 ⑤碘液 【探究温度对酶活性的影响】 变蓝 变蓝 不变蓝 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活性 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究温度对酶活性的影响】 ▲讨论： (1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？ 保证反应一开始就达到预设温度 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究温度对酶活性的影响】 ▲讨论： (2) 能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响? 不能，H2O2受热易分解 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究温度对酶活性的影响】 ▲讨论： (3)在探究温度对酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测？ 不能，斐林试剂在检测还原糖时需加热，而该实验需严格控制温度 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究温度对酶活性的影响】 温度 反应速率 最适温度 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 低温抑制酶活性，但不破坏其结构，适宜保存酶制剂。 温度过高，导致酶的空间结构杯破坏，酶变性失活 ▲ 在一定温度范围内，随着温度的升高，反应速率逐渐 ，在最适温度下，反应速率 ；酶活性 ，超过最适温度后，随着温度的升高，反应速率逐渐 。当温度过高时，酶的 遭到破坏，使酶永久性失活，反应速率为0。在低温下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定。因此，酶制剂适宜在 下保存。 升高 最大 最高 下降 空间结构 低温 【探究温度对酶活性的影响】 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 肝脏研磨液 肝脏研磨液 蒸馏水 肝脏研磨液 NaOH 1 2 3 + + + 过氧化氢 过氧化氢 过氧化氢 HCl 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 自变量：PH； 因变量：过氧化氢分解情况； 无关变量：底物的量、保温时间、温度等。 2 1 3 ②1mL蒸馏水 ①1mL20%肝脏研磨液 ③1mL5%NaOH ④1mL5%HCl ⑤1mL3%H2O2 ⑤1mL3%H2O2 ⑤1mL3%H2O2 大量气泡 无气泡 无气泡 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 大量气泡 无气泡 无气泡 酶的催化作用需要适宜的PH，PH过高或过低都会影响酶活性 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 ▲讨论： (1)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入3%过氧化氢溶液，然后再调节PH？ 不能，酶具有高效性，在调节PH前，已发生剧烈反应，会影响结果 肝脏研磨液 肝脏研磨液 蒸馏水 肝脏研磨液 NaOH 1 2 3 + + + 过氧化氢 过氧化氢 过氧化氢 HCl 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 ▲讨论： (2)本实验能否用淀粉和淀粉酶作为实验材料? 不能，淀粉在酸性条件下也会分解 肝脏研磨液 肝脏研磨液 蒸馏水 肝脏研磨液 NaOH 1 2 3 + + + 过氧化氢 过氧化氢 过氧化氢 HCl 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 ▲在一定PH范围内，随着PH的升高，反应速率逐渐 ，在最适PH下，反应速率 ；酶活性 ，超过最适PH后，随着PH的增加，反应速率逐渐 。当过PH过低或过高时，酶的 遭到破坏，使酶永久性失活，反应速率为0。 升高 最大 最高 下降 空间结构 三、关于“影响酶活性的条件”的探究实验 【探究PH对酶活性的影响】 pH 反应速率 最适PH 过酸过碱，导致酶的空间结构杯破坏，酶变性失活 关于酶的常见曲线图分析 关于酶的常见曲线图分析 关于酶的常见曲线图分析 $$