【情境课堂】5.1 降低化学反应活化能的酶（二、 酶的特性） -【情境课堂】2024-2025学年高一生物同步教学课件（人教版2019必修1）

降低化学反应活化能的酶 第五章 第 1 节 第五章 细胞的能量供应和利用 本节聚焦 酶有哪些特性？ 酶的活性受哪些条件的影响？ （共2课时） 第二课时 酶的特性 情 境 视频：消化不良吃多酶片 《多酶片说明书》 功效：用于消化不良、食欲缺乏 成分：每片含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g(包括胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶) 注意事项：不宜用热水送服；不能与碱性食物同服；不宜搅碎服用或加水捣烂服用。 药品性状：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。 面对美食，我们经常禁不住诱惑，但暴饮暴食又容易出现消化不良的情况，这时候可以服用多酶片来缓解症状。 酶具有哪些特性呢？ 探索新知 三 酶的特性 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 情境资料：成年人每餐的进食量大约有600g左右，但每片多酶片只含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g就可以很好的帮助食物消化水解，说明酶的催化具有什么特点？ （与无机催化剂相比） 1.酶具有高效性 酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。 ①如何验证酶的高效性？ 和无机催化剂对比 600g左右 上节课实验中用的每滴 FeCl3溶液含Fe3+数是每滴过氧化氢酶分子数的25万倍。 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 （与无机催化剂相比） 1.酶具有高效性 a、c相比说明酶具有 ，a、b相比说明酶具有 ，催化剂能 到达化学平衡点的时间， （改变/不改变）化学反应的平衡 点， （能/不能）改变最终生成物的量。 高效性 催化作用 不改变 缩短 不能 ②分析曲线 情境资料：我们日常吃的食物主要含淀粉、蛋白质和脂肪，多酶片的成分也有淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。为什么需要多种酶帮助消化？而我们已经知道无机催化剂催化的化学反应范围较广，酶能像无机催化剂那样催化多种化学反应吗? 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 ①如何设计实验来证明？ 实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们在酶的作用下都能水解成 。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用 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。 还原糖 斐林试剂 以淀粉酶为例，探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 步骤 项目 试管1 试管2 1 注入质量分数3%的可溶性淀粉溶液 2 注入质量分数3%的蔗糖溶液 3 注入新鲜的淀粉酶溶液 4 保温 5 加斐林试剂 6 水浴加热 7 观察颜色变化 2mL — — 2mL 2mL 2mL 60℃保温5min 各加入2mL 沸水浴1min 砖红色 无砖红色 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究·实践 视频：两只试管的颜色变化 步骤 项目 试管1 试管2 1 注入质量分数3%的可溶性淀粉溶液 2 注入质量分数3%的蔗糖溶液 3 注入新鲜的淀粉酶溶液 4 保温 5 加斐林试剂 6 水浴加热 7 观察颜色变化 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究·实践 思考： 1.实验结论？ 2.斐林试剂能换成碘液吗？ 3.还有其他方案验证酶的专一性吗？ 思路1：不同底物加同一种酶 思路2：同一种底物加不同的酶 不能 酶具有专一性！ 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 2mL — — 2mL 2mL 2mL 60℃保温5min 各加入2mL 沸水浴1min 砖红色 无砖红色 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 细胞代谢有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。 酶的专一性原理模型 底物浓度 反应速率 酶A+底物A 酶A(或不加酶)+ 底物B 2.酶具有专一性 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 ③分析曲线 ②酶的专一性的含义、意义和模型 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 情境资料：多酶片作为药物，我们要从说明书中了解它的注意事项： a.不宜用热水送服 b.不能与碱性食物同服 以上注意事项说明酶起催化作用需要怎样的条件？ 温度影响酶的活性 pH 影响酶的活性 ①如何设计实验来证明？ 酶催化特定化学反应的能力称为 。酶活性可用 表示。 衡量酶活性的指标：用 来表示。 酶活性 在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率 探究实验：影响酶活性的条件 单位时间内底物减少量或产物生成量 探究·实践 实验1：探究温度对酶活性的影响 阅读课本P82-83，思考： 1.你会选择哪一种酶及底物作实验材料？为什么？ 2.你会选择什么温度进行对照？ 3.本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？ 4.底物和产物分别是什么？ 酶活性大小可用什么来反映？ 5.选用什么试剂检测？能用斐林试剂吗？为什么？ 淀粉，麦芽糖 碘液 淀粉剩余量或麦芽糖生成量 选用淀粉酶和可溶性淀粉溶液； 因为H2O2在加热条件下分解也会加快。 不能 斐林试剂需要水浴加热 60℃ 酶活性 温度 pH、酶的用量、底物的用量、反应时间…… 6.实验设计思路： 底物 酶 各自在所控制的温度下保温处理一段时间 底物与对应温度的酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 检测因变量 思考：能否混合后再控制温度？ 不能！ 探究·实践 实验1：探究温度对酶活性的影响 7.实验流程： 1 1’ 2 2’ 3 3’ 3％可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 2％淀粉酶 1ml 1ml 1ml 温度 碘液 颜色 结论 冰水中(0℃) 60℃水浴 沸水浴(100℃) 放置5min 2滴 2滴 对应编号的试管混合、摇匀，放置反应5min 淀粉酶在60 ℃中活性强 2滴 变蓝 变蓝 不变蓝 — — — — — — 8.60℃是最适合的温度吗？如何进一步探究淀粉酶的最适温度？ 缩小温度梯度，重复进行上述实验。 探究·实践 实验1：探究温度对酶活性的影响 不一定！ 阅读课本P82-83，思考： 1.你会选择哪一种酶及底物作实验材料？为什么？ 2.用什么试剂制造不同的PH？ 3.本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？ 4.底物和产物分别是什么？因变量可用什么来反映？ 5.本实验如何观察和检测？ O2和水 O2的产生量 气泡产生量或卫生香燃烧程度 选用过氧化氢酶和过氧化氢溶液 因为酸也能催化淀粉的水解。 H2O2 探究·实践 实验2：探究pH对酶活性的影响 酶活性 pH 温度、酶的用量、底物的用量、反应时间…… 1 2 3 20％肝脏研磨液 2滴 2滴 pH 3％过氧化氢 2ml 现象 结论 1mLpH=7的缓冲液 NaOH 1mL HCL 1mL 2滴 轻轻混合震荡 过氧化氢酶在中性条件下活性强 大量气泡 少量气泡 少量气泡 6.实验流程： 探究·实践 实验2：探究pH对酶活性的影响 通过以上两个实验证明： 温度和pH都会影响酶的活性，说明酶的作用条件较温和！ 15 3.酶的作用条件温和 和无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行。 【探索新知3】 三、酶的特性 【任务①】 阅读材料，总结酶的特性 υ/mmol. s-1 0 pH 酶活性受pH影响示意图 ②曲线分析： 最适pH υ/mmol. s-1 酶活性受温度影响示意图 t/℃ 0 最适温度 【探索新知3】 三、酶的特性 3.酶的作用条件温和 ②曲线分析： t/℃ ①一定的范围内，随温度（或pH）的升高，酶活性______； 在最适的温度（或pH）条件下，酶活性 ； 当超过最适温度（或pH）后，酶活性_____________。 ②不同种类、不同生物的酶，最适温度（或pH）______。 增强 减弱最终失活 不同 最高 ③高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？ 酶应该如何保存？ 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。 ④将唾液淀粉酶至于100℃水中处理一段时间，再缓慢降低水的温度直至到0℃，这个过程酶的活性如何变？ ⑤由左图3可看出，pH的变化 酶的最适温度。 酶活性不变，因为酶已失活！ 不同！ 酶制剂适于在低温（0~4℃）下保存。 不影响 知识拓展 影响酶促反应速率的因素 画一画：构建数学模型 底物浓度 酶促反应速率 酶浓度 酶 促 反 应 速 率 受酶数量或活性的限制 前提：底物量充足 前提：酶的量一定 除了前面提到的温度、PH，还有酶的浓度、底物的浓度。 反应速率随酶浓度的升高而加快。 在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快;但达到一定浓度后，反应速率不再变化。 2.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)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。 A点: 随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。 B点: 反应速率在此时达到最高 。 C点: 反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。 教材P85 练习与应用 (2)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。 (3)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。 教材P85 练习与应用 D B D 与生活的联系 多酶片的样子 《多酶片说明书》 功效：用于消化不良、食欲缺乏 成分：每片含胃蛋白酶13mg和胰酶0.3g(包括胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶) 注意事项：不宜用热水送服；不能与碱性食物同服；不宜搅碎服用或加水捣烂服用。 药品性状：本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。 0 唾液(淀粉酶) pH 6.2～ 7.4 胃液(胃蛋白酶) pH 0.9～1.5 小肠液（含多种酶）pH 7.6 与生活的联系 视频---制糖法的改进 用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？还有哪些产品可以用酶法生产？ 小结 降低化学反应活化能的酶 第2课时---下节课前提问 1.与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著,具有_____性。 2.一种酶只能催化一种或一类化学反应，体现酶具有_____性。 3.酶的作用条件比较 ，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性 ，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会 。过酸、过碱或温度过高，会使酶的 ，使酶 。在0℃时，酶的活性很低，但酶的 ，在适宜的温度下 。因此，酶制剂适宜在 下保存。 高效 专一 温和 最高 明显降低 空间结构遭到破坏 永久失活 空间结构稳定 酶的活性会升高 低温 Lavf58.76.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.33.100 $$