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必修1

5.1降低化学反应活化能的酶 第二课时 过氧化氢+FeCl3 过氧化氢+过氧化氢酶 现象： 现象： 带火星的木条复燃，并燃烧剧烈 带火星的木条复燃 过氧化氢酶比FeCl3的催化效率更高。 酶 实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 具有高效性 知识回顾 酶高效性的曲线分析 （1）与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 （2）酶只能缩短达到化学平衡所需的时间, 不能改变化学反应的平衡点（不改变生成物的量）。 时间 生成物浓度 平衡点 无催化剂 无机催化剂 酶 注意：酶参与化学反应后，它本身的性质和数量不会发生改变 供能的化学反应如果慢悠悠地进行。 酶的高效性有什么意义？ 你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。 化学反应需要酶来催化 酶的催化效率要高 中国队球员武磊在与巴勒斯坦队的比赛中侧身凌空抽射 想一想 一种无机催化剂可以催化多种化学反应 一种酶可以催化多种化学反应吗？ 淀粉 唾液淀粉酶 还原糖 葡萄糖 麦芽糖 其他糖 （蔗糖） 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 +斐林试剂 砖红色沉淀 水浴加热 探究·实践 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 1、实验原理 淀粉/蔗糖溶液（非还原糖） +斐林试剂 无颜色变化 水浴加热 淀粉/蔗糖溶液 酶水解 还原糖 +斐林试剂 出现砖红色沉淀 水浴加热 2、实验目的 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 3、实验材料 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 4.实验步骤： 步骤 试管编号 1 2 一 注入可溶性淀粉溶液 2ml —— 二 注入蔗糖溶液 —— 2ml 三 注入新鲜的淀粉酶 2ml 2ml 四 加入斐林试剂 振荡，60℃水浴加热5min 现象 生成砖红色沉淀 无砖红色沉淀 1 2 5.结论： 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。 能不能用碘液代替斐林试剂？ 不能，碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。 有没有其他的方法验证酶的专一性？ 酶相同，底物不同 底物相同，酶不同 淀粉+淀粉酶 淀粉+蔗糖酶 可用碘液验证 请同学们设计实验步骤（以表格形式表示） 酶的专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 反应物浓度 反应速率 酶A 酶B或无酶 意义：细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行 单击添加标题 03 高压 高温 强酸 强碱 √ √ √ √ 无机催化剂 酶 10 PART ONE 单击添加标题 03 03 3.酶的作用条件比较温和 高压 高温 强酸 强碱 大多是蛋白质 变性失活 11 为什么每次发烧都会食欲不振？ 当体温升高时，会影响消化酶活性，一旦活性降低，就会影响消化系统运行，肠胃虚弱，所以会出现食欲不好。 那么酶起催化作用需要怎样的条件呢？ 探究影响酶活性的条件 唾液pH为6.2~7.4 胃液pH为0.9~1.5 小肠液pH为7.6 探究·实践 影响酶活性的条件 酶活性： 酶催化特定化学反应的能力。 （可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。） 1.温度会影响酶的活性 2.pH会影响酶的活性 1.温度会影响酶的活性吗？ 2.pH会影响酶的活性吗？ 提出问题 做出假设 设计实验 分析结果 得出结论 实施实验 表达与交流 实验思路： 设置条件对照 底物+ 条件1 条件2 条件3 +酶 一段时间后 检测 底物的减少量/产物的生成量 …… 当探究温度对酶活性的影响时，pH是无关变量，在实验中一定要保持相同且适宜的单一变量原则。 反之，当探究pH对酶活性的影响时,在实验中一定要保持温度相同且适宜的单一变量原则。 探究温度对酶活性的影响 1、实验材料的选择 H2O2 淀粉 原因：H2O2加热条件下会加快分解速率。 可溶性淀粉溶液+ 0℃ 60℃ 100℃ +淀粉酶 一段时间后 检测 淀粉的减少量 （碘液检测） 60℃为植物淀粉酶的最适温度，若用人的唾液淀粉酶对照组应设置为37℃。 2、实验思路 实验分组 1号试管 2号试管 3号试管 实验步骤 一 试管各加入2mL淀粉溶液 二 三 四 实验现象 结论 加热至100℃，约5min 加热至60℃，约5min 保持0℃冰水中约5min 加入淀粉酶2滴，振荡 各加入两滴碘液 振荡 无明显现象 只有在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 蓝色 注意：不能先将酶和反应物混合后再分别放置再不同温度下处理，因为酶具有高效性，酶和反应物混合后会立即发生催化反应。 酶活性受温度影响示意图 最适温度 t/℃ υ/mmol. s-1 抑制 失活 在 下，酶的活性最高； 温度偏高或偏低酶的活性都会明显 ； 温度过高酶的空间结构遭到破坏，酶会永久 ，低温 ，并没有破坏酶的空间结构。 酶制剂适宜在低温下保存。 最适宜温度 降低 失去活性 抑制了酶的活性 探究pH对酶活性的影响 1、实验材料的选择 H2O2 淀粉 原因：酸性条件下会加快淀粉的水解速率。 H2O2 pH=2 pH=7 pH=12 +过氧化氢酶 一段时间后 检测 O2的生成量 （气泡产生速率/卫生香的复燃情况） 2、实验思路 不同酶最适pH可能不同，例：胃蛋白酶的最是pH为1.5。 过氧化氢溶液 1号试管 2号试管 3号试管 实验步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 加入过氧化氢酶2滴，振荡2min 试管各加入2mL过氧化氢溶液 pH＝7 pH=12 pH＝2 将带火星的卫生香分别放入试管中 无明显变化 复燃 无明显变化 只有在适合的pH下酶的催化效率最好 注意：不能先将酶和反应物混合后再分别放置再不同pH下处理，因为酶具有高效性，酶和反应物混合后会立即发生催化反应。 在最适合的pH下，酶的活性最高 空间结构 活性 最适pH pH υ/mmol. s-1 失活 失活 酶活性受pH影响示意图 在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏,蛋白质变性，酶永久失去 。 低温：抑制 高温：失活 过酸：失活 过碱：失活 温度、pH 酶活性受pH影响示意图 一般来说影响蛋白质活性的因素都能影响酶的活性 知识延伸 影响酶促反应速率的因素 1、温度 3、酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。 4、底物浓度：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，反应速率不再变化。 酶促反应速率 酶的浓度(底物充足情况下） 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 2、pH 高温使酶变性失活，低温利于酶保存 强酸、强碱可使酶变性失活 影响酶的活性和酶促反应速率的因素并不完全相同 酶具有高效性 酶的作用条件较温和 酶具有专一性 酶的特性 酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 高温使酶变性失活，低温利于酶保存，强酸、强碱可使酶变性失活 23 课堂检测 1.下图表示一个酶促反应，它所能反映的酶的特性和a、b、c最可能表示的物质依次（ ） A.高效性　蛋白酶　蛋白质　多肽 B.专一性　淀粉酶　淀粉　麦芽糖 C.专一性　麦芽糖酶　麦芽糖　葡萄糖 D.高效性　脂肪酶　脂肪　甘油和脂肪酸 B 2.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题： (1)三种温度条件下，该酶活性最高的是_____组。 (2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速率会_______。 (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是__________________________________。 (4)生物体内酶的化学本质是___________，其特性有_________________(答出两点即可)。 B 加快 不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 蛋白质或RNA 高效性、专一性 $$