5.1.2 降低化学反应活化能的酶课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

第5章细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应的活化能 二、酶的特性 问题1: 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？ 酶的特性—制糖法的改进 （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 问题2: 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 酶的特性一：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3 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？ 酶的特性一：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 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 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 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 5 实验过程 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 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 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。 (2)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？你能从该实验得到什么结论？ 1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解； 2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。 (3)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为检测试剂？ 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。 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 大本p68 任务一 (1)该实验的自变量和因变量分别是什么？ 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4: 酶具有专一性的意义? 探究：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 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5: 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6: 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，增加实验说服力。 问题7: 针对该实验你还有其他的设计方案吗？ 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 酶的特性二：专一性 1.下列实验或现象能说明酶的高效性的是 ①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂　②取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中加入适量的淀粉酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸馏水，一段时间后，检测淀粉的分解情况　③在两支盛有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气泡的释放速率 A.①②③ B.①③ C.③ D.②③ √ 落实·思维方法 大本p69 2.下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是 A.过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B.每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C.催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 D.二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 √ 落实·思维方法 大本p69 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？ 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？ 酶的特性三：酶的作用条件较温和 酶活性：酶催化特定化学反应的能力 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： 酶的特性三：酶的作用条件较温和 序号 项目 1 1* 2 2* 3 3* 1 加入可溶性淀粉溶液保温5 min 2 mL － 2 mL － 2 mL － 2 加入淀粉酶溶液保温5 min － 1 mL － 1 mL － 1 mL 3 温度条件(℃) 0 60 100 4 相同温度下淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，保持温度 3 mL混合液 3 mL混合液 3 mL混合液 5 碘液检验 6 结论 探究温度对酶活性的影响的实验 大本p70 任务二 酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温度过高或过低都会影响酶的活性 变蓝 不变蓝 变蓝 思考：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。 不一定！ (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？ 为了保证反应一开始就达到预设温度，不会因为混合而改变温度。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？ 不能，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度，而过氧化氢在高温时会分解，影响对实验结果的分析。 (3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中，能否用斐林试剂来检测？ 不能，斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，会对实验结果造成影响。 探究温度对酶活性的影响的实验 大本p70 任务二 2.酶的作用条件较温和 (1)酶活性受温度影响示意图(如图) 在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的______ 。在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而 ；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而 。 最适温度 加快 下降 低温保存酶等蛋白质制品 高温破坏酶的空间结构，使酶失活 总结：温度对酶活性的影响 大本p70 梳理 序号 项目 试管1 试管2 试管3 1 加入新鲜的肝脏研磨液 每支试管各1 mL 2 不同pH的处理 加入物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL 加入蒸馏水1 mL 加入物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液1 mL 3 加入过氧化氢溶液 每支试管各2 mL 4 用带火星的卫生香进行检验 5 预期实验现象 无反应 迅速复燃 无反应 6 结论 pH能影响酶活性 探究pH对酶活性的影响的实验 大本p71 任务三 (1)该实验中，能否在加入肝脏研磨液后，直接加入过氧化氢溶液，然后再调节pH？为什么？ 不能。因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响实验结果。 (2)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ 不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。 探究pH对酶活性的影响的实验 大本p71 任务三 (2)酶活性受pH影响示意图(如图) 在一定条件下，酶活性最大时的pH称为该酶的______ 。pH偏高或偏低，酶促反应速率都会 。 (3)过酸、过碱或温度过高，会使酶的______________ ，使酶永久失活，在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的_______ ，在适宜的温度下酶的活性会 ，因此，酶制剂适宜在_____ 下保存。 最适 pH 下降 空间结构遭到 破坏 空间结 构稳定 升高 低温 探究影响酶活性实验的“四步曲” (1)分组编号：将实验器具分组编号并加入相应的等量试剂。 (2)控制变量：控制影响酶活性的条件，即首先将底物、酶液分别处理使其达到预设的条件。 (3)进行反应：让酶液与底物混合，在预设的条件下反应，无关变量应保持相同且适宜。 (4)结果检测：检测实验的因变量，观察并记录实验结果。 探究影响酶活性实验的“四步曲” 大本p71 3.下列有关酶的实验的叙述，正确的是 A.探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物 B.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果 C.用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放速率可 达到目的，不需对照 D.探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温 度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化 √ 落实·思维方法 4.(2023·汕头高一期末)菠萝蛋白酶存在于菠萝细胞内，其能损伤口腔黏膜，导致人在食用过程中产生疼痛感。研究人员探究了在不同温度和NaCl浓度的环境中浸泡菠萝对菠萝蛋白酶活性的影响，结果如图。下列分析错误的是 A.菠萝蛋白酶能催化口腔黏膜的蛋白质 分解 B.该酶到达胃部后空间结构可能会发生 改变 C.高盐浓度可以降低菠萝蛋白酶的活性 D.建议食用前用40 ℃的温水浸泡菠萝 √ 落实·思维方法 Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.51(gap_fixed:False) $$