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

2024/11 授课老师 ： 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶 第 2 课 时 酶的特性 1 CONTENT 目 录 01 酶具有高效性 02 酶具有专一性 03 酶的作用条件较温和 酶具有高效性 01 01 酶具有高效性 1.实验验证：通过比较FeCl3和过氧化氢酶催化H2O2的分解速率，可 以得出酶具有高效性。 每滴溶液中Fe3+的数量是过氧化氢酶的分子数的25万倍。 2.含义：酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 01 酶具有高效性 3.酶高效性的曲线分析 时间 平衡点 A 无机 催化剂 不加催化剂 A、B曲线比较，说明酶具有________ A、C曲线比较，说明酶具有________ 高效性 催化作用 曲线分析：酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的 。酶_______(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。 平衡点 不能 酶 B C 问题3：酶能改变化学反应的平衡点，使产物的生成量增加吗？ 问题4：酶具有高效性有何意义？同学请试想如果酶不具有高效性我们的生活会怎样？ 01 酶具有高效性 4.酶具有高效性的意义： （1）保证了细胞代谢快速有效地进行。 （2）保证了细胞内能量供应的稳定。 酶具有专一性 02 02 酶具有专一性 02 酶具有专一性 1. 实验原理 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。（分别是？） 通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖（现象？），确定淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应 2. 实验目的 02 酶具有专一性 1 号试管 2 号试管 步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液 二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 现象 3.实验设计及结果结论分析 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 02 酶具有专一性 (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？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。 (2)专一性实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 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。 02 酶具有专一性 (3)该实验的自变量和因变量分别是什么？哪个是对照组哪个是实验组？ 自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。相互对照。 (4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？ 探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。 02 酶具有专一性 锁钥学说：认为整个酶分子的天然构象具有刚性结构，酶表面具有特定的形状。E与S的结合如同一把钥匙对一把锁一样。 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 意义：保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 酶的作用条件较温和 03 03 酶的作用条件较温和 定义：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性 酶活性： 表示：用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示 （酶促反应速率） 影响酶活性的条件有什么？ （提出问题） 酶促反应速率： 用单位时间内、单位体积中_______________或__________________来表示 反应物的减少量 产物的增加量 03 酶的作用条件较温和 1.人发烧时会食欲不振。 2.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。 资料： 温度 pH 影响酶活性的条件有什么？ 提出问题: 作出假设: 影响酶活性的条件有温度和pH 03 酶的作用条件较温和 设计实验： pH 温度 HCl、NaOH、清水 热水、温水、冰水 过氧化氢溶液 肝脏研磨液（H2O2酶） 淀粉 淀粉酶 ①能否用淀粉和淀粉酶来探究pH对酶活性的影响？ 不能， H2O2在高温时会分解 不能， 淀粉在酸性条件下会水解 检测 O2产生速率 碘液 ③为什么不能用斐林试剂对温度那个探究实验的结果进行检测？ ②能否用过氧化氢酶催化H2O2分解来探究温度对酶活性的影响？ 用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。 03 酶的作用条件较温和 《探究pH对酶活性的影响》实验方案 步骤 试管1 试管2 试管3 第一步 加入2滴肝脏研磨液 第二步 1 mL pH=7的缓冲液 1 mL盐酸溶液 1 mL NaOH溶液 第三步 加入2 mL H2O2溶液 第四步 观察气泡生成速率，或插入卫生香、观察复燃所需时间 需要在肝脏研磨液中加入调节pH的溶液后，再将酶液和底物混合，否则尚未调节pH,反应即已结束。 03 酶的作用条件较温和 步骤 试管1 试管1’ 试管2 试管2’ 试管3 试管3’ 1 2mL淀粉溶液 + + + 2mL淀粉酶溶液 + + + 2 分别保温5min 沸水浴 水浴60℃ 冰浴 3 混合 试管1’中的溶液与 试管1中的混合 试管2’中的溶液与 试管2中的混合 试管3’中的溶液与 试管3中的混合 4 分别保温2min 先沸水浴，然后冷却 水浴，60℃ 冰浴，0℃ 5 检测观察 加入2滴碘液，观察颜色变化 酶和淀粉混合前，务必各自在设定的温度保温5min，不能混合后再保温。因为一旦混合，二者即快速完成反应。 03 酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 E B 一定范围内，随温度升高，酶活性增强 超过一定范围，温度升高，酶活性降低 C D F A 1）左图AB段指： 。 2）左图BC段指： 。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。 (1)温度和pH通过影响酶活性影响酶促反应速率 03 酶的作用条件较温和 (1)温度和pH通过影响酶活性影响酶促反应速率 拓展应用1： 03 酶的作用条件较温和 (2)底物浓度和酶浓度都是通过影响底物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的，但并不影响酶活性 反应速率 底物浓度 （酶数量/活性限制） （底物通常足量） 反应速率 酶浓度 （酶量一定） 03 酶的作用条件较温和 (2)底物浓度和酶浓度都是通过影响底物与酶接触的面积来影响酶促反应速率的，但并不影响酶活性 反应速率 底物浓度 A B （酶数量/活性限制） （底物通常足量） 反应速率 酶浓度 （酶量一定） （1）请解释在 A、B、C 三点时该化学反应的状况。 例. 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。 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。 拓展应用2： 典题演练 （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。 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。 如果A 点时温度升高10℃,曲线上升的幅度变小因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反应速率都会变慢。 典题演练 （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。 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。 该曲线表明,B 点的反应底物的浓度足够大,是酶的数量限制了反应速率的提高,这时加入少量的酶,会使反应速率加快。 典题演练 例：如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( ) A.升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示 B.酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示 C.酶量是限制曲线MN段反应速率的主要因素 D.减小pH，重复该实验，M、N点位置都不变 B 3 酶的特性 27 $$