5.1.2酶的特性课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.1 细胞的能量供应和利用 第二课时 酶的特性 酶的高效性 你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。如果供能的化学反应慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗?化学反应要酶来催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飞。 说明酶高效性有什么生物学意义？ 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。 二、酶的特性 酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。 资料1 口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙缝的肉丝两天后还没被消化。 资料2 脲酶——只能催化尿素分解。 蛋白酶----只能催化蛋白质水解。 唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。 每一种酶只能催化 化学反应。 一种或一类 资料3 人发热时体内消化酶活性降低，导致食欲下降。 胃和小肠pH值分别约为2和6.8，若胃蛋白酶到了小肠内，则不能发挥作用。 高效性 专一性 作用条件 温和 探究酶高效性的实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 加FeCl3 加H2O2酶 3号和4号对照，说明： 与无机催化剂相比，酶具有高效性 酶具高效性的意义： 保证细胞生命活动的正常进行 1.酶具有高效性 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 (1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 4 探究·实践——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验目的 实验原理 淀粉酶能使淀粉水解成还原性糖，还原性糖能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。 淀粉酶不能让蔗糖水解，所以与斐林试剂反应不能生成砖红色沉淀。 探究淀粉酶是否只催化特定的化学反应。 1号 2号 实验步骤 一 二 三 实验现象 结论 2ml淀粉溶液 2ml蔗糖溶液 淀粉酶2ml，振荡，60℃保温5min 加入斐林试剂→振荡→水浴1min 砖红色沉淀 无变化 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 思考：本实验自变量、因变量、无关变量分别是？ 底物种类 底物和酶的量、 温度、反应时间等 底物水解情况 探究·实践——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 时间 底物的 剩余量 底物A + 酶B 底物B + 酶B (1)专一性模型解读 (2)专一性的曲线解读 底物的 剩余量 底物A + 酶B 底物A + 酶A 时间 0 0 1.酶具有专一性 酶作为能够催化生化反应的有机物，有哪些因素会影响酶的作用呢？ 酶活性: 酶催化特定化学反应的能力 在一定条件下催化某一化学反应的速率 三、酶活性的影响 探究·实践——影响酶活性的条件 提出问题： 温度会影响酶的活性吗？ 作出假设： 温度会影响酶的活性。 实验原理： 实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响 淀粉→麦芽糖和葡萄糖 ↓碘液 ↓碘液 蓝色 不形成蓝色 实 验 步 骤 一 1 2 3 4 5 6 二 三 三 四 五 实验现象 结论 1、3、5各加2mL淀粉溶液，2、4、6各加淀粉酶溶液1mL 0 ℃保温约5min 60 ℃保温约5min 100 ℃保温约5min 3、4号试管 溶液混合 5、6号试管 溶液混合 1、2号试管 溶液混合 在各自的温度条件下反应约5min 各加入两滴碘液 振荡 蓝色 不变蓝 蓝色 温度对酶活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性 实验一：探究温度对淀粉酶活性的影响 （1）为什么淀粉和淀粉酶溶液分开保温后再混合？ 防止在达到控制温度前淀粉酶已将淀粉水解 问题讨论 （2）能否在反应后加新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生 成来判断试管中的淀粉是否水解了？ 不能。此实验要严格控温，而斐林试剂反应需水浴加热。 (3) 能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？ 不能，过氧化氢本身受热就会分解，所以温度除了影响酶的活性外也会影响过氧化氢分解速率, 不能体现单一变量原则. 所以酶适合在 下保存。 温度对酶活性的影响曲线解读： 一定温度范围内，酶促反应速率 随温度的升高而加快 最适温度时，酶促反应速率最快 AB： B点： BC： 超过最适温度，酶促反应速率随温 度升高而减慢 低温、高温对酶活性的影响一样的吗？ 低温：抑制酶的活性，升温后能恢复活性。 高温：使酶的 遭到破坏，导致酶 ，甚至永久失活。 空间结构 变性 低温 失活 抑制 【相关信息】 不同生物的最适温度不同 动物：35-40℃之间； 植物：40-50℃之间； 细菌和真菌：差别较大。 有的酶最适温度可达70℃ 实 验 步 骤 1号 2号 3号 一 二 三 四 实验现象 结论 各加入3%过氧化氢2mL 几乎无气泡 反应约5min，记录气泡产生情况 较多气泡 几乎无气泡 各加入肝脏研磨液2滴 1mL PH=7的缓冲液 1mL 5%HCl 1mL 5%NaOH 过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高 实验二：探究pH对酶活性的影响（过氧化氢和过氧化氢酶） 可否以淀粉为底物，酶用淀粉酶来探究pH对酶活性的影响？ 不能，酸性条件下淀粉会分解，PH不仅影响酶活性，还影响淀粉分解速率，不能体现单一变量原则。 第二、三步能不能颠倒？ 不能，要保证反应开始便达到预设pH pH对酶活性的影响曲线解读： 过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？ 过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活 pH 反应速率 最适pH A B C 一定pH范围内，酶促反应速率随pH升高而加快 在最适pH时，酶促反应速率最快 AB： B点： BC： 超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢。 失活 失活 一般来说，酶的最适pH: 动物：在6.5-8.0之间； 植物：在4.5-6.5之间； 细菌和真菌：差别较大。 口腔中的唾液淀粉酶到达胃， 或者胃蛋白酶到达小肠后还有活性么？ 无 pH≈6.8 pH≈1.5 pH≈8 【相关信息】 四、酶的作用条件温和 ①含义 ②意义 保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。 ③原因 过酸、过碱或温度过高 空间结构破坏 酶永久失活 低温 抑制活性，空间结构稳定，适宜温度下活性会恢复 酶催化反应需要在比较温和的条件下进行，在最适宜的温度和PH条件下，酶活性最高。 17 1、温度 2、pH 3、酶的调节剂（激活剂和抑制剂） 改变酶的活性 不改变酶的活性 影响酶促反应速率的因素 1、酶浓度 2、反应物浓度 1、温度 2、pH 3、酶的调节剂（激活剂和抑制剂） 改变酶的活性 不改变酶的活性 酶促反应速率 酶的浓度 反应速率随酶浓度的高而加快 4、酶的浓度 在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；达到一定浓度后，反应速率不再变化 酶促反应 速率 底物浓度 酶量一定 5、底物浓度 影响酶促反应速率的因素 影响酶活性的因素-抑制剂 活性 位点 活性位点 空间结构 改变 重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用 调节剂 激活剂 抑制剂 20 酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析 1．反应条件 (1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析 2．酶浓度 在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。 3．反应底物浓度 (1)加入酶A时，一定范围内随底物浓度增加反应速率增加， 当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。 (2)酶A会促进酶促反应进行酶B不会，说明酶具有专一性。 酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析 酶量一定 4．pH和温度 (1)甲图： ①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱； ②过酸过碱都会使酶失活 ③不同的酶最适pH不同 (2)乙图： ①在一定温度范围内，随温度升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用将减弱； ②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活 (3)丙图： 反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。 酶的活性与酶促反应速率的相关曲线分析 小结 练习与应用 1.提示:这个模型中 A 代表某类酶，B 代表底物，C 和 D 代表产物。这个模型的含义是酶 A与底物 B 专一性结合，催化反应的发生,产生了产物 C 和 D。这个模型可以类比解释酶的专一性 二、拓展应用 1.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释酶的什么特性？ 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。 (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。 (1) 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。 (2)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。变化后的曲线如图所示： (3)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。变化后的曲线如图所示： $$