5.1酶的作用和本质第2课时课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦酶的高效性、专一性及作用条件较温和三大特性，通过回顾活化能概念、酶的本质及“过氧化氢在不同条件下的分解”实验导入，衔接旧知与新授内容，搭建知识学习支架。 其亮点是以实验探究为主线，如“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解”实验设计变量分析，培养科学思维；温度pH影响酶活性实验的步骤与思考题，强化探究实践；结合曲线分析和“锁钥模型”渗透结构与功能观，助力学生深化理解，也为教师提供清晰教学思路。

5.1降低化学反应活化能的酶 第二课时 酶的特性 1 2.各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶： 提供分子的能量 降低化学反应的活化能 同无机催化剂相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。 1.什么是活化能？ 3.酶的本质： 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。 大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。 知识点回顾 2 ②低温会 酶的活性，但 破坏它的空间结构， 失活（可逆）。 ①过酸、过碱、高温会使酶的 。遭到破坏，使 酶 （不可逆）； （2）专一性：每一种酶只能催化 化学反应； （1）高效性：降低活化能的作用更 ，是 的 107~1013倍； 显著 无机催化剂 一种或一类 空间结构 永久失活 抑制 不会 不会 （3）作用条件较温和 一、酶的特性 回顾【过氧化氢在不同条件下的分解】的实验探究： 加热 加Fe3+ 加肝脏研磨液 思考：过氧化氢酶和Fe3+的催化效率哪一个更高？ 过氧化氢酶 一：酶具有高效性 时间 产物浓度 A、加酶 B、加无机催化剂 C、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 酶高效性的曲线分析 5 材料：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、 斐林试剂、碘液、水浴锅等 方案一 方案二 酶相同，底物不同 底物相同，酶不同 ①底物a+酶溶液 ②等量底物b+等量相同酶溶液 ①底物+酶溶液1 ②等量相同底物+等量酶溶液2 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 二：酶具有专一性 6 实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 三 2支试管均加入______________2滴，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。 四 加入__________→振荡→60℃水浴加热2min （或水浴煮沸1min） 实验现象 结论 1号试管加入2ml淀粉溶液 2号试管加入2ml蔗糖溶液 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 新鲜淀粉酶溶液 斐林试剂 1号试管溶液生成砖红色沉淀 2号试管溶液不生成砖红色沉淀 自变量 因变量 无关变量 底物（反应物）的种类 底物是否产生砖红色沉淀（还原性糖） 方案一：酶相同，底物不同 【思考】 1、用斐林试剂检测的原理是什么？ 2、该实验能用碘液替换斐林试剂吗？为什么？ 斐林试剂可以与产物（还原糖）发生颜色反应。 淀粉（非还原性 ） 麦芽糖（还原性） 淀粉酶 蔗糖（非还原性） 葡萄糖（还原性）+果糖（还原性） 蔗糖酶 不能！ 碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解，反应前后均不变蓝。 8 实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 向两支试管各加入2ml淀粉溶液 三 四 反应5min后，向两支试管加入等量的________ 实验现象 结论 1号试管加入2滴新鲜淀粉酶溶液 2号试管加入2滴新鲜蔗糖酶溶液 淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解 【思考】该实验能否用斐林试剂鉴定？ 可以，1号出现砖红色沉淀，2号没有 淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用 碘液 1号试管溶液不变蓝 2号试管溶液变蓝 自变量 因变量 无关变量 酶的种类 蓝色是否消失/淀粉是否水解 方案二：底物相同，酶不同 底物 （反应物） 酶 产物 （生成物） 酶 酶 1.酶具有专一性的模型：锁钥模型 二、酶具有专一性 11 2.每一种酶只能催化_________________化学反应 如：脲酶——只能催化____________分解。 过氧化氢酶——只能催化___________________分解。 二肽酶——可以催化所有的____________分解。 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 一种或一类 尿素 过氧化氢 二肽 3.酶具有专一性的意义： 二、酶具有专一性 12 例：为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进检测，合理的实验方案是：( ) A．①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测 C．④和⑤对比，用斐林试剂检测 D．③和④对比，用斐林试剂检测 组别 酶 反应物 ① ② ③ ④ ⑤ 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 蛋白质 蛋白质 淀粉 淀粉 麦芽糖 B 许多无机催化剂还能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。 酶起催化作用需要怎样的条件呢？ 生活实践 做出假设 1.加酶洗衣粉包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围 2.不同消化液的pH不一样,唾液的pH为6.2～7.4，胃液的pH为0.9～1.5，小肠液的pH为7.6 提出问题 温度会影响酶的活性吗？ pH会影响酶的活性吗？ 温度会影响酶的活性 pH会影响酶的活性 探究点三：影响酶活性的条件 材料用具 质量分数为2%新配制的淀粉酶溶液, 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液, 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）, 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液， 质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的氢氧化钠溶液, 热水，冰块，碘液，斐林试剂； 试管，烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架， 石棉网，酒精灯，火柴, 卫生香。 思考：验证pH对酶活性影响的实验选择哪种酶？ 验证温度对酶活性影响的实验选择哪种酶？ 1.选择淀粉酶和淀粉溶液还是选择H2O2酶和H2O2溶液作为实验材料？ 3组实验，3个温度，分别为高温，低温和适宜温度。 2.设计几组实验？选择几个温度？ 选择淀粉酶和淀粉溶液。因为H2O2受温度影响也会分解。 3.选择什么样的鉴定试剂(碘液或者斐林试剂)？ 碘液，斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度，无法达到斐林试剂的温度要求。 探究温度对酶活性的影响 先在不同的温度下分别处理淀粉和淀粉酶溶液，再将淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。 实验原理 1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管 加淀粉 2ml — 2ml — （ ） — 加淀粉酶 — （ ） — 2ml — 2ml 保温 混合 将2加入1中 将4加入3中 保温 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 结论 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 2ml 2ml 变蓝 变蓝 不变蓝 温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性 将6加入5中 自变量 因变量 无关 变量 探究温度对酶活性的影响（用淀粉酶） 1.为什么要先将底物和酶控制到预设温度，再混合反应？ 酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一混合就已发生反应，降低了实验的说服力。 该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。 2.不能用斐林试剂检测的原因？ 3.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？ 缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。 【思考】 用不同pH值的溶液分别处理H2O2酶，用不同PH值处理的H2O2酶催化H2O2分解，其它因素一致，观察气泡的产生量，即达到实验目的。 实验原理 不使用淀粉酶和淀粉溶液的原因： 1.淀粉在酸性条件下会被水解 2.淀粉酶在碱性环境中，会优先与碱反应，而不与淀粉反应 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 1号试管中加入 _____________ 。 2号试管中加入等量 ________________ 3号试管中加入等量 ________________ 三 三支试管都加入 ______________________ 四 三支试管都加入 ，振荡，反应 实验现象 实验结论 2滴0.01mol/LNaOH 溶液 2 mLH2O2溶液 无明显变化 无明显变化 酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性 2滴新鲜肝脏研磨液 0.01mol/L HCl pH=7的缓冲液 产生大量气泡 【思考】可以用淀粉酶探究PH值对酶活性影响吗？ 不能，酸能催化淀粉水解 自变量 因变量 无关 变量 实验2：探究pH对酶活性的影响（用H2O2酶） 22 若要研究最适温度和最适PH，我们可以通过 ， 先在一定范围内设置 温度（PH），然后以效果最佳 的一组为中心， ，缩小 ，并 减小温度（PH） ，重做实验。 探究酶的最适温度或PH 预实验 梯度 前推一组后推一组 变量范围 梯度 先 ，再 。 注意 设置变量 混合 3 作用条件较温和 探究酶的最适温度或PH 3 作用条件较温和 一般来说，动物体内的酶最适温度在35～40℃;植物体内的酶最适温度在40～50℃;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。 动物体内的酶最适pH大多在6.5～8.0，人体唾液的pH为6.2～7.4，小肠液的pH为7.6。但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5;植物体内的酶最pH大多为4.5～6.5。 与无机催化剂相比，酶所催化的反应一般是在比较温和的条件下进行的 小结三：酶的作用条件较温和 (三) 影响酶促反应的因素 1.温度和PH（影响酶活性） ①在一定范围内，随温度（PH）的升高，酶的催化作用 ， 超过这一范围，催化作用逐渐 ； ②低温只会 酶的活性，不会改变酶的空间结构；高温、强酸、 强碱会使酶 ，改变其空间结构。 增强 减弱 抑制 失活 ①自变量是 ，因变量是 ； ②A图中PH的变化 酶作用的最适温度；B图中温度的变化 酶作用的最适温度； ③此图 得出PH=7为最适PH,也 得出温度=30℃为最适温度， 只能说酶活性在此条件下，PH=7，温度=30℃时 。 应用 温度和PH 酶的活性 不影响 不影响 不能 较强 不能 (三) 影响酶促反应的因素 纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。 因为梯度太大了 生成物的量 时间 底物浓度(v) 底物浓度(2v) 酶促反应速率 底物浓度 图1 图2 如图1，在OA段，反应速率随底物浓度的升高而加快，在AB段，反应速率不再变化，其原因是酶的数量有限。 O A B 如图2，在OA段，生成物的量随反应时间的增加而增加，在AB段，生成物的量不再变化，其原因是底物的量有限。 O A B (2)底物浓度： 酶促反应速率 酶的浓度 生成物的量 时间 酶的浓度(a) 酶的浓度(2a) 不考虑底物量 底物浓度一定 注意：酶只能加速化学反应达到平衡，但不会改变达到平衡时反应物和生成物的量 底物浓度一定 图1 图2 O A B (3)酶的浓度 30 30 下图表示的是在最适温度下，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：反应速率不再随着反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。 A B C 反应速率 反应物浓度 习题巩固 下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 A B C 反应速率 反应物浓度 （2）如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。 如果在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。 习题巩固 下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 A B C 反应速率 反应物浓度 （3）如果在B点时往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。 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。 习题巩固 t/℃ υ/mmol·s-1 最适温度 0 抑制 失活 υ/mmol.·s-1 0 pH 酶活性受pH影响示意图 酶活性受温度影响示意图 最适pH 失活 失活 思考：低温、高温、过酸和过碱对酶活性影响的本质相同吗？酶该如何保存？ 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；在0℃左右时酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜温度下其活性会升高。因此，酶适宜在低温下保存。 探究点四：酶的相关曲线分析 酶的特性 （1）酶具有高效性 （2）酶具有专一性 （3）酶的作用条件较温和 产生部位 活细胞（不包括成熟的红细胞） 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA　 合成原料 氨基酸或核糖核苷酸　 功能 生物催化作用 细胞内外或生物体外均可 作用场所 酶的本质 作用机理 降低了化学反应的活化能 课堂小结 1、下列关于酶的叙述中正确的一项是 （ ） ① 酶是活细胞产生的 ② 酶都有消化功能 ③ 酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶 ④ 酶能够降低化学反应活化能，具有专一性、高效性、作用条件温和的特点 ⑤ 酶促反应与外界条件无关 ⑥ 淀粉酶能促进淀粉水解 ⑦酶只有在生物体内才起催化作用 A.①②③④ B.①②④⑤ C.①②④⑥ D.①④⑥ D 2.如图所示，甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。下列相关分析不正确的是(　　) A． 图甲中，因反应液中酶的数量有限，当反应物达到一定浓度时，反应速率不再上升B． 图乙中，a点对应的温度称为最适温度 C． 图乙中，温度超过a点后反应速率急剧下降，其原因是高温条件下酶变性失活D． 图丙中，pH从6上升到10的过程中，酶活性先增强，后降低 D $