5.1 降低化学反应活化能的酶之酶的特性课件-2026-2027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“酶的特性”核心知识点，涵盖高效性、专一性及作用条件较温和，结合影响酶促反应的温度、pH等因素。课堂从加酶洗衣液使用注意事项导入，联系生活实际引出酶的作用条件，再通过淀粉酶水解实验等探究活动深入特性，构建生活-理论-实验的学习支架。 其亮点是以探究实践为主线，设计温度、pH对酶活性影响等实验，通过变量分析、错误辨析培养科学思维，结合钥匙-锁模型体现结构与功能观的生命观念。随堂检测与课堂小结助力学生巩固，教师可高效系统教学，提升学生探究能力与知识应用。

第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低反应活化能的酶 酶的特性 观看视频 知识点1 酶催化反应的特性 Fe3+ 过氧化氢酶 特点：酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。 概念：酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 1.酶的高效性 酶催化反应的特性 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。 1.酶的高效性 平衡点 时间 加入酶 无机催化剂 未加酶 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。 无机催化剂催化的化学反应的范围比较广，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。酶也能催化多种反应吗？ 探究酶的专一性 活动1 【探究·实践】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 （1）实验原理 淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 还原糖 产生砖红色沉淀 斐林试剂 水浴加热 淀粉 麦芽糖 水解 蔗糖 葡萄糖+果糖 水解 淀粉酶 ？ 探究酶的专一性 活动1 实验步骤 ① 取两支试管，编号1、2 ② ③ ④ 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 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 无关 变量 因变量 2支试管均加入___________2mL，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。 淀粉酶溶液 各加入_____________→振荡→60℃水浴加热2min （或水浴煮沸1min） 斐林试剂2mL 斐林试剂的显色条件； α-淀粉酶最适温度，此时酶活性最高。 （2）实验设计 自变量 无关 变量 因变量 淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。 不能；肽酶能催化多种多肽水解是因为不同多肽中可能存在它能识别的相同类型肽键结构，它仍然具有专一性。 （1）上述实验说明了什么？ （3）肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？ 不能；因为碘液只能检测淀粉是否被水解，蔗糖是否被水解都不会使碘液变色。 （2）上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ 探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 （4）本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？ 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。 （3）实验分析 意义：使细胞代谢有条不紊地进行。 概念：一种酶只能催化_____________化学反应。 一种或一类 例如： 脲酶——只能催化尿素分解 过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解 二肽酶——可以催化所有的二肽分解 分析酶的专一性模型 活动2 A表示______； B表示被A催化分解的______； E、F表示B被分解后______； C、D表示__________________。 酶 底物 产物 不能被酶催化的物质 2.酶的专一性 酶和被催化的反应物分子均具有特定的结构。 诱导契合模型 钥匙-锁模型 （酶是锁，底物是钥匙） 拓展：酶的专一性模型 知识点2 酶的作用条件 1.酶活性 表示方法：在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 概 念：酶催化特定化学反应的能力成为酶活性。 许多无机催化剂能在高温、强酸、强碱条件下催化化学反应。酶起催化作用需要什么样的条件呢？温度或pH的改变会不会影响酶的活性呢？ ？ 使用温水30-40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水 加酶洗衣粉 酶的作用条件 可用单位时间内产物生成量或底物消耗量表示。 使用温水30-40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水 加酶洗衣粉 唾液（淀粉酶） pH 6.2~7.4 胃液（胃蛋白酶） pH 0.9~1.5 小肠液（含多种酶） pH 7.6 ①酶的催化效率可能受温度影响。 ②酶的催化效率可能受pH值的影响，并且不同的酶需要不同的pH 条件。 思考：根据以上材料，能得出哪些结论？ 探究温度或pH对酶活性的影响 酶的作用条件 探究实验的一般步骤 3.设计实验 4.进行实验 5.分析结果、得出结论 6.表达与交流 2.作出假设 1.提出问题 温度、pH会影响酶的活性 温度、pH的改变会不会影响酶的活性呢？ 分析实验原理 确定探究温度、pH对酶活性的影响，分别所用的材料、检测试剂等。 （建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响） 自 变 量： 因 变 量： 无关变量： 1 底物 + 条件1 + 酶 2 底物 + 条件2 + 酶 3 底物 + 条件3 + 酶 ………… 底物的减少量或产物的生成量 实验思路 一段时间后检测 不同的温度或pH 酶的活性（底物的减少量或产物的生成量） 底物浓度、底物的量、处理时间等 变量分析 探究温度或pH对酶活性的影响 探究1：探究温度对酶活性的影响 （1）实验原理 ①反应原理 ②鉴定原理 淀粉 麦芽糖 ↓碘液 ↓碘液 蓝色 无蓝色出现 淀粉酶 温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。 下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误。 实验1 序号 项目 试管 1 2 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 90 ℃ 4 相同温度下两溶液混合 混合液 混合液 5 斐林试剂 2 mL 2 mL 6 实验现象     错误： 。 缺少60 ℃的对照组，且不宜选用斐林试剂作为检测试剂 未对底物和酶进行保温处理就混合在一起 序号 项目 试管 1 2 3 1 可溶性淀粉溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 α-淀粉酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 3 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 4 碘液 2滴 2滴 2滴 5 实验现象       错误： 。 下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误。 实验2 序号 项目 试管 1 2 3 1 过氧化氢溶液 5 mL 5 mL 5 mL 2 温度 0 ℃ 60 ℃ 90 ℃ 3 过氧化氢酶溶液 3 mL 3 mL 3 mL 4 实验现象       下列3组实验是探究温度对酶活性的影响，请分别从中寻找错误。 实验3 错误：_______________________________________________________。 不应选用过氧化氢溶液作为反应底物，因为高温条件下，会直接 使底物分解加快，而不是通过影响酶的活性来影响底物的分解 操作 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 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 2ml 2ml 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃水浴保温5min 将6加入5中 自变量 无关 变量 因变量 探究1：探究温度对酶活性的影响 特别说明： 1.不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，加热也会加快过氧化氢的分解，影响实验结果。 2.本实验的检测试剂一般不用斐林试剂代替碘液，因为斐林试剂需要水浴加热，改变了温度，本实验温度为自变量，需要严格控制。 3.本实验的无关变量包括溶液体积、处理时间、pH等，应该保证相同且适宜。 4.本实验的自变量为温度，因变量为酶活性，因变量观测指标为加碘液后的颜色变化情况。 5.本实验中，不能将淀粉和淀粉酶混合均匀后，再在不同温度下处理，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完全。 探究1：探究温度对酶活性的影响 探究2：探究pH对酶活性的影响 （1）实验原理 ①反应原理 ②鉴定原理 过氧化氢 水（H2O）+氧气（O2） 过氧化氢酶 pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用气泡的产生量（或点燃但无火焰的卫生香复燃的情况）来检验其生成量的多少。 探究2：探究pH对酶活性的影响 实验 步骤 ① 取三支试管，编号1、2、3。 ② 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______。 ③ 三支试管都加入____________________ ④ 三支试管都加入________________，振荡，反应 实验现象 实验结论 2滴NaOH 2 mL H2O2溶液 产生少量气泡 产生少量气泡 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 稀盐酸 清水 产生大量气泡 自变量 无关 变量 因变量 特别说明： 探究2：探究pH对酶活性的影响 1.探究pH对酶活性的实验时，不能选用淀粉酶溶液酶催化淀粉分解，因为酸可以催化淀粉的水解。 2.本实验的无关变量包括溶液体积、处理时间、温度等，应该保证相同且适宜。 3.本实验的自变量为pH，因变量为酶活性，因变量观测指标为氧气的产生速率。 4.本实验中，不能将底物和酶混合均匀后，再在不同pH下处理，因为底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完全，即“先创条件，再行反应”。 2.酶的作用条件较温和 失活 失活 失活 抑制 在最适温度和最适pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定；酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件。 观看视频 3.影响酶促反应速率的因素 除了前面提到的温度、PH还有酶的浓度、底物的浓度。 在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快；但达到一定浓度后，反应速率不再变化。 酶促反应速率 底物浓度 酶促反应速率 酶的浓度 反应速率随酶浓度的升高而加快。 拓展延伸：酶的抑制剂 酶分子通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心.组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2、-COOH、-SH、-OH和咪唑基等。 多肽链 底物分子 活性中心 催化基团 结合基团 活性中心外必需基团 酶的活性中心 抑制剂：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂，它可降低酶促反应速率。抑制剂通过共价键与酶分子上的某些必需基团反应，引起酶活力下降，甚至丧失。 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点（酶上催化反应发生的特定区域）。其化学结构通常与底物相似，能模拟底物与活性位点结合，阻止底物进入。结合是可逆的，通常通过非共价键（如氢键、疏水作用）实现。 A.竞争性抑制 B.非竞争性抑制 非竞争性抑制剂结合到酶的非活性位点（别构位点），通过诱导酶的空间构型改变，降低其催化效率，但不影响底物与活性位点的结合。结合通常是可逆的，但也可涉及较强的非共价相互作用。 在生物体内，这种抑制常用于代谢调控，改变酶活性以适应细胞需求。​ 拓展延伸：酶的抑制剂 随堂检测 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在两支盛有适量且等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 B 解析：酶相对于无机催化剂来说具有高效性。把唾液稀释后催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂，说明酶具有高效性。 2.某同学进行了下列有关酶的实验，下列叙述错误的是( ) 甲组：淀粉溶液+新鲜唾液→用斐林试剂检测→出现砖红色沉淀 乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液→用斐林试剂检测→不出现砖红色沉淀 丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→用斐林试剂检测→？ A.该实验可用来验证酶的专一性 B.丙组的实验结果是“出现砖红色沉淀” C.三组的实验结果都可用碘液进行检验 D.实验的自变量是底物的种类和酶的种类 C 解析：分析实验可知，甲组和乙组对照、乙组和丙组对照，淀粉酶能分解淀粉，不能分解蔗糖，而蔗糖只能被蔗糖酶分解，能证明酶具有专一性，A正确；丙组中的蔗糖酶可将蔗糖催化分解成葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖是还原糖，与斐林试剂在水浴加热的条件下可产生砖红色沉淀，B正确；碘液可鉴定淀粉是否被水解，但不能鉴定蔗糖是否被分解，所以该实验中的检测试剂不可用碘液替代，C错误；由以上分析知，甲组和乙组对照，自变量是底物的种类，乙组和丙组对照，自变量是酶的种类，D正确。 3.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. 每一种酶都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 B 解析：每一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行，例如过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解，B错误，A、D正确；唾液淀粉酶的化学本质为蛋白质，催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶，C正确。 4.关于酶的实验，下列叙述合理的是( ) A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 C.利用浆糊、新鲜的小麦淀粉酶滤液、清水和碘液，就可验证酶具有高效性 D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH为1.5左右的等梯度缓冲液验证pH对酶活性的影响 D 解析：碘液可检测淀粉是否被水解，但不能检测蔗糖是否被水解，A不合理；温度升高，过氧化氢分解速率加快，会影响实验结果，B不合理；验证酶的高效性，需要和无机催化剂进行对比，C不合理。 5.某研究性学习小组为了探究酶的特性，用某种酶进行了以下四组实验，实验结果如图所示，下列相关说法不正确的是( ) A.做图甲所示的探究实验时不宜使用过氧化氢酶 B.做图乙所示的探究实验时不宜用淀粉作为底物 C.四组实验能够证明酶具有专一性、高效性以及酶的作用条件较温和 D.在pH=2或温度为20℃的情况下酶活性下降的原因相同 D 解析：图甲探究温度对酶活性的影响，而温度影响过氧化氢的分解，因此不宜使用过氧化氢酶，A正确；淀粉在酸性条件下也会发生水解，所以图乙实验的底物不宜用淀粉，B正确；图甲和图乙的实验证明了酶的作用条件较温和，图丙实验证明了酶的专一性，图丁实验证明了酶的高效性，C正确；在pH=2时酶活性下降的原因是酶的空间结构受到破坏，20℃的情况下酶活性下降的原因是低温使酶的活性下降，但空间结构没有受到破坏，D错误。 6.生物体内的化学反应一般都是在酶的催化作用下进行的，下列有关酶的说法正确的是( ) A.探究某种酶的最适pH的实验中，第一步应将酶与底物进行混合 B.H2O2酶催化H2O2分解的反应不适合探究温度对酶活性的影响 C.运用淀粉酶、蔗糖、淀粉验证酶的专一性，结果可用碘液检测 D.真核细胞内合成的酶都要按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输 B 解析：探究某种酶的最适pH实验，首先应将酶与底物分别放入设定的pH条件下，然后混合，A错误；加热能使H2O2分解加快，故H2O2酶催化H2O2分解的反应不适合探究温度对酶活性的影响，B正确；淀粉可以与碘发生反应，而淀粉的水解产物不能与碘发生反应，故可以用碘液来检测淀粉是否分解，但是蔗糖无论分解与否都不会与碘液发生反应，C错误；有些胞内酶不需要按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输，D错误。 酶的特性 专一性 温度 酶抑制剂、酶激活剂 影响酶促反应的因素 高效性 酶作用的条件较温和 改变酶的活性 不改变酶的活性 pH 底物浓度 酶浓度 降低反应活化能的酶 课堂小结 THANKS 谢谢观看 $