5.1 降低化学反应活化能的酶 第2课时课件-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，系统阐述酶的高效性、专一性、作用条件较温和及酶促反应影响因素，通过“关于酶本质的探索”资料导入，衔接酶的作用，为特性学习搭建知识支架。 其亮点是以实验探究为核心，融合科学思维与探究实践，如设计淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解实验验证专一性，分析温度pH影响曲线理解作用条件，结合加酶洗衣粉等生活实例。课堂小结归纳特性，助力学生形成生命观念，提升科学探究能力，教师可直接应用丰富案例优化教学。

第五章 细胞的能量供应和利用 学习目标 生命观念 说明酶在细胞代谢中的作用和化学本质，掌握酶的三大特性，理解酶促反应过程。 科学思维 通过有关实验，进一步熟悉控制自变量的方法，运用实验原理设计简单的实验，培养学生科学探究能力。 科学探究 通过阅读“关于酶本质的探索”资料，认同科学是在不断探索和争论中前进的，体会科学家不畏挫折的精神。 重点突破一 酶具有高效性 ENZYME 【重点突破一】酶具有高效性 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液 3 4 有较多气泡卫生香复燃 有大量气泡 卫生剧烈复燃 资料1：3号试管每滴溶液中Fe3+的数量是过氧化氢酶的分子数的25万倍。 资料2：大量的实验数据表明，酶的催化效率是无机催化剂107~1013倍。 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 1.含义 【重点突破一】酶具有高效性 2.意义 保证了细胞代谢能快速有效地进行以及细胞内能量供应的稳定。 生成物的量 时间 0 3 2 1 加酶 加无机催化剂 无催 化剂 m 【1】图中4条曲线分别代表无催化剂、加入无机催化剂、加入酶条件下生成物量的变化。请回答下列问题： a.分别指出3条曲线代表的条件。 b.曲线①③能说明什么，①②能说明什么？ c.为什么3条曲线最终生成物的量相同？ ①③说明酶具有催化作用，能加快反应速率； ①②说明酶具有高效性。 催化剂只缩短反应的时间，不改变生成物的量。生成物量的多少由反应物的量决定。 重点突破二 酶具有专一性 ENZYME 【重点突破二】酶具有专一性 1.含义 资料1：H2O2酶只能催化H2O2分解，不能催化其他化学反应； 资料2：脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用； 资料3：蛋白酶可以催化多种蛋白质分解。 一种酶只能催化一种或一类化学反应。 2.意义 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 【重点突破二】酶具有专一性 酶 锁钥学说 底物(反应物) 酶 酶 产物(生成物) 酶 产物(生成物) 底物(反应物) 一种酶只能催化一种或一类化学反应，即酶具有专一性。 反应前后酶的结构和性质不变。 【重点突破二】酶具有专一性 1 底物A+酶溶液 等量底物B+等量相同酶溶液 方案一：酶相同，底物不同 底物+酶溶液1 等量相同底物+等量酶溶液2 2 1 2 方案二：底物相同，酶不同 如果让你以下列实验材料来设计一个实验证明酶具有专一性，你的思路是什么呢？ 实验材料：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。 【重点突破二】酶具有专一性 01 / 实验原理 方案一：酶相同，底物不同 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 水解 淀粉 还原糖 水解 蔗糖 还原糖 斐林试剂 水浴加热 砖红色沉淀 非还原糖 + 能不能将实验中的斐林试剂换成碘液作为实验材料？ 不能，蔗糖无论分解与否，碘液检测都无现象。 【重点突破二】酶具有专一性 02 / 实验过程 方案一：酶相同，底物不同 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 分组编号 试管1 试管2 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 分别加入2滴淀粉酶溶液，振荡后放入60℃热水中反应5min 分别加入2mL斐林试剂，振荡后水浴加热1min 该实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？ 观察两支试管中溶液颜色变化 【重点突破二】酶具有专一性 方案一：酶相同，底物不同 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 03 / 实验现象 淀粉溶液 蔗糖溶液 1号试管出现砖红色沉淀 2号试管无明显变化 1 2 砖红色沉淀 无明显变化 04 / 实验结论 淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解，从而说明酶具有专一性。 【重点突破二】酶具有专一性 方案一：底物相同，酶不同 分组编号 试管1 试管2 步骤1 步骤2 步骤3 步骤4 步骤5 分别加入2mL淀粉溶液 加入2滴淀粉酶溶液 振荡后放入60℃热水中反应5min 分别加入2mL斐林试剂，振荡后水浴加热1min 观察两支试管中溶液颜色变化 加入2滴蔗糖酶溶液 思考讨论，如何设计实验？ 重点突破三 酶的作用条件较温和 ENZYME 【重点突破三】酶的作用条件较温和 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性的高低可用一定条件下，酶所催化的化学反应速率来表示。 许多无机催化剂能在高温、强酸、强碱条件下催化化学反应 高温 强酸 强碱 细胞中的酶起催化作用需要什么条件？ 【重点突破三】酶的作用条件较温和 【思考讨论】 市面上的普通洗衣粉难以清洗衣物上的奶渍，但加酶洗衣粉可以很轻易清洗掉。某牌加酶洗衣粉上印有如下信息： 1.该洗衣粉蛋白酶含量仅有0.2%，能有效去除奶渍吗？ 2.为什么勿用于丝质及羊毛衣料？ 3.为什么温水30-40℃效果最佳，切勿用60℃以上的热水？这说明酶活性会受什么因素影响？ 成分：蛋白酶0.2%，清洁剂15%。 用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间，使用温水30~40℃效果最佳，勿用60 ℃以上的热水。 注意：勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 探究温度对酶活性的影响实验 01 / 实验材料及试剂 实验材料 检测试剂 淀粉、淀粉酶 碘液 能否选用H2O2和H2O2酶作为实验材料来进行本实验？ 不能，H2O2受热易分解，不能说明是通过影响酶活性来促进分解的。 能否选用斐林试剂作为检测试剂来进行本实验？ 不能，本实验需要严格控制温度，而斐林试剂需要在50-65℃水浴加热。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 探究温度对酶活性的影响实验 02 / 实验过程 分组编号 试管1 试管2 试管3 步骤一 步骤二 步骤三 步骤四 实验现象 结论 加入2ml在0℃冰水保温过5min的淀粉溶液 加入2ml在60℃温水保温过5min的淀粉溶液 加入2ml在100℃沸水保温过5min的淀粉溶液 加入1ml在0℃冰水保温过5min的淀粉酶溶液 加入1ml在60℃温水保温过5min的淀粉酶溶液 加入1ml在100℃沸水保温过5min的淀粉酶溶液 放置在0℃冰水中 保温5min 放置在60℃温水中 保温5min 放置在100℃沸水中 保温5min 分别加入1滴碘液，振荡 出现蓝色 无明显变化 出现蓝色 酶活性受温度影响，淀粉酶在60℃时活性最高。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 探究温度对酶活性的影响实验 03 / 思考讨论 为什么要把淀粉溶液和淀粉酶溶液提前都保温好再混合？ 酶具有高效性，防止还未调好温度反应就已经发生。 该实验结果能否说明60℃就是淀粉酶的最适温度？ 不能，还需要进一步缩小温度梯度进行实验。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 1.温度对酶活性的影响 高温会使酶永久失活，不可恢复；低温使酶活性降低，酶制剂常在低温下保存。 A-B B点 表示随温度升高，酶活性增强。 表示酶活性达到最大，此时温度为酶催化的最适温度。 B-C 表示随温度升高，酶活性减弱。 抑制 失活 不同生物体内的酶最适温度不同：动物35~40℃、植物40~50℃、细菌和真菌差别较大，有的可达70℃。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 【思考讨论】 唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的。不同部位消化液的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。唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。那么唾液淀粉酶进入胃后还可以起作用吗？胃蛋白酶进入小肠后还可以起作用吗？ 【重点突破三】酶的作用条件较温和 探究PH对酶活性的影响实验 01 / 实验材料 实验材料 检测方法 H2O2、H2O2酶 气泡产生情况 能否选用淀粉和淀粉酶作为实验材料来进行本实验？ 不能，淀粉遇酸易分解，不能说明是通过影响酶活性来促进分解的。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 探究PH对酶活性的影响实验 02 / 实验过程 分组编号 试管1 试管2 试管3 步骤一 步骤二 步骤三 实验现象 结论 分别加入2滴H2O2酶溶液 加入1ml蒸馏水 加入1ml HCl溶液 加入1ml NaOH溶液 分别加入2ml H2O2溶液 产生大量气泡 无明显现象 无明显现象 酶活性受PH影响，H2O2酶在中性时活性最高。 能否先加H2O2溶液再加H2O2酶溶液？ 不能，防止H2O2在未加入酶的情况下就开始分解。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 2.PH对酶活性的影响 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。 超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢。 A-B B点 B-C 反应速率 pH 最适pH A B C 失活 失活 过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活 不同生物体内的酶最适PH不同：动物一般为6.5－8.0，但胃蛋白酶是1.5；植物大多为4.5－6.5。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。 酶活性受温度影响示意图 酶活性受pH影响示意图 0 0 最适pH 最适温度 t /℃ pH 酶的活性 高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。 温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 低温使酶活性受抑制，温度恢复，酶活性可以恢复。 酶的活性 【重点突破三】酶的作用条件较温和 与社会的联系 20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的。生产过程需要在245kPa的高压和140~150℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代以后改用酶法生产。 【重点突破三】酶的作用条件较温和 细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。拿植物叶肉细胞来说，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。 重点突破四 酶促反应速率 的影响因素 ENZYME 【重点突破四】酶促反应速率的影响因素 酶促反应速率 酶催化的化学反应的反应速率 酶活性 底物与酶的接触 温度、PH等 底物浓度、酶浓度 影响 影响 影响 影响 【重点突破四】酶促反应速率的影响因素 1.改变酶浓度、底物浓度对产物浓度的影响 正常情况下 酶浓度增加一倍 底物浓度增加一倍 【重点突破四】酶促反应速率的影响因素 2.酶浓度、底物浓度对反应速率的影响 在底物充足且其他条件适宜时， 酶浓度越大，反应速率越快。 A点前：底物浓度越大，反应速率越快； A点后：反应速率受酶浓度和酶活性限制。 本节课堂小结 ENZYME 本节课堂小结 课堂小结 Summary 酶的高效性 酶的专一性 酶的特性 与无机催化剂相比，酶催化效率更高。 酶作用条件较温和 一种酶只能催化一种或一类化学反应。 高温、强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 在最适宜温度和pH条件下，酶活性最高。 低温使酶活性受抑制，温度恢复，酶活性可以恢复。 练习与应用 ENZYME 概念检测 选择题 【题1】嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是 ( ) A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶 2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是 ( ) A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2 min，可较好地保持甜味。这是因为加热会 ( ) A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构 C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 D B D 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？ 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。 拓展应用 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。 A点：反应物浓度增加，反应速率加快。 B点：此时反应速率最快。 C点：反应物浓度增加，反应速率不再加快，保持相对稳定。 拓展应用 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。 (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？请画岀相应的曲线。 曲线上升的幅度变小，因为此时温度高于最适温度，反应速率变慢。 反应速率加快，因为B点后反应物浓度足够大，是酶浓度和酶活性限制了反应速率。 $