5.1 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第二課時(shí)）課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第二課時(shí)）目標(biāo)010203通過“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”的探究活動(dòng),闡明酶具有專一性,學(xué)會(huì)“控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)方法。(科學(xué)探究)通過“pH和溫度對(duì)酶活性的影響”的探究活動(dòng),分析推導(dǎo)“酶的作用條件較溫和”的特性,培養(yǎng)模型建構(gòu)的科學(xué)思維。(科學(xué)思維)通過酶在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用的實(shí)例,認(rèn)同酶在生產(chǎn)實(shí)踐上應(yīng)具有高效、環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)。(社會(huì)責(zé)任)

學(xué)習(xí)目標(biāo)溫故知新：酶的本質(zhì)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是_______少數(shù)是_____合成原料__________________組成元素C、H、O、N，有的含有S_________________合成場所_______細(xì)胞核(真核生物)來源活細(xì)胞作用場所細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、生物體外生理功能_____作用機(jī)理_____________________酶的底物酶促反應(yīng)的反應(yīng)物蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸C、H、O、N、P核糖體催化降低化學(xué)反應(yīng)的活化能問題1:

酶的化學(xué)本質(zhì)不同于無機(jī)催化劑，酶的催化功能與無機(jī)催化劑有什么不同呢？Fe3+過氧化氫酶SUPERMAN只有一個(gè)！咱們有25萬大軍！2H2O22H2O+O2↑完勝?。?）酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107

～1013倍。（2）酶可在1s內(nèi)完成非酶體系需要3年-30萬年時(shí)間的反應(yīng)。科學(xué)家整理大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：酶特性一：高效性一、酶的高效性問題3:

酶具有高效性有何意義？同學(xué)請(qǐng)?jiān)囅肴绻覆痪哂懈咝晕覀兊纳顣?huì)怎樣？一、酶的高效性酶具有高效性的意義

：高效性的意義第一第二保證了細(xì)胞代謝快速有效地進(jìn)行。保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。一、酶的高效性

酶沒有改變產(chǎn)物的生成量，即不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間。酶是否增加了產(chǎn)物的生成量？問題4:無機(jī)催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解，酶也具有這個(gè)本領(lǐng)嗎？淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性1實(shí)驗(yàn)材料及檢測(cè)試劑選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液；質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；斐林試劑。2實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄康矸勖甘欠裰荒艽呋囟ǖ幕瘜W(xué)反應(yīng)。通過斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應(yīng)產(chǎn)物。3實(shí)驗(yàn)原理淀粉（非還原性）

麥芽糖（還原性）淀粉酶蔗糖（非還原性）

葡萄糖（還原性）+果糖（還原性）蔗糖酶淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試管編號(hào)試管1試管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林試劑（沸水浴1min）2mL2mL實(shí)驗(yàn)結(jié)果試管編號(hào)試管1試管2淀粉溶液2mL蔗糖溶液2mL淀粉酶溶液2mL2mL斐林試劑（沸水浴1min）2mL2mL實(shí)驗(yàn)結(jié)果磚紅色沉淀無顏色變化淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用探究.實(shí)踐二、酶的專一性6實(shí)驗(yàn)結(jié)果二、酶的專一性7實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。酶具有專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。①脲酶——只能催化尿素分解。②過氧化氫酶——只能催化過氧化氫分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解底物濃度反應(yīng)速率底物D+酶D底物D+酶E鎖鑰學(xué)說：問題5:

酶具有專一性的意義：酶的專一性意義

：二、酶的專一性保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行。①反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變②同一生物不同細(xì)胞內(nèi)酶的種類和數(shù)量不相同問題6:

探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)試劑為什么選擇斐林試劑而不是碘液？淀粉完全分解+碘液→無現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無現(xiàn)象問題7:

已知淀粉酶能夠催化淀粉水解，設(shè)置1號(hào)試管有無必要？有必要，可排除淀粉酶的活性，濃度等無關(guān)變量的影響。問題8:

針對(duì)該實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€有其他的設(shè)計(jì)方案嗎？二、酶的專一性方案二：

淀粉+蔗糖酶蔗糖+蔗糖酶

方案四：

蔗糖

+淀粉酶

蔗糖

+蔗糖酶

方案一：

淀粉

+淀粉酶

蔗糖

+淀粉酶

方案三：

淀粉

+淀粉酶

淀粉

+蔗糖酶

思路1：底物不同，酶相同思路2：底物相同，酶不同用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用斐林試劑檢測(cè)用碘液或者斐林試劑檢測(cè)三、影響酶活性的條件高壓高溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿√√√√問題9:

酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性，有哪些因素會(huì)影響酶活性呢？資料1：立白污漬爆炸鹽(獨(dú)有三重復(fù)合酶配方）立白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當(dāng)增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60℃1、從上面的現(xiàn)象你能提出來什么問題？資料2：我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進(jìn)入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還有催化功能嗎？（提示：唾液PH6.2－7.4,胃液PH0.9－1.5小腸液pH7.6）酶的催化能力受溫度和PH的影響探究——影響酶活性的條件酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性。酶的活性高低可用單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量和生成物的生成量來表示。

探究溫度對(duì)酶活性的影響（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的）可溶性淀粉溶液，新配置的淀粉酶溶液，熱水，蒸餾水，冰塊水浴鍋試管、碘液等。材料用具

探究pH對(duì)酶活性的影響（體積分?jǐn)?shù)3%的）過氧化氫溶液，新鮮的肝臟研磨液（含過氧化氫酶）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的）鹽酸，蒸餾水，（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的）NaOH溶液衛(wèi)生香，火柴，試管。方案？探究實(shí)驗(yàn)一：操作步驟1號(hào)試管1’號(hào)試管2號(hào)試管2’號(hào)試管3號(hào)試管3’號(hào)試管0℃0℃60℃60℃100℃100℃第一步加入淀粉溶液2mL—2mL—2mL—第二步加入唾液淀粉酶—2mL—2mL—2mL第三步在各自溫度下保溫5min第四步將1’號(hào)加入1號(hào)中將2’號(hào)加入2號(hào)中將3’號(hào)加入3號(hào)中第五步在各自溫度下保溫5min第六步加入碘液2滴2滴2滴實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：只有在一定溫度下酶的催化效率最好探究溫度對(duì)酶活性的影響思考·討論1.如何進(jìn)一步探究淀粉酶的最適溫度？縮小溫度梯度，重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。酶活性受溫度影響示意圖最適溫度在最適溫度條件下，酶的活性最高，溫度偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。一般來說，動(dòng)物體內(nèi)酶的最適溫度在35~40℃之間；植物體內(nèi)酶的最適溫度在40~50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)酶最適溫度差別較大，有的酶最適溫度可高達(dá)70℃。2.為什么不能用斐林試劑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)？該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度，用斐林試劑檢測(cè)時(shí)需要水浴加熱，這樣會(huì)干擾自變量。3.為什么不能用過氧化氫酶和過氧化氫來探究溫度對(duì)酶活性的影響？因?yàn)檫^氧化氫本身受熱易分解，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。思考·討論

探究溫度對(duì)酶活性的影響（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的）可溶性淀粉溶液，新配置的淀粉酶溶液，熱水，蒸餾水，冰塊水浴鍋試管、碘液等。材料用具

探究pH對(duì)酶活性的影響（體積分?jǐn)?shù)3%的）過氧化氫溶液，新鮮的肝臟研磨液（含過氧化氫酶）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的）鹽酸，蒸餾水，（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的）NaOH溶液衛(wèi)生香，火柴，試管。方案？操作步驟1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管第一步加入2滴肝臟研磨液第二步1mLpH=7的緩沖液1mL鹽酸溶液1mLNaOH溶液第三步加入2mL的H2O2溶液第四步觀察氣泡生成速率，或插入衛(wèi)生香，觀察復(fù)燃所需時(shí)間實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生大量氣泡產(chǎn)生少量氣泡產(chǎn)生少量氣泡探究實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：pH過低或過高酶活性都較低。酶的催化作用需要在適宜的PH下進(jìn)行探究pH對(duì)酶活性的影響在最適pH條件下，酶的活性最高，pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。最適pH酶活性受pH影響示意圖1.如何進(jìn)一步探究過氧化氫酶的最適pH？縮小PH梯度，重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。動(dòng)物體內(nèi)酶的最適pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最適pH為1.5；植物體內(nèi)的酶的最適pH大多為4.5~6.5。思考·討論注意注意注意1.不宜用H2O2探究溫度對(duì)酶活性和影響，因?yàn)镠2O2在加熱條件下分解3.底物和酶混合之前，必須先在一定的溫度或PH下處理一段時(shí)間2.不宜用淀粉酶探究PH對(duì)酶活性和影響，因?yàn)榈矸勰茉谒嵝詶l件下分解①含義②意義保證細(xì)胞代謝能夠在溫和條件下高效進(jìn)行。③原因過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。低溫使酶的活性抑制，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜溫度下酶的活性會(huì)升高。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。在最適溫度和最適PH條件下，酶活性最高。溫度和PH偏高或偏低，酶活性都會(huì)降低。三、酶作用條件較溫和科學(xué)家在不同的pH和溫度條件下測(cè)定同一種酶的活性，根據(jù)所獲得數(shù)據(jù)繪制成曲線υ/mmol.s-1抑制失活t/℃最適溫度酶活性受溫度影響示意圖最適pHpHυ/mmol.s-1失活失活酶活性受PH影響示意圖思考：（1）描述曲線含義？（2）低溫、高溫、過酸、過堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？（3）酶的保存方法？（1）在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度（pH）的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍酶的催化作用逐漸減弱。低溫、最適PH（2）高溫、過酸、過堿會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活。

低溫不會(huì)使酶結(jié)構(gòu)破壞，只使酶活性受抑制，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。1）pH為多少時(shí)，酶活性最大？2）從圖中可以得到什么結(jié)論？反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。0反應(yīng)物剩余量（相對(duì)值）PH30℃33℃37℃35℃反應(yīng)溶液溫度的變化不影響酶作用的最適pH。1）溫度為多少時(shí)，酶活性最大？2）從圖中可以得到什么結(jié)論？拓展·延伸pH不改變酶的最適溫度，溫度也不改變酶的最適pH最適溫度：動(dòng)物：35~40℃之間；植物：40~50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大拓展·延伸最適pH：胃蛋白酶：1.5；動(dòng)物體內(nèi)的酶：6.5-8.0；植物體內(nèi)的酶：4.5-6.5；四、影響酶促反應(yīng)速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化。酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH溫度、pH通過影響酶的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響酶活性，影響酶促反應(yīng)速率。酶濃度、底物濃度通過影響