5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第5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(一)酶具有高效性一.酶的特性3443少量肝臟研磨液比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率酶的具有高效性1.事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的

倍。107～10133.酶具有高效性的意義:

(1)保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行；(2)保證了細(xì)胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定。2.上述實驗說明了:表示酶高效性的曲線由曲線可知:___________________的催化效率更高；酶只能縮短達(dá)到________________所需的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。因此，酶______(“能”或“不能”)改變最終生成物的量。酶比無機催化劑化學(xué)平衡不能酶只能縮短達(dá)到平衡的時間，不能改變平衡點【檢測】如圖，在適宜溫度、pH條件下，實線表示沒有酶時反應(yīng)的進(jìn)程。在T1時，將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)物中，則圖中表示此反應(yīng)進(jìn)程的是(

)A.曲線AB.曲線BC.曲線CD.曲線D酶和無機催化劑不改變平衡點的位置，只是改變化學(xué)反應(yīng)的速度，使化學(xué)反應(yīng)更快的達(dá)到平衡點。C口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?原來酶還有專一性如何設(shè)計實驗驗證酶的專一性？無機催化劑催化范圍比較廣。酸能催化蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉水解。酶能像無機催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎?①同種酶+不同底物②不同酶+相同底物驗證淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗原理1.淀粉和蔗糖都是非還原糖2.淀粉在相關(guān)酶的催化作用下能水解為麥芽糖3.蔗糖在相關(guān)酶的催化作用下能水解為葡萄糖和果糖4.麥芽糖、葡萄糖、果糖均屬還原糖5.還原糖能夠與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀酶相同底物不同各加入淀粉酶2ml，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，保溫5min加入2mL淀粉溶液1號試管2號試管實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論加入2mL蔗糖溶液加入2ml斐林試劑振蕩沸水浴1min無磚紅色沉淀磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解驗證淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用說明酶具有專一性1.取材、分組、編號；2.控制變量、設(shè)置對照，遵循單一變量原則和對照原則；3.在相同且適宜的條件下，培養(yǎng)（反應(yīng)）一段時間；4.觀察實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論；能不能將實驗中的斐林試劑換成碘液作為實驗材料？不能，因為碘液只能檢測淀粉有沒有被水解，而對蔗糖沒有作用，也就是說碘液無法檢測到蔗糖有沒有被分解，故不可用碘液代替斐林試劑進(jìn)行鑒定。實驗步驟的書寫底物酶分解反應(yīng)產(chǎn)物酶具有專一性的理論解釋:鎖鑰學(xué)說酶—底物復(fù)合物在化學(xué)反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不變在化學(xué)反應(yīng)中酶能重復(fù)利用，不會被分解。提醒:下列圖像也可以表示酶的專一性

酶被催化的底物B分解后的產(chǎn)物不能被該酶催化的物質(zhì)或不能催化底物發(fā)生反應(yīng)的其他種類的酶圖中A表示:B表示:E,F表示:C,D表示:每一種酶只能催化化學(xué)反應(yīng)。一種或一類1、酶具有專一性的含義是什么？2、酶具有專一性有什么意義？保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行目前發(fā)現(xiàn)的酶有

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多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。如二肽酶能水解任意兩種氨基酸組成的二肽酶專一性曲線模型：②而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶具有專一性①加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。繼續(xù)研究：酶具有高效性和專一性；那么它的這兩個特性的發(fā)揮是不是在任何條件下都可以呢？結(jié)論3:酶的作用條件較溫和如何設(shè)計實驗探究酶的最適溫度或最適PH？設(shè)置一系列不同溫度（或PH）的實驗組進(jìn)行相互對照，檢測相同時間內(nèi)底物的分解量（或剩余量）或產(chǎn)物的生成量。1.選擇淀粉酶還是過氧化氫酶作為實驗材料？為什么?淀粉酶2.鑒定試劑選用碘液,還是選用斐林試劑？碘液，看是否變藍(lán)實驗一：探究溫度對酶活性的影響因為加熱能促進(jìn)過氧化氫分解(質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的)可溶性淀粉溶液，新配置的唾液淀粉酶溶液，碘液，熱水，蒸餾水，冰塊，水浴鍋，試管，溫度計等。實驗一:探究溫度對酶活性的影響材料用具:自變量是:因變量是:無關(guān)變量是:溫度酶的活性或淀粉分解量的多少淀粉和淀粉酶的濃度和用量、溶液的PH和反應(yīng)時間等如何檢測？用碘液檢測是否出現(xiàn)藍(lán)色或藍(lán)色深淺表示用冰塊降溫、水浴加熱，用溫度計隨時測量。如何控制溫度？如何控制？相同且適宜課題:探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響試管步驟1

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3淀粉溶液2ml2ml2ml淀粉酶溶液1ml1ml1ml不同溫度下處理5min________37℃________滴加碘液1滴1滴1滴結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________課題:探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響0℃100℃變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)保溫5分鐘此操作過程是錯誤的試管步驟11′22′33′淀粉溶液2ml/2ml/2ml/淀粉酶溶液/1ml/1ml/1ml不同溫度下處理5min________37℃________滴加碘液1滴1滴1滴結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________課題：探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響0℃100℃變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后，保溫5分鐘不能，否則在調(diào)節(jié)溫度的過程中，酶會將淀粉分解，導(dǎo)致實驗失敗。本實驗?zāi)芊竦矸廴芤褐邢燃拥矸勖溉芤?，再放相?yīng)的溫度中保溫處理？試管步驟11′22′33′淀粉溶液2ml/2ml/2ml/淀粉酶溶液/1ml/1ml/1ml不同溫度下處理5min________37℃________滴加碘液1滴1滴1滴結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________課題：探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響0℃100℃變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后，保溫5分鐘酶的催化作用需在適宜的溫度下進(jìn)行，溫度過高或過低都會影響酶的活性

結(jié)論：1.選擇淀粉酶還是過氧化氫酶作為實驗材料？為什么?過氧化氫酶2.鑒定方法？實驗二：探究PH對酶活性的影響因為淀粉在強酸或強堿的條件下會水解氣泡產(chǎn)生的多少或衛(wèi)生香復(fù)然情況自變量是：因變量是：無關(guān)變量是：PH值酶的活性或過氧化氫分解的速率肝臟研磨液的濃度和量，過氧化氫的濃度和量，溫度等如何檢測？用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗可加入強酸或強堿，用pH試紙進(jìn)行測量。如何控制pH？如何控制？相同且適宜課題：探究PH對過氧化氫酶活性的影響試管步驟1

2

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過氧化氫溶液2ml2ml2ml過氧化氫酶溶液1ml1ml1ml不同PH下處理5min________1mlH2O________結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________1mlHCl

1mlNaOH反應(yīng)5分鐘課題：探究PH對過氧化氫酶活性的影響用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗無反應(yīng)無反應(yīng)迅速復(fù)燃此操作過程是錯誤的試管步驟11′22′33′過氧化氫溶液2ml/2ml/2ml/過氧化氫酶溶液/1ml/1ml/1ml不同PH下處理5min________1mlH2O________結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________1mlHCl1mlNaOH將同一PH下的兩種物質(zhì)混合后，反應(yīng)5分鐘課題：探究PH對過氧化氫酶活性的影響用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗無反應(yīng)無反應(yīng)迅速復(fù)燃不能，否則在調(diào)節(jié)PH的過程中，酶會將過氧化氫分解，導(dǎo)致實驗失敗。本實驗?zāi)芊裨谶^氧化氫溶液中先加過氧化氫酶溶液，再放相應(yīng)的PH中處理？試管步驟11′22′33′過氧化氫溶液2ml/2ml/2ml/過氧化氫酶溶液/1ml/1ml/1ml不同PH下處理5min________1mlH2O________結(jié)果(現(xiàn)象)_____________________1mlHCl

1mlNaOH將同一PH下的兩種物質(zhì)混合后，反應(yīng)5分鐘酶的催化作用需在適宜的PH下進(jìn)行，過酸或過堿都會影響酶的活性

結(jié)論：課題：探究PH對過氧化氫酶活性的影響用帶火星的衛(wèi)生香進(jìn)行檢驗無反應(yīng)無反應(yīng)迅速復(fù)燃0最適溫度υ/mmol.s-1酶活性受溫度影響示意圖(1)酶促反應(yīng)速率(酶活性)與溫度的關(guān)系A(chǔ)CB●●●①在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；達(dá)到最適溫度時，酶的活性最高；超過最適溫度時，隨著溫度的繼續(xù)升高，酶的活性逐漸下降②溫度過高會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活,低溫只是酶活性降低每種酶都有自己的最適溫度動物：35--40℃植物：40--50℃細(xì)菌、真菌：差別較大溫度(2)酶促反應(yīng)速率(酶活性)與PH的關(guān)系υ/mmol.s-1最適PH0PH酶活性受pH影響示意圖ACB●●●①在一定范圍內(nèi),隨著pH的升高,酶的活性逐漸增強；達(dá)到最適pH時，酶的活性最高；超過最適pH時，隨著pH的繼續(xù)升高,酶的活性逐漸下降②過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活每種酶都有自己的最適pH值，動物：6.5--8.0(但胃蛋白酶為1.5);植物:4.5--6.5總結(jié):影響酶促反應(yīng)的因素曲線分析(1)溫度和pH對酶促反應(yīng)的影響①過酸、過堿或溫度過高會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。②低溫時，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。③酶制劑適于在低溫(0～4℃)下保存?？偨Y(jié):影響酶促反應(yīng)的因素曲線分析(1)溫度和pH對酶促反應(yīng)的影響④從圖丙可以看出:反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。⑤從右下圖可以看出:溫度變化不影響酶作用的最適PH(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響①甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。酶的數(shù)量有限P點之后不變的原因：P●(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響酶的數(shù)量有限P點之后不變的原因：P●②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比(3)抑制劑或激活劑對酶促反應(yīng)的影響

抑制劑或激活劑通過影響酶活性對酶促反應(yīng)速率起到影響作用?！就卣箲?yīng)用】1.下圖表示的是某類酶作用的模型。嘗試用文字描述這個模型。這個模型能解釋酶的什么特性？這個模型中A代表某類酶，B代表底物，C和D代表產(chǎn)物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結(jié)合,催化反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生了產(chǎn)物C和D。這個模型可以類比解釋酶的專一性。2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(1)請解釋在A、B、C三點時該化學(xué)反應(yīng)的狀況。A點:在一定的范圍內(nèi)，隨著反應(yīng)底物濃度的增加,反應(yīng)速率加快。B點:反應(yīng)速率在此時達(dá)到最高。C點:反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高,維持在相對穩(wěn)定的水平。2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(2)如果從A點開始溫度升高10℃，曲線會發(fā)生什么變化?為什么?請畫出變化后的曲線。如果A點時溫度升高10℃,曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度,反應(yīng)速率都會變慢。2.下圖表示最適溫度下反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(3)如果在B點時向反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發(fā)生什么變化?為什么?請畫出相應(yīng)的曲線。該曲線表明,B點的反應(yīng)底物的濃度足夠大,是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高,這時加入少量的酶,會使反應(yīng)速率加快?！緳z測】圖乙表示圖甲的反應(yīng)過程中有關(guān)物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是(

)A.圖甲中物質(zhì)a可以是麥芽糖也可以是乳糖B.圖甲中物質(zhì)b能降低該化學(xué)反應(yīng)的活化能，其化學(xué)本質(zhì)與無機催化劑相同C.圖乙中若曲線①②③表示不同溫度下酶促反應(yīng)速率，則曲線①溫度>曲線②>曲線③D.圖乙中若曲線①②③表示不同酶濃度下酶促反應(yīng)速率，則曲線①酶濃度>曲線②>曲線③DA.減小pH，重復(fù)該實驗，A、B點位置不會改變B.適當(dāng)降溫，重復(fù)該實驗，圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示C.B點后增加酶量,圖示反應(yīng)速率可用曲線c表示D.酶量是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素【檢測】下圖曲線b表示在其他條件充分適宜時，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。若改變某一條件，據(jù)圖分析最準(zhǔn)確的是(

)C適當(dāng)降溫,酶的活性降低,酶促反應(yīng)速率下降,但酶的數(shù)量不會減少,故達(dá)到酶促反應(yīng)飽和點的反應(yīng)物濃度不變,依然是乙點，B項錯誤；【變式】如圖甲是過氧化氫酶活性受pH影響的示意圖，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時，H2O2在過氧化氫酶的作用下分解產(chǎn)生O2的量隨時間的變化情況。若該酶促反應(yīng)過程中某一個條件發(fā)生變化，下列說法正確的是(

)A.pH＝a時，E點下移，D點左移B.pH＝c時，E點為0C.溫度降低時，E點不變，D點右移D.H2O2的量增加時，E點下移，D點左移E點表示O2生成量，只與反應(yīng)物濃度有關(guān)，與PH無關(guān)，E點不動，AB錯誤。D點右移H2O2的量增加時，E點上移，D點右移C【檢測】為了探究溫度、pH對酶活性的影響,下列實驗設(shè)計合理的是(

)實驗編號探究課題選用材料與試劑①溫度對酶活性的影響過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液②溫度對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液③pH對酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液④pH對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液,