5.1 降低化学反应活化能的酶 （第2课时） ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物必修一.pptx

1、降低化学反应活化能的酶-2第1节温故酶在代谢中的作用酶的本质比较过氧化氢在不同条件下的分解酶具有催化作用，能显著降低化学反应的活化能关于酶本质的探索绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA核酶知新酶的定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶的定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶只有一个作用：催化作用，不具有传递信息、调节的作用。有些酶在细胞内发挥作用，有些酶在细胞外发挥作用(如：消化酶)。酶也可以在体外发挥作用(如：加酶洗衣粉中的酶)酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。酶与无机催化剂相比有哪些共性和特性呢？酶与无机催化剂的共性酶与无机催化剂

2、的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。酶和无机催化剂在反应前后数量和性质不发生改变，一段时间内可以重复利用。底物 + 催化剂产物 + 催化剂酶与无机催化剂的共性酶与无机催化剂都不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。如下图所示。二、酶的特性1.高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率高，是无机催化剂的1071013倍保证了细胞内化学反应的顺利进行，保证了细胞内能量供应稳定。与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。二、酶的特性1.高效性项目对照组实验组材料等量的同一种底物试剂一定量的无机催化剂等量的底物对应的酶溶液现象反应速率慢或反应时间长反应速率快或反应时间短结论酶具有高效性二

3、、酶的特性1.高效性（5)实验验证 在相同条件下，比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。如图中的3和4。曲线表示二、酶的特性二、酶的特性2.专一性一种酶只能催化或反应。保证了细胞内化学反应有序进行。a.锁钥学说酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。2.专一性b.诱导契合学说酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。2.专一性项目对照组实验组材料底物A底物B试剂酶A酶A现象发生反应不发生

4、反应结论酶具有专一性2.专一性实验验证原理淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化下都能水解呈还原糖。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了。步骤项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2注入蔗糖溶液3注入新鲜的淀粉酶溶液4保温5加斐林试剂6水浴加热7观察颜色变化2mL2mL2mL2mL60保温5min各加入2mL沸水浴1min砖红色无砖红色2.专一性实验验证思考：能否用碘液对实验结果进行检测？不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解改进实验设计步骤项目1234561加淀粉溶液2mL2mL2mL2加蔗糖溶液2mL2mL2mL

5、3加淀粉酶1mL1mL4加蔗糖酶1mL1mL5保温各自在60下保温5min6加斐林试剂各加入2mL斐林试剂7沸水浴加热观察颜色8沸水浴1min无砖红色 无砖红色 有砖红色 无砖红色无砖红色 有砖红色实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解；蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解。即酶具有专一性。2.专一性曲线表示3.条件温和含义酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH、某一温度下作用最强。意义保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。原因过酸、过碱、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活，低温使酶的活性抑制，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。因此

6、，酶制剂需要在低温和适宜的pH下保存。实验设计思路(探究温度对酶活性的影响)实验过程与结果(探究温度对酶活性的影响)操作1试管2试管3试管4试管5试管6试管006060100100加淀粉2mL2mL2mL加淀粉酶2mL2mL2mL保温在各自温度下保温5min混合将2加入1中将4加入3中将6加入5中保温在各自温度下保温5min加碘液2滴2滴2滴观察颜色实验结论温度过低或过高酶的活性都较低。变蓝不变蓝变蓝思考讨论1.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？缩小温度梯度，重复进行上述实验。2.为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？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。3.为

7、什么不能用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。实验设计思路(探究pH对酶活性的影响) 探究pH对酶活性影响的实验方案步骤项目试管1试管2试管31注入新鲜的肝脏研磨液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL盐酸1 mLNaOH溶液3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象 有大量气泡 产生 无气泡产生 无气泡产生实验结论：过氧化氢酶的最适pH接近7.0,过酸或过碱，都会使其催化活性下降。1.该实验中,能否将步骤2、3调换?为什么?2.该实验不宜选用淀粉酶催化淀粉的水解做实验,为什么?因为淀粉酶催化的底物因为

8、淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下淀粉在酸性条件下也会发生水解反应也会发生水解反应, ,无法排除无关变量的干扰。无法排除无关变量的干扰。不能。若调换不能。若调换2 2、3 3步骤步骤, ,在调节在调节pHpH之前之前, ,试管试管中已经发生了反应中已经发生了反应, ,从而影响实验结果。从而影响实验结果。思考：曲线 在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度后，酶促反应速率随着温度的升高而下降。曲线解读曲线最适pH最适pH曲线解读： 在一定条件下，酶活性最大时的pH称为该酶的最适pH。 pH偏高或偏低，酶促反应速率

9、都会下降。三、影响酶促反应速率的因素1.酶促反应：由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。2.酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。3.影响酶促反应速率的因素：pH温度抑制剂激活剂活性浓度底物浓度酶酶促反应速率甲乙丙丁图甲中，温度从a降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因不同。1.温度、pH、底物浓度、酶浓度图乙中，pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，但是下降的原因相同。图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，因为，酶数量有限。课后习题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。下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应

10、速率的影响。(1)请解释在请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。三点时该化学反应的状况。A A 点点: :随着反应底物浓度的增加随着反应底物浓度的增加, ,反应速率加快。反应速率加快。B B 点点: :反应速率在此时达到最高反应速率在此时达到最高 C C 点点: :反应速率不再随反应底物反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高浓度的增加而升高, ,维持在相对维持在相对稳定的水平。稳定的水平。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。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)如果从如果从A点开始温度升高点开始温度升高10，曲线会发生什么变化，曲线会

11、发生什么变化?为什么为什么?请画出变化后的曲线。请画出变化后的曲线。 如果 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。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。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。(3)如果在如果在B点时向反应混合物点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化发生什么变化?为什么为什么?请画出请画出相应的曲线。相应的曲线。 该曲线表明该曲线表明,B 点的反应点的反应底物的浓度足够大底物的浓度足够大,是酶是酶的数量限制了反应速率的数量限制了反应速率的提高的提高,这时加入少量的这时加入少量的酶酶,会使反应速率加快。会使反应速率加快。