2015-2016学年高中生物第5章第1节降低化学反应活化能的酶（二）课件新人教版必修.ppt

第2课时 降低化学反应活化能的酶 二 酶的特性,1.举例说出酶的特性。 2.说出酶促反应的原理。 3.通过实验说明影响酶活性的因素,掌握控制变量的科学方法。,与一般催化剂相比,酶具有以下特性: 1.高效性 一般而言,酶催化反应的速率比非催化反应的速率高1081020倍,比其他无机催化剂催化反应的速率高_倍。 2.专一性 每一种酶只能催化_或_ 化合物的化学反应。二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的_的水解反应,但是不能催化多肽的水解。,一、酶的特性,1071013,一类,一种,二肽,3.温和性 由于大多数酶都是蛋白质,所以凡是能使蛋白质变性的因素,如强酸、强碱、高温、重金属盐、X射线、紫外线等,都能使酶的 _遭到破坏,导致酶完全失去活性而不可恢复。所以,酶一般要求_的条件,比如常温、常压、接近中性的酸碱度等。,空间结构,比较温和,1.温度与酶活性 每种酶只能在_的温度范围内起作用。酶表现最大活性时的温度叫作酶的_。低于最适温度时,随着温度的降低,活性也下降,下降到一定程度时,酶的催化效率为_,但是此时酶的活性_。温度恢复到最适时,酶的活性逐步增加直至 _。高于最适温度时,随着温度的上升,酶的活性迅速下降,升高到一定限度时会因为变性而 _。此时即使再恢复到最适温度,酶的活性 _。,二、影响酶促反应的因素,一定限度,最适温度,接近于零,最大,仍保留,失去活性,无法恢复,2.pH与酶活性 每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用。酶表现最大活性时的pH叫作酶的 _。稍高或稍低于最适pH,酶的活性都会降低;偏离最适pH越远,酶活性就 _。过酸或过碱时酶本身会因为变性而 _,即使再恢复到最适pH,酶的活性 _。 3.底物浓度与酶促反应速率 在底物(反应物)浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而 _。,越低,最适pH,失去活性,也无法恢复,加快,1.什么叫酶的专一性?,每一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性叫酶的专一性。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解,不能催化其他化学反应。,答案：,2.温度对酶活性有何影响?,答案：,温度过高,酶的空间结构就会发生改变,从而使酶活性降低甚至失去活性;但低温只能使酶活性降低,而不能使酶失去活性,随着温度的升高,酶的活性可逐渐恢复。在一定条件下,某种酶在某一特定温度的活性最大,这个温度称为这种酶的最适温度。,3.pH对酶活性有何影响?,答案：,每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围,酶就会失去活性,即过酸或过碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。 在一定条件下,某种酶在某一特定pH的活性最大,这个pH称为这种酶的最适pH。,4.利用淀粉作为反应底物进行探究温度对酶活性影响的实验中,能否利用菲林试剂来检测淀粉是否被水解了?为什么?,答案：,不能,因为该实验的自变量是温度,使用菲林试剂需要水浴加热,因而改变了温度,即改变了自变量。,1.什么是酶的活性?为什么酶的专一性能体现酶的多样性?,知识点一：酶的专一性解读,酶对化学反应的催化效率称为酶的活性。酶活性的大小可以用在一定条件下每次反应的速率来表示,反应速率愈大,就表明酶的活性愈大。细胞代谢是通过许多化学反应来实现的,每一种反应都需要酶的催化,每一种酶都具有专一性,所以酶能体现多样性的特点。,答案：,2.在适宜条件下,唾液淀粉酶能水解淀粉吗?能水解蔗糖吗?淀粉能被蔗糖水解酶水解吗?,答案：,唾液淀粉酶能水解淀粉,但不能水解蔗糖,淀粉也不能被蔗糖水解酶水解。,3.若用淀粉酶水解淀粉作为实验组,蔗糖水解酶水解淀粉作为对照组,请将下表中有关实验现象补充完整。,不变蓝色,变蓝色,淀粉被水解,存在淀粉,4.除用碘液检验淀粉的存在外,还可用什么试剂检验淀粉是否被水解了?各有什么现象出现?,答案：,除用碘液检验淀粉的存在外,还可用斐林试剂检验淀粉是否被水解了。实验现象:实验组水浴加热后,出现砖红色沉淀,对照组无砖红色沉淀出现。,知识总结 验证酶的专一性实验,可利用同一种酶在适宜条件下对不同底物的水解情况,或同一种底物用不同的酶水解的情况进行,通过颜色反应现象来判断水解反应是否发生了。若证明淀粉是否被水解,可用碘液鉴定,变蓝色则可说明淀粉仍存在,没有被水解;也可用斐林试剂鉴定,若出现砖红色沉淀,则可说明淀粉被水解了,产生了可溶性还原糖。,知识点二：温度、pH对酶活性影响的实验探究及与酶促反应速率有关的曲线,答案：,自变量:不同的温度设置。无关变量:酶的浓度和用量、淀粉的用量、碘液的用量、反应时间等。通常在反应后的各试管中滴加碘液,观察各试管中液体蓝色变化情况。,1.若探究不同温度条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?无关变量是什么?实验结果(因变量)可用底物分解速度或底物存留量作观察指标,但通常是将什么现象作为观察指标的?,2.在探究温度对酶活性影响的实验中,应将淀粉酶与可溶性淀粉溶液作何处理?该实验是否适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在?为什么?,3.低温酶仍保留催化活性的原因是什么?,答案：,应将同一温度下的淀粉酶与可溶性淀粉溶液混合。该实验不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在,因为使用斐林试剂需进行水浴加热,改变了原来设置好的温度,实验结果不准确。,答案：,低温虽然使酶的活性明显降低,但酶的空间结构没有遭到破坏并保持稳定,在适宜的温度下酶的活性可以恢复,酶适于低温下保存。,4.若探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的水解效果,则实验中的自变量是什么?该实验是否适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在?为什么?,5.下图表示温度对酶促反应速率的影响曲线,请画出pH、酶浓度、底物浓度对酶促反应速率的影响曲线。,答案：,自变量:不同的pH设置。该实验也不适宜选用斐林试剂来检验淀粉的存在,因为酸性或碱性条件会影响斐林试剂的使用效果。,答案：,知识总结 该知识点注意两方面:一是读温度、pH对酶促反应速率关系的曲线时,一定要注意分段叙述自变量(温度或pH)与因变量(酶促反应速率)的关系;二是实验过程中一定要遵循单一变量原则,如探究温度对酶促反应的影响时,各组分别在事先设置好的不同温度条件下实验,当需检测淀粉是否被水解时,注意不能改变各组实验的温度,此时可用碘液检测,而不宜使用斐林试剂,因为使用斐林试剂会改变原实验组的温度。另外,酶的浓度和底物的浓度对反应速率也有影响,反应物浓度一定时,在一定范围内反应速率与酶浓度成正比;当反应物浓度较低时,反应速率随反应物的浓度的增加而加快。,例1 下图表示酶的有关实验:取甲、乙、丙三支洁净的试管,分别往甲、乙试管中注入3 mL淀粉糊,往丙试管中注入3 mL蔗糖溶液。然后在甲、丙试管中各注入2 mL新鲜的小麦淀粉酶滤液,在乙试管中注入2 mL清水,振荡这三支试管。下列说法正确的是( )。,B,A.往三支试管中分别滴入1滴碘液,在35 水浴中保温5 min,甲、乙试管都变蓝 B.三支试管内各物质的量要求相同,是为了排除物质用量的不同对实验结果的影响 C.35 是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度 D.该实验不可以用斐林试剂检验颜色变化,【解析】A选项中,甲试管中的淀粉被淀粉酶水解,丙试管中不存在淀粉,所以只有乙试管中的溶液变蓝色;该实验只在一种温度条件下进行,所以不能说明35 是小麦淀粉酶起催化作用的最适温度;该实验可以用斐林试剂检验颜色变化,其中甲试管会出现砖红色沉淀。,技巧归纳 解此题需分析淀粉酶的专一性。淀粉酶只能水解淀粉,形成麦芽糖(可溶性还原糖),这也是实验原理之一。淀粉遇碘液变蓝色,可溶性还原糖与斐林试剂水浴共热产生砖红色沉淀,也属于实验的原理。,例2 探究温度对酶活性的影响实验的设计思路如下表所示,请回答:,(1)实验现象分别是:_;_;_。 (2)若直接将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液混合一段时间后再设置不同的温度条件,对实验结果有影响吗?_。,【解析】该实验的自变量是温度,所以设计实验时,应将淀粉溶液和相应的新鲜淀粉酶溶液置于相同的某温度环境中一段时间后再混合,这样才能确保温度对酶活性的影响,前三步的顺序不能改变,这是实验成功的关键。淀粉酶在沸水中丧失活性,在冰水中的活性基本为0,所以试管2、3中的淀粉不会被水解,碘液会变蓝色。,有影响,不变蓝色,变蓝色,变蓝色,解题技巧归纳,技巧归纳 酶发挥催化效应需要适宜的条件,如适宜的温度、适宜的pH等,这些条件可以由体内细胞提供,也可以人为地为酶提供体外的催化条件;当酶存在的环境变得不适合酶催化化学反应,则酶的活性会因此降低,甚至丧失活性。酶一旦丧失活性,无论怎样将条件变回酶的最适宜条件,酶的活性都不会恢复,如上图,底物的量与温度变化关系曲线体现了这一点,1. 生物体内各种化学反应能有条不紊地进行,最主要是因为( )。 A.酶的催化效率具有高效性 B.酶的种类具有多样性 C.酶的催化作用具有专一性 D.酶的空间结构具有稳定性,C,解析,酶的专一性能保证在细胞这个很小的空间内,每时每刻进行着各种不同的化学反应。,2.-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明-半乳糖苷酶的催化作用具有( )。 A.高效性 B.专一性 C.稳定性 D.多样性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,具有专一性。,解析,B,3.在测定胃蛋白酶活性时,将溶液的 pH 由 10 降到 2 的过程中,胃蛋白酶的活性将( )。 A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升,B,胃蛋白酶的最适