高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶（第2课时）课件 新人教版必修1.ppt

第2课时酶的特性 第5章第1节降低化学反应活化能的酶 目标导读1 分析相关实验 理解酶的高效性和专一性的含义 2 通过探究实验 学会归纳温度和ph变化对酶活性的影响 并能分析有关曲线 3 进一步尝试控制自变量 观察和检测因变量 体验对照实验和重复实验的方法 重难点击影响酶促反应的有关曲线分析 课堂导入方式一加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强 加入不同的酶 对不同质地衣物的洗涤效果不同 如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍 奶渍 但不能用来洗丝质的衣物 另外 加酶洗衣粉使用时要注意水的温度 温水效果较好 用热水反而效果不好 以上事例说明酶的作用有不同于无机催化剂的特点 有很多因素能影响酶的作用 今天 我们就来探讨这些内容 方式二由上节课可知 酶的化学本质大部分是蛋白质 有哪些因素会导致蛋白质变性 看来酶的作用需要适宜的条件 有很多因素能影响酶的作用 今天 我们就来探讨这些内容 一 酶的高效性和专一性 二 酶的作用条件较温和 内容索引 当堂检测 一 酶的高效性和专一性 1 酶具有一般催化剂的特性 1 能显著降低化学反应的 提高反应速率 缩短达到平衡所用的时间 但不改变反应的方向和平衡点 2 反应前后 酶的不变 2 酶的高效性 1 含义 酶的催化效率比无机催化剂高很多 大约是无机催化剂的倍 2 意义 可以使生命活动更加高效地进行 基础梳理 活化能 性质和数量 107 1013 3 酶的专一性 1 含义 每一种酶只能催化化学反应 如过氧化氢酶只能催化分解 脲酶除了催化分解外 对其他化学反应不起作用 2 意义 使细胞代谢有条不紊地进行 一种或一类 过氧化氢 尿素 1 淀粉和蔗糖不是还原糖 但淀粉水解后会生成麦芽糖 蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖 它们都是还原糖 下表为比较新鲜唾液 唾液淀粉酶 对淀粉和蔗糖的催化作用实验 请分析 问题探究 1 1号试管有砖红色沉淀生成 2号试管不出现砖红色沉淀 说明什么 答案 答案1号试管中淀粉被水解 2号试管中蔗糖没有被水解 2 上述实验说明了什么 答案淀粉酶只催化淀粉水解 不能催化蔗糖水解 酶的催化作用具有专一性 3 肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸 是否说明肽酶没有专一性 答案不是 酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应 肽酶催化的是一类反应 也说明其具有专一性 2 下图分别表示酶高效性和专一性的曲线 请分析 答案 答案酶和无机催化剂都只能缩短达到化学平衡所需要的时间 不能改变化学反应的平衡点 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 图1图2 1 根据图1 酶和无机催化剂相比 有什么共同点和不同点 2 根据图2分析 在a反应物中加入酶a 反应速率较未加酶时明显加快 而加入酶b 反应速率和未加酶时相同 这说明什么 答案 答案酶a能催化反应物a反应 酶b不能催化反应物a反应 酶的作用具有专一性 图2 1 我国科学家研制出了能成功检测sars病毒的酶联免疫试剂 专用于 非典 的快速诊断 此试剂具有准确 灵敏 快速 方便和经济等优点 一个测试板可同时检测96个样品 1小时左右获得检测结果 它应用的是a 酶的高效性和专一性原理b 酶的专一性原理c 酶的识别原理d 酶的高效性 拓展应用 答案 解析 解析该测试板专门用于 非典 的快速诊断 说明酶的专一性 一个测试板可同时检测96个样品 1小时左右获得检测结果 说明酶具有高效性 2 如图表示的是某种酶作用模型 下列有关叙述中 错误的是a 该模型可以解释酶的专一性b a表示酶 该模型可解释酶的多样性c a催化d分解为e fd 该模型显示 酶在反应前后性质不变 答案 解析 解析反应中a与d结合 反应前后a没有发生变化 则a表示的是酶 d分解为e f 在底物b c d同时存在时 a只催化d的反应 说明了酶的专一性 图中只有一种酶 不能明确表示酶的多样性 酶具有专一性的理论假说酶具有专一性的主要理论假说有 锁钥学说 和 诱导契合学说 都强调酶空间结构和底物空间结构的相互吻合 因此酶的空间结构一旦改变或丧失 酶的专一性也就没有了 下图是锁钥学说示意图 二 酶的作用条件较温和 1 酶活性的含义 酶对化学反应的 2 酶的作用需要适宜的温度 1 在一定温度范围内 酶促反应速率随温度的升高而 但当温度升高到一定限度时 酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而 2 在一定条件下 酶活性最大时的温度称为该酶的 3 低温影响酶的活性 但不会使酶的遭到破坏 温度升高后 酶仍能恢复活性 但高温会导致酶 甚至会使其永久失去活性 催化效率 加快 基础梳理 下降 最适温度 空间结构 变性 3 酶的作用需要适宜的ph 1 在一定条件下 酶活性最大时的ph值称为该酶的 偏离该ph 不论升高还是降低 酶促反应速率都会 2 过酸 过碱都会使酶的遭到破坏 使酶永久 最适ph 下降 空间结构 失活 酶的活性受到温度和ph的影响 我们可以设计实验来探究影响酶活性的的这两个条件 总的设计思路是 请结合下列两个实验进行分析 问题探究 1 探究温度对酶活性影响的实验 以工业淀粉酶的催化作用为例 答案不能 过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异 会干扰实验结果 1 结合实验结果你有什么结论 答案 答案1号试管中的淀粉被完全水解了 2 3号试管中的淀粉没有被水解 工业淀粉酶的活性受温度的影响 在60 时活性最高 温度偏高或者偏低 都会影响酶的活性 2 能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成 来判断试管中的淀粉是否水解了 答案不能 因为这个实验要严格控制温度 而斐林试剂的反应需要水浴加热 3 能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验 2 探究ph变化对过氧化氢酶催化作用影响的实验 1 该实验结果说明了酶的活性和ph有什么关系 答案 答案酶的作用需要适宜的ph ph偏高或偏低都会使酶活性降低 2 该实验中 能否在加入肝脏研磨液后 直接加入3 过氧化氢溶液 然后再调节ph 答案不能 因为酶的作用具有高效性 在调节ph之前 试管中已经发生了剧烈反应 会影响到实验结果 3 本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料 为什么 答案不能 因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应 3 某同学研究温度和ph对某酶促反应速率的影响 得到如图所示的曲线 下列分析正确的是a 该酶催化反应的最适温度为35 左右 最适ph为8左右b 当ph为8时 影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度c 随ph升高 该酶催化反应的最适温度也随之变化d 当ph为任一固定值时 实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响 拓展应用 答案 解析 解析分析曲线可知 温度约为35 ph为8时 酶促反应速率相对较快 温度约为35 ph大于或小于8时 酶促反应速率均下降 所以该酶的最适温度为35 左右 最适ph为8 当ph为8时 不同温度下酶促反应速率不同 此时温度为影响酶促反应速率的主要因素 在一定范围内 随ph的升高或降低 该酶促反应的最适温度均为35 左右 但当ph过高或过低时 酶变性失活 不同温度下的反应速率可能相同 此时温度已不再是酶促反应速率的影响因素 4 如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下 反应物浓度对酶催化反应速率的影响 据图分析 下列说法正确的是a 如果在a点时 温度再提高5 则反应速率上升b 在其他条件不变的情况下 在b点时 往反应物中加入少量同样的酶 反应速率不变c 在a点时 限制反应速率的因素是反应物浓度d 在c点时 限制反应速率的因素是反应物浓度和酶的浓度 答案 解析在a点时 随着反应物浓度的增加 反应速率也增加 表明限制反应速率的因素是反应物浓度 解析 影响酶促反应速率的因素除了酶活性 还有其他的因素 1 底物 反应物 浓度对酶促反应速率的影响 如图1 在底物浓度较低时 反应速率随底物浓度的增加而加快 反应速率与底物浓度近乎成正比 当底物浓度很大 且达到一定限度时 反应速率就达到了一个最大值 此时即使再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 这是受酶浓度或酶活性的限制 2 酶浓度对酶促反应速率的影响 如图2 在底物足够 其他条件固定的情况下 酶促反应速率与酶浓度成正比 课堂小结 无极催化剂 一种或一类 最高 明显降低 当堂检测 1 下列关于酶的叙述中 错误的是a 有些酶是rnab 在0 37 范围内 唾液淀粉酶的活性会随着温度的升高而提高c 酶的数量因参与化学反应而减少d 任何活细胞内都有酶的存在 答案 解析 2 3 4 5 1 解析绝大多数酶的化学本质是蛋白质 而极少数是rna 唾液淀粉酶的最适温度为人体体温 即37 左右 所以从0 到37 范围内 唾液淀粉酶的活性是不断增强的 酶在反应过程中起到了催化剂的作用 不会因为反应的进行而被消耗掉 酶是由活细胞产生的 任何活细胞内都有酶 2 随食团进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是a 酸碱度的改变使酶失活b 唾液淀粉酶只能催化一次c 温度的改变使酶失活d 胃中已有淀粉酶 答案 解析 2 3 4 5 1 解析酶的活性受酸碱度的影响 唾液淀粉酶的最适ph是6 5 8 0之间 而胃中ph为1 5左右 因此随食团进入胃内的唾液淀粉酶已失活 不再消化淀粉 所以a项正确 酶是催化剂 在反应前后数量和性质均未变化 能继续催化 所以b项不正确 随食团进入胃内的唾液淀粉酶是在人体进行的 温度无变化 所以c项不正确 胃中无淀粉酶 所以d项不正确 3 分别用0 和100 的温度处理某种酶后 酶的活性被抑制或失去活性 但a 经过0 处理的酶的活性能够恢复b 经过100 处理的酶的活性能够恢复c 经过0 处理的酶的空间结构遭到破坏d 经过100 处理的酶被水解成了氨基酸 解析高温和低温对酶活性的影响不同 低温不会破坏酶的分子结构 只会抑制酶的活性 若升高温度 酶活性可以恢复 高温破坏酶的分子结构 使酶活性永久丧失 答案 解析 2 3 4 5 1 4 如图表示在不同条件下 酶催化反应的速率 或生成物量 变化 下列有关叙述不正确的是a 甲中虚线表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速率的关系b 乙中虚线表示增加酶浓度 其他条件不变时 生成物量的变化示意曲线c 若乙中的实线表示fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率d 图丙不能表示在反应开始后的一段时间内 反应速率与时间的关系 答案 解析 2 3 4 5 1 解析底物浓度充足时 酶促反应与酶浓度成正比 甲中虚线反应速率加快 可表示为酶量增加一倍时所引起的 催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间 但不改变化学反应的平衡点 同时酶的催化效率高 故乙中虚线表示增加酶浓度 生成物量的变化示意曲线 实线可表示fe3 的催化效率 则虚线为过氧化氢酶的催化效率 丙中酶促反应开始时底物浓度高 反应快 后来底物逐渐被分解 反应速率降低 所以d项错误 2 3 4 5 1 5 某研究小组为探究影响h2o2分解的因素 做了三个实验 相应的实验结果如下图所示 实验1 实验2均在适宜条件下进行 实验3其他条件适宜 请分析回答下列问题 1 实验1 2 3中的自变量分别为 2 3 4 5 1 解析由曲线图分析可知 实验1 2 3中的自变量分别为催化剂的种类 h2o2浓度 ph 答案 解析 催化剂的种类 h2o2浓度和ph 2 实验2结果反映 在b c所对应的h2o2浓度范围内 h2o2溶液浓度会 填 升高 降低 或 不影响 过氧化氢酶的活性 bc段o2产生速率不再增大的原因最可能是 2 3 4 5 1 解析由实验2曲线图可知 在bc段 o2的产生速率不随h2o2浓度的变化而变化 可能是酶的数量有限 答案 解析 不影响 酶的数量有限 3 实验1若温度升高10 加过氧化氢酶的催化反应曲线斜