5.1 降低化学反应活化能的酶（第二课时）课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1VIP

第5章细胞的能量供应和利用

炎炎烈日之下，岩石变得很烫，这是因为照射在岩石上的光能转变成热能，而组成岩石的分子并未发生化学变化。岩石旁边的植物同样遭到暴晒，却并未变得发烫。是不是植物不吸收光能呢？当然不是。植物的叶片不但能吸收光能，而且能通过光合作用，将一部分光能转变成储存在有机物中的化学能。

细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢？

第1节降低化学反应活化能的酶（第2课时）目标010203通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认识上的局限性。教学目标通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。化学本质绝大多数是_______少数是_________元素组成合成原料合成场所来源一般来说，活细胞都能产生作用场所作用原理RNA

蛋白质核糖核苷酸氨基酸核糖体细胞核（真核生物）细胞内、外及生物体外均能发挥作用C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P降低化学反应的活化能温故知新：酶的本质酶的化学本质不同于无机催化剂，酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？酶的特性—制糖法的改进用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？Fe3+过氧化氢酶SUPERMAN只有一个！咱们有25万大军！2H2O22H2O+O2↑1、酶具有高效性（1)酶的催化效率一般是无机催化剂的

107

～1013倍。（2)酶可在1s内完成非

酶体系需要3年-30

万年时间的反应。科学家整理大量的实验数据发现：三、酶的特性完胜！保证了细胞代谢快速有效地进行。1、酶具有高效性三、酶的特性(2)原因：(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107

～1013倍。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。(3)意义：(4)实验验证：项目实验组一实验组二材料试剂现象结论反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢，或反应用时长与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂等量的同一种底物酶具有高效性FeCl3H2O2酶1、酶具有高效性三、酶的特性时间产物浓度(5)相关曲线：加酶

加无机催化剂不加催化剂催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间

无机催化剂催化的化学反应范围比较广，例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解，酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？①与③相互比较，可得出：①与②相互比较，可得出：酶具有催化活性酶具有高效性。注意：酶的高效性是和无机催化剂相比的。①②③或平衡点

淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成

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。淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）淀粉酶蔗糖（非还原糖）葡萄糖（还原糖）+果糖（还原糖）蔗糖酶淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究·实践1、实验原理：2、实验目的：探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。还原糖

+斐林试剂砖红色沉淀水浴加热3、实验设计思路及预期结果淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究·实践如果只有淀粉溶液中有砖红色沉淀：如果两种溶液均有砖红色沉淀：是否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设计思路：预期结果：验证酶的专一性还有别的实验思路吗？在淀粉溶液中分别加入淀粉酶和蔗糖酶，能否用碘液对实验结果进行检测？淀粉完全分解+碘液→不变蓝淀粉+碘液→变蓝蔗糖+碘液→不变蓝（不能用碘液：碘液无法检测蔗糖是否被分解）检测试剂：斐林试剂在蔗糖溶液中分别加入淀粉酶和蔗糖酶，在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入蔗糖酶，检测试剂：斐林试剂或碘液检测试剂：斐林试剂蔗糖完全分解+碘液→不变蓝验证酶专一性实验设计方案：方案一：酶相同，底物不同①底物a+酶溶液②等量底物b+等量相同酶溶液方案二：底物相同，酶不同①底物+酶溶液1②等量相同底物+等量酶溶液2实验材料：实验材料：鉴别试剂：斐林试剂鉴别试剂：碘液或斐林试剂（斐林试剂）淀粉酶（蔗糖酶）、淀粉、蔗糖淀粉（蔗糖）、淀粉酶、蔗糖酶例如例如质量分数为2%新配制的淀粉酶溶液；质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，蔗糖酶溶液；斐林试剂，碘液。4.实验材料及试剂：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究·实践淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究·实践步骤项目试管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水浴加热5加入斐林试剂6沸水浴7观察颜色变化2mL——2mL2mL2mL60℃，保温5min2mL砖红色无砖红色结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。5.实验过程及现象：保持1min淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高该实验说明酶具有什么特性？淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用探究·实践已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。②脲酶——只能催化尿素分解。③二肽酶——可以催化所有的二肽分解2、酶具有专一性三、酶的特性(1)含义：(2)意义：使细胞代谢有条不紊地进行。(3)图像解读：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。

酶A与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了产物C和D。这个模型揭示了酶的专一性。三、酶的特性图中

表示酶，

表示被催化的底物，

表示底物被分解后的产物，

表示不能被该酶催化的物质。ABE.FC.D2、酶具有专一性(3)图像解读：底物浓度反应速率酶A酶B或空白对照2、酶具有专一性三、酶的特性(4)曲线解读：

加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率

，而加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显

，说明酶A对此反应有催化作用，酶B对此反应无催化作用，进而说明酶具有

。相同加快专一性

许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件催化化学反应，那酶起催化作用需要怎样的条件呢？探究•实践：影响酶活性的条件酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。资料一：加酶洗衣粉一般对水温有要求，用温水浸泡效果

更好，但水温不要超过60℃。资料二：不同消化液的pH不一样，唾液的pH为6.2-7.4，

胃液的pH为0.9-1.5，小肠pH为7.6。三、酶的特性酶促反应：受酶催化的化学反应。酶活性：相关概念底物：

受酶催化而发生化学反应的分子根据以上资料可知，影响酶活性的因素有哪些？温度、pH酶活性可用在一定条件下，酶所催化某一化学反应的速率表示。(2)作出假设:(3)材料用具:(4)设计实验:影响酶活性的条件探究·实践(1)提出问题:温度对酶的活性会产生怎样的影响？1、探究温度对酶活性的影响新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。淀粉、淀粉酶①实验材料：不选用H2O2作为反应底物的原因？H2O2不稳定，受热易分解。碘液②检测试剂：不选用斐林试剂进行鉴定的原因?

斐林试剂检测需要水浴加热，温度是干扰条件。温度对酶的活性有影响，温度过低或过高都会影响酶的活性。(4)设计实验:影响酶活性的条件探究·实践1、探究温度对酶活性的影响淀粉、淀粉酶①实验材料：碘液②检测试剂：③实验设计思路：自变量控制自变量将装有等量酶的试管分别放入装有

的水的烧杯中，进行对照实验因变量

检测因变量

对无关变量进行控制溶液的量以及试管洁净度等保持相同温度冰块、热水和37℃碘液检测溶液是否变蓝

淀粉是否水解影响酶活性的条件探究·实践1、探究温度对酶活性的影响(5)进行实验:1试管1’试管2试管2’试管3试管3’试管加淀粉酶2ml—2ml—2ml—加淀粉—

2ml—2ml—2ml保温混合保温0℃冰水保温5min60℃水浴保温5min100℃水浴保温5min加碘液2滴2滴2滴观察颜色

结论0℃冰水保温5min60℃水浴保温5min100℃水浴保温5min变蓝变蓝不变蓝温度对酶的活性有影响，温度过高或过低都会降低酶的活性分别将每组的两支试管内的液体混合，摇匀影响酶活性的条件探究·实践1、探究温度对酶活性的影响让淀粉和酶溶液达到实验预设温度

让酶促反应充分进行(5)进行实验:(6)分析结果、

得出结论:(7)表达与交流①探究温度对酶活性的实验时，为何不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解？②本实验的检测试剂能否用斐林试剂代替碘液？③本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？④如何区分因变量和因变量观测指标？⑤本实验中，能否将淀粉和淀粉酶混合均匀后，再在不同温度下处理？加热会加快过氧化氢的分解不能；因为斐林试剂需要水浴加热，改变了温度，本实验温度为自变量，

需要严格控制溶液体积、处理时间、pH等，应该保证相同且适宜本实验的自变量为温度，因变量为酶活性，因变量观测指标为加碘液后的颜色变化情况不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已完成反应影响酶活性的条件探究·实践1、探究温度对酶活性的影响(8)进一步探究实验设计思路：由于温度会影响酶活性，进而影响淀粉溶液完全水解所需时间，故可以设置一系列温度梯度的实验，分别检测淀粉完全水解（即加碘液不变蓝）所需时间。用同一结果出现所需时间来表示酶的活性强弱。如何进行定量实验，找出酶的最适温度？酶所催化的化学反应一般是在适宜的温度条件下进行的。在最适温度下，酶活性最高，温度偏高或者偏低，酶活性都会显著降低。影响酶活性的条件探究·实践1、探究温度对酶活性的影响失活抑制②低温使酶活性受抑制，但酶的空间结构稳定，

温度恢复，酶活性可以恢复。（酶低温保存）③高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

(酶高温变性)①酶活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。1、下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(

)A．当温度由t2调到最适温度时，酶活性上升B．当温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重B随堂练习2、据图判断叙述错误的是(

)A．影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度B．限制BC段反应速率的主要因素可能是酶量C．温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同D．曲线Ⅰ显示，该酶促反应的最适温度为37℃D随堂练习最适温度一定在

之间。问题：能确定酶最适温度是39℃吗？

；37℃~41℃不能温度35℃37℃39℃41℃43℃45℃蛋白块消失时间0.8h0.7h0.4h0.6h0.7h0.8h3、让蛋白酶在不同的温度下催化相同体积大小的蛋白块，

结果如下表：随堂练习(2)作出假设:(3)材料用具:(4)设计实验:影响酶活性的条件探究·实践(1)提出问题:PH对酶的活性会产生怎样的影响？2、探究PH对酶活性的影响新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液（过氧化氢酶）、缓冲液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。H2O2、肝脏研磨液①实验材料：不选用淀粉作为反应底物的原因？淀粉在酸性条件下会被水解。PH对酶的活性有影响，PH过低或过高都会影响酶的活性。(4)设计实验:影响酶活性的条件探究·实践①实验材料：②实验设计思路：自变量控制自变量将等量的

分别放入装有等量酶的试管中，进行对照实验。因变量

检测因变量

对无关变量进行控制溶液的量以及试管洁净度等保持相同PHNaOH、盐酸和PH=7的缓冲液观察气泡产生的情况（或插入卫生香，观察复燃情况）

H2O2的分解速率2、探究PH对酶活性的影响H2O2、肝脏研磨液实验步骤一取三支试管，编号1、2、3。

二三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液。三1号试管中加入1mLPH=7的缓冲液2号试管中加入1mL盐酸溶液3号试管中加入1mLNaOH溶液四三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应。实验现象

无明显气泡产生无明显气泡产生产生大量气泡(5)进行实验:影响酶活性的条件探究·实践2、探究PH对酶活性的影响PH对酶的活性有影响，PH过高或过低都会降低酶的活性(6)分析结果、

得出结论:影响酶活性的条件探究·实践2、探究PH对酶活性的影响(5)进行实验:①探究pH对酶活性的实验时，为何不宜选用淀粉酶溶液催化淀粉分解？②本实验的无关变量包括哪些？应如何控制？③如何区分因变量和因变量观测指标？④本实验中，能否将底物和酶混合均匀后，再在不同pH下处理？酸可以催化淀粉的水解溶液体积、处理时间、温度等，应该保证相同且适宜本实验的自变量为pH，因变量为酶活性，因变量观测指标为气泡的产生速率不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已完成反应(7)表达与交流影响酶活性的条件探究·实践2、探究PH对酶活性的影响实验设计思路：由于pH会影响酶活性，进而影响酶催化过氧化氢分解的速率（氧气的产生速率），故可以设置一系列pH梯度的实验，分别检测过氧化氢水解完全所需时间。用同一结果出现所需时间来表示酶活性的强弱。如何进行定量实验，找出酶的最适pH？影响酶活性的条件探究·实践2、探究PH对酶活性的影响(8)进一步探究②强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。酶所催化的化学反应一般是在适宜的PH条件下进行的。在最适PH下，酶活性最高，PH偏高或者偏低，酶活性都会显著降低。失活失活

(酶在最适PH下储存)①酶活性最高，催化效率最高的PH称为酶的最适PH。酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。3、酶的作用条件较温和三、酶的特性(1)含义：(2)意义：可以使生命活动在比较温和的条件下正常进行。(3)曲线解读：①在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性

都会显著降低。②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温

只是使酶活性降低，但酶的空间结构稳定，

在适宜的温度下酶的活性会升高。※酶的保存方法：低温、最适PH。1.高效性：2.专一性：m加酶加无机催化剂生成物的量时间0

与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。一种酶只能催化一种或一类化学反应。三、酶的特性底物浓度反应速率酶A酶B或空白对照υ/mmol.s-1抑制失活t/℃最适温度酶活性受温度影响示意图最适pHpHυ/mmol.s-1失活失活酶活性受PH影响示意图3.作用条件较温和：三、酶的特性酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。①在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶活性

都会显著降低。②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温

只是使酶活性降低，但酶的空间结构稳定，

在适宜的温度下酶的活性会升高。（1）能影响酶活性的因素（pH和温度等）（2）酶的浓度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。（3）底物浓度1.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：

在底物足量的情况下，反应速率随酶浓度的升高而加快。

在一定浓度范围内，反应速率随底物浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。四、影响酶促反应速率的因素受酶的浓度或数量的限制1.酶活性是酶自身的属性，底物浓度以及反应物的量不会影响酶活性。2.反应平衡点（生成物的量）跟底物浓度、底物量有关，而与酶浓度、酶量无关。3.在不同的温度和pH条件下，酶促反应速率有可能相同。4.酶催化的化学反应，生成物的量应大于或等于反应物的量（水解反应和分解反应）。5.温度变化不会影响酶的最适pH，pH变化也不会影响酶的最适温度。0反应物剩余量（相对值）PH30℃33℃37℃35℃五、酶的相关注意点酶的应用溶菌酶溶解细菌的细胞壁含酶牙膏多酶片胰蛋白酶加酶洗衣粉果胶酶酶为生活添姿彩练习与应用.

1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉