资源简介

(共50张PPT)
第一节:降低化学反应活化能的酶（第2课时）
第五章：
目录
CATALOG
酶的特性
影响酶活性的因素
酶与无机催化剂的共性
01
OPTION
02
OPTION
03
OPTION
04
OPTION
酶的应用
1.酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。只是酶降低活化能的能力显著。
三、酶与无机催化剂的共性
2.不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
三、酶与无机催化剂的共性
3.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
设想一下：
假如细胞中过氧化氢酶的催化效率很低会怎样
你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应，如果有关的酶催化效率很低，供能的化学反应只能慢悠悠地进行，你还能跑那么快吗
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍
107～1013
1.酶具有高效性
(2)原因：
与无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能
(1)表现：
(3)意义
保证了细胞代谢快速有效地进行。
保证了细胞内能量供应的稳定。
生成物浓度
1..酶具有高效性
加酶
加无机催化剂
未加催化剂
时间
平衡点
a
b
c
曲线a、b对比说明酶具有 。
曲线a、c对比说明酶具有 。
曲线a、b、c对比说明酶只能：
。
。
高效性
催化作用
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
资料1： 口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化
资料2：
脲酶——只能催化尿素分解。
过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。
蛋白酶----只能催化蛋白质水解。
麦芽糖酶——只能催化麦芽糖水解
二肽酶——可以使所有的二肽水解。
资料3：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。
根据上述资料，你认为酶还有什么特性？
小资料
淀粉和蔗糖都是非还原糖。
淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。
通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结论
实验设计
研究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结论
实验设计
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，
斐林试剂，热水
试管，烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴。
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结论
实验设计
1号试管 2号试管
实验步骤 一 2ml淀粉溶液 2ml蔗糖溶液
二
三
四
现象
2mL淀粉酶
2mL淀粉酶
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
振荡→60℃热水保温5min
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2ml斐林试剂振荡→水浴加热1min
实验目的
实验原理
实验材料
实验现象
实验用具
实验结论
实验设计
淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！
1号试管
2号试管
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中检测试剂为什么选择斐林试剂而不是碘液？
淀粉完全分解+碘液→无现象
蔗糖分解/不分解+碘液→无现象
有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。
已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
该实验的自变量和因变量分别是什么
自变量：
因变量：
底物的种类
底物是否被淀粉酶水解。
本实验的设计思路是什么
探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
探究1：
探究 实验
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)内容：
2.酶具有专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
(2)意义：
(3)原因：
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。
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.酶具有专一性
(3)原因：
2.酶具有专一性
(4)曲线：
具有“专一性(特异性)”的物质举例
(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)载体蛋白：某些物质通过细胞膜时需要载体蛋白协助，不同物质所需载体不同，载体蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
唾液(淀粉酶)
pH 6.2～ 7.4
胃液(胃蛋白酶)
pH 0.9～1.5
小肠液（含多种酶）
pH 7.6
酶具有高效性和专一性；那么它的这两个特性是不是在任何条件下都可以表现出来呢？酶起催化作用需要怎样的条件呢？
思考1：人在感冒发烧的时候，为什么不想吃饭呢？
思考2：我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃以后，却发现，唾液淀粉酶不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？
温度可以影响酶活性。
PH可以影响酶活性。
酶活性:
酶催化特定化学反应的能力
（酶活性可以用在一定条件下催化某一化学反应的速率）
探究1：
探究 实验
探究影响酶活性的条件
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
表达交流
进一步探究
温度或pH的改变会不会影响酶的活性呢
温度或pH影响酶的活性呢
过程
探究1：
探究 实验
探究影响酶活性的条件
探究1：
探究 实验(一)
探究温度对酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
不选用H2O2作为反应底物的原因？
淀粉、淀粉酶
①实验材料：
H2O2不稳定，受热易分解，会对实验结果造成干扰。
碘液
②检测试剂：
探究1：
探究 实验(一)
探究温度对酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
实验步骤 1 2 3 4 5 6
第一步 2ml淀粉溶液 2ml 2ml 2ml
1ml淀粉酶溶液 2ml 2ml 2ml
第二步
第三步
第四步 分别保温5min
第五步 滴加碘液
第六步 观察实验结果
将试管2的溶液倒入试管1中混合
将试管2的溶液倒入试管1中混合
将试管2的溶液倒入试管1中混合
探究1：
探究 实验(一)
探究温度对酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
冰水
60℃
沸水
2滴
2滴
2滴
蓝色
不变蓝
蓝色
分别保温5min
冰水
60℃
沸水
将酶和底物分别保温(实验要求的温度)后，再混合继续保温， “不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。
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。
不选用斐林试剂进行鉴定的原因
先处理温度，还是先混合？
100 ℃反应管在完成反应后，先在自来水下冲凉，然后加入碘液检测淀粉含量的原因
100℃高温下，直链淀粉的螺旋结构被破坏，不能与碘形成蓝色络合物，遇碘不变蓝。
“ 宜”保证酶的最适PH(排除PH的干扰)
PH应该如何设置
探究1：
探究 实验(一)
探究温度对酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(一)
探究温度对酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
由定性实验变为定量实验测最适温度
基本思路和实验步骤:
(1)缩小温度梯度，重复进行上述实验。如：分组设置0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃ 6个温度梯度进行催化反应;
(2)测定同一种酶的活性并记录实验数据:
组1 组2 组3 组4 组5 组6
酶活性
根据实验数据绘制曲线
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。（低温保存）
高温使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(高温变性)
酶的活性最高，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。
在低于最适温度的范围内,酶的活性随着温度的升高而升高。
当超过最适温度，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
失活
抑制
t/℃
最适温度
(1)温度对酶活性的影响：
酶促反应速率
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
不选用淀粉作为反应底物的原因？
H2O2、H2O2酶
淀粉在酸性条件下会被水解
①实验材料：
观察气泡生成速率，或插人卫生香、观察复燃所需时间
②检测方式：
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
a.将3片含酶的滤纸片贴在反应小室的一侧内壁上
b.向反应小室中加入pH=5.0的缓冲液和3%的过氧化氢溶液各2mL
c.将反应小室平放入水槽，并连接量筒，使量筒内充满水。
d.将反应小室旋转180°，每隔30s读取量筒中水平米面刻度一次，共记录四次。
e.冲洗反应小室，在pH为6.0、7.0、8.0下重复上述实验。
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
实验结果(探究pH对酶活性的影响)
在pH为7.0时，过氧化氢分解产生氧气的速率较快。pH低于7.0或pH高于7.0时，过氧化氢分解产生氧气的速率明显较慢。
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。
实验 步骤 一 试管1 试管2 试管3
二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应
三
四
实验现象
产生少量气泡
产生少量气泡
产生大量气泡
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
1mL蒸馏水
1mL盐酸溶液
1mLNaOH溶液
三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
1.为什么不用淀粉酶和淀粉来探究pH对酶活性的影响？
因为酸性条件促进淀粉水解。
2.上述实验中，水槽中清水的作用是什么？
①保证每次反应的温度适宜且相等。排除温度对实验结果的干扰。
②用于排水法收集氧气。
思考讨论
材料准备
实施建议
注意事项
绘制曲线
探究1：
探究 实验(二)
探究PH对淀粉酶活性的影响
由定性实验变为定量实验测最适PH
基本思路和实验步骤:
(1) 配制HCl溶液、NaOH溶液，以及pH=5、7、8的缓冲液;
(2)测定同一种酶的活性
记录实验数据的表格如下:
组1 组2 组3 组4 组5 组6
酶活性
根据实验数据绘制曲线
酶的活性最强，催化效率最高的pH称为酶的最适pH。
在低于最适pH的范围内,酶的活性随着pH的升高而升高。
当超过最适pH，酶的活性随着温度的升高而降低，甚至失活。
(2)PH对酶活性的影响：
PH
最适PH
强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性)
酶促反应速率
（1）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。
（3）意义：
保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
（4）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，酶制剂适宜在低温下保存。
3.酶的作用条件较温和
（2）曲线：
练习2.若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(　 )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时
→一段时 间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温
→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时
→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温
→一段时间后检测产物的量
C
除了影响酶活性的因素：温度和PH外，还有酶的浓度、底物的浓度。
反应速率随酶浓度的升高而加快
在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快;但达到一定浓度后，反应速率不再变化
酶促反应速率
酶浓度
酶促反应速率
底物浓度
底物足够
酶量一定
五.影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
①竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
第一类竞争性抑制剂：
如图，抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制抑制与酶结合时，就阻止了底物与酶结合，如果底物与酶结合也会阻止抑制与酶结构。
五.影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
①竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
第二类竞争性抑制剂：
如图，抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，从而使酶的活性中心结构改变，阻止了酶与底物结合。如果酶与活性中心结合，使抑制剂结合部位的空间结构发生改变，从而阻止抑制剂与酶结合。
网上关于抑制剂的几乎所有题目，都把这种情况认为是非竞争性抑制剂。一定要去伪存真。
五.影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
①竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶。
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶，因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减小抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。
五.影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
②非竞争性抑制剂
抑制剂与底物不存在竞争关系。
如图，抑制剂与酶的活性中心以外的部位结合，但是不会使酶活性中心的结构改变，因此，不影响酶与底物的结合，这样就形成了底物-酶-抑制剂的三元复合物，
但是底物不会被酶催化为产物，从而达到抑制的作用。
五.影响酶促反应速率的因素
2.抑制剂
②非竞争性抑制剂
抑制剂与底物不存在竞争关系。
由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。
五.影响酶促反应速率的因素
3.激活剂
提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。
有些酶在有激活剂存在时才有活性或性较高。
大部分激活剂是无机盐离子，
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。
如：Cl- 是α-淀粉酶的激活剂
五.影响酶促反应速率的因素
酶通过活性位点与底物结合，形成酶—底物复合物，降低化学反应的活化能。
酶活性受到温度、pH及调节剂等环境因素的影响；酶催化的反应一般是在温和、适宜的条件下进行的。
课堂总结
酶具有专一性
酶具有高效性
影响酶活性的因素
每一种酶只能催化一种或一类的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍
酶的作用条件较温和
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。
酶为生活添姿彩
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
酶的应用
1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是( )
A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶
达标练习
D
2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是( )
A.淀粉酶 B.蛋白酶
C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
B
3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会( )
A.提高淀粉酶的活性
B.改变可溶性糖分子的结构
C.破坏淀粉酶的活性
D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性
达标练习
D
4.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个模型能解释 酶的什么特性？
【提示】这个模型中A代表某类酶，B代表底物，C和D代表产物。这个模型的含义是：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。这个模型可以类比解释酶的专一性。
达标练习
5.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。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
(2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化 为什么 请画出变化后的曲线。
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。
A点：随着反应底物浓度的增加,反应速率加快。
B点：反应速率在此时达到最高。
C点：反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
达标练习
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化 为什么 请画出相应的曲线。
B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
达标练习
5.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。

展开更多......

收起↑