资源简介

(共25张PPT)
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
第二课时
酶的催化机理
酶促反应：由酶催化的化学反应称为酶促反应。
底物: 受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物）。
一、酶具有高效性
【任务一】阅读课本81页第一段、第二段、结合上节课的实验和知识，总结出酶的第一个特性。
Fe3+做催化剂
过氧化氢酶
实验结论：酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化剂的催化效率。酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。
你在踢球或奔跑时，肌细胞需要大量的能量供应。如果供能的化学反应慢悠悠地进行。你还能跑那么快吗 化学反应要酶来催化，酶的催化效率要高，你才能健步如飞。
说明酶高效性有什么生物学意义？
一、酶具有高效性
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。
开动脑筋
酶没有改变产物的生成量，即不能改变化学反应的平衡点，只能缩短达到化学平衡所需的时间。
如图曲线表示一定量的过氧化氢溶液在不加催化剂自然分解时，产物的量随时间的变化，尝试画出加入三氯化铁和过氧化氢酶时的曲线。
一、酶具有高效性
图中如何看出酶具有高效性？
资料：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 脲酶——只能催化尿素分解。过氧化氢酶——只能使过氧化氢分解。
根据上述资料，你能得出什么结论？
二、酶具有专一性
酶具有专一性
意义:保证细胞代谢能够有条不紊地进行。
活动：验证酶的专一性
请思考讨论选择合适的试剂，并设计实验方案来验证酶的专一性。
试剂：淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液
二、酶具有专一性
1 号试管 2 号试管
步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液
二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
探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
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，确定酶促反应产物。
实验设计
1 号试管 2 号试管
步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液
二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 现象
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验结果
1 号试管 2 号试管
步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液
二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min 三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 1min 现象
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
酶具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类反应
实验结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解
唾液（淀粉酶）
pH 6.2~7.4
胃液（胃蛋白酶）
pH 0.9~1.5
小肠液（多种酶）
pH 7.6
使用温水30-40℃效果最佳，切勿用60 ℃以上的热水
加酶
背景资料
酶的活性可能受温度、pH值的影响。
阅读上述材料，能得出哪些结论？
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表示。
影响酶活性的条件
探究实验的一般程序：
提出问题
1
作出假设
2
设计实验
3
分析结果，得出结论
5
进行实验
4
表达交流
6
进一步探究
7
探究温度对酶活性的影响
实验原理
淀粉+碘液→_蓝色_
用溶液中是否出现蓝色或蓝色的_深浅来判断淀粉_剩余量__。
实验设计
编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中 水浴5 min 放入60 ℃温水中 水浴5 min 放入100 ℃热水中 水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 试管编号 试管1 试管1′ 试管2 试管2′ 试管3 试管3′
实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL淀粉溶液
二 放入0 ℃冰水中 水浴5 min 放入60 ℃温水中 水浴5 min 放入100 ℃热水中 水浴5 min 三 将1与1′试管内的液体混合后继续在0 ℃冰水内放置10 min 将2与2′试管内的液体混合后继续在60 ℃温水内放置10 min 将3与3′试管内的液体混合后继续在100 ℃热水内放置10 min 四 取出试管各加入两滴碘液，振荡 实验现象 实验结论 呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
淀粉酶在60 ℃时催化淀粉水解，在100 ℃和0 ℃时都不能发挥催化作用。酶的催化作用需要适宜的温度，温度过高或过低都会影响酶的活性
实验结果
A
B
C
AB段：在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
B 点：在最适温度时，酶促反应速率最快
BC段：超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。
低温(如A点)影响酶的活性，但不会使酶的空间结构遭到破坏，温度适当升高后，酶仍能恢复活性。
但高温(如C点)会导致酶的空间结构遭到破坏，使其永久失活。
低温保存酶等蛋白质制品
影响酶活性的因素——温度
(1)取8支洁净的试管并编号,分别加入等量新鲜的肝脏研磨液。
(2)用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)。
(3)分别滴加等量的过氧化氢溶液并摇匀。
(4)用点燃但无火焰的卫生香来检测氧气的生成情况。
探究PH对酶活性的影响
H2O2→H2O+O2。不同条件下气泡产生速率反映H2O2的分解速率
实验原理:
酶发挥催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性。
实验方案
实验结论:
反应速率(酶活性)
V
pH
C
B
A
B点对应的pH表示：
AB段表示：
BC段表示：
酶的最适pH
超过最适pH后，随pH上升，酶活性下降。
在一定pH范围内，随pH上升，酶活性上升。
影响酶活性的因素——pH
在过酸过碱的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。
1.为什么不选择淀粉和淀粉酶做pH影响酶活性的实验
2.如何避免除pH之外的因素对实验结果造成干扰
3.归纳总结:通过以上两个实验可以得出什么结论
思考讨论
酸性溶液会使淀粉分解,影响实验结果;碱性条件下碘与淀粉不会变蓝色。
除自变量pH外,其他的无关变量,在实验过程中必须控制为完全相同且适宜。
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的,酶促反应需要适宜的温度和pH。
每种酶都有自己的最适温度
一般动物体内的酶最适pH大多：6.5～8.0例外：胰蛋白酶：1.5。
植物体内的酶最适pH大多：4.5～6.5
动物：35～40℃
植物：40～50℃
细菌、真菌体内的酶最适温度差别较大，有的高达70℃
每种酶都有自己的最适pH
1.具有高效性
2.具有专一性
3.作用条件较温和：要有合适的温度、要有合适的pH
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
温度对淀粉酶活性的影响
pH对过氧化氢酶活性的影响
酶的特性
除了前面提到的温度、PH还有酶的浓度、底物的浓度。
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
底物浓度
酶量一定
底物浓度
酶促反应速率
酶的浓度
反应速率随酶浓度的升高而加快
酶的浓度
底物足够
酶在生产、生活中的应用
酶在生活中的实例
人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。
唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH为0.9～1.5。
胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。
固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。
课堂小结
1.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C和D。这个模型可以类比解释酶的专一性。
2.
(1 )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。
(2)如果A点时温度升高10 C，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。
(3)该曲线表明，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，这时加人少量的酶，会使反应速率加快(图略)。
练习与应用（教材80页）

展开更多......

收起↑