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(共42张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应的活化能
第2课时
①
②
④
H2O2
H2O＋1/2O2
⑤
③表示：
⑤表示：
无机催化剂降低的活化能
酶降低的活化能
①表示：
②表示：
④表示：
化学反应所需的活化能。
无机催化剂催化时化学反应
所需的活化能。
酶催化时化学反应所需的
活化能。
③
反应过程
能量
旧知回顾
知识点一　 实验设计专题
单一变量实验设计---答题模板
实验目的： 探究/验证 自变量对***因变量的影响；
实验步骤： ① 取材，分组和编号；
② 改变自变量；
③ 其他条件相同且适宜（控制无关变量）；
④ 一段时间后，检测因变量（可检测性）。
实验结果及结论：
① 若出现*********情况，说明自变量对因变量有****的影响；
② 若出现*********情况，说明自变量对因变量有****的影响；
注：探究实验至少两个结果和结论；验证实验只需一个结果和结论。
知识点二　 酶的特性
任务一：验证酶具有高效性
任务二：验证酶具有专一性
任务三：探究淀粉酶的最适温度
任务四：探究H2O2酶的最适pH
本节重点任务
1
2
3
常温
加FeCl3
加过氧化氢酶
酶具有催化作用
t
O2量
无催化剂
加Fe 3+
加过氧
化氢酶
a
b
c
任务一：探究酶具有高效性
比较过氧化氢在不同条件下的反应
1. 第1、3组实验以及曲线a、c对照可以说明什么？
2. 第2、3组实验以及曲线a、b对照可以说明什么？
酶具有高效性
思考: 酶能否改变平衡点（如产物O2的量)？如何增加产物量？
练习1：
以H2O2为实验材料，验证酶具有高效性.
（请写出实验步骤、预测实验结果与结论。）
1.概念：
使细胞代谢能够快速进行。
2.酶具有高效性的意义：
一、酶具有高效性
3.表示酶高效性的曲线：
与无机催化剂，酶能显著降低化学反应的活化能。
联系生活: 口腔里有唾液淀粉酶，但塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。这说明酶具有什么特性？
探究·实践
方案一：酶相同，底物不同
方案二：底物相同，酶不同
任务二：探究酶具有专一性
实验思路：
练习2：
以淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液为材料，用两种方法来验证酶具有专一性。
（请写出实验步骤、结果与结论）
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二
三 2支试管均加入______________2滴，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。 四 加入__________→振荡→60℃水浴加热2min （或水浴煮沸1min） 实验现象
结论 1号试管加入2ml淀粉溶液
方案一：酶相同，底物不同
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(P81)
淀粉酶溶液
斐林试剂
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
自变量
因变量
无关
变量
碘 液？
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二
三 2支试管均加入______________2滴，振荡，试管下半部浸到60℃的热水中，反应5min。 四 加入__________→振荡→60℃水浴加热2min （或水浴煮沸1min） 实验现象
结论 1号试管加入2ml淀粉溶液
方案一：酶相同，底物不同
2号试管加入2ml蔗糖溶液
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
蔗糖酶对淀粉和蔗糖的水解作用
蔗糖酶溶液
斐林试剂
1号试管溶液生成砖红色沉淀
2号试管溶液不生成砖红色沉淀
自变量
因变量
无关
变量
碘 液？
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 向两支试管各加入2ml淀粉溶液 三
四 反应5min后，向两支试管加入等量的________ 实验现象 结论 1号试管加入2滴淀粉酶溶液
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
淀粉酶能催化淀粉水解，蔗糖酶不能催化淀粉水解
方案二：底物相同，酶不同
淀粉酶和蔗糖酶对淀粉的水解作用
碘液
1号试管溶液不变蓝
2号试管溶液变蓝
自变量
因变量
无关变量
斐林试剂？
实验步骤 一 取两支试管，编号1、2 二 向两支试管各加入2ml蔗糖溶液 三
四 反应5min后，向两支试管加入等量的________ 实验现象 结论 1号试管加入2滴淀粉酶溶液
2号试管加入2滴蔗糖酶溶液
蔗糖酶能催化蔗糖水解，淀粉酶不能催化蔗糖水解
方案二：底物相同，酶不同
淀粉酶和蔗糖酶对蔗糖的水解作用
1号试管溶液？
2号试管溶液？
自变量
因变量
无关变量
斐林试剂or碘液？
强调：底物中有蔗糖时，不能选用碘液作为指示剂
1.概念：
如：脲酶——只能催化尿素分解。
蛋白酶——能催化多种蛋白质分解。
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
2.酶具有专一性的意义：
二、酶具有专一性
3.表示酶专一性的曲线
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
①锁钥学说：课本P85 拓展应用。
①A 表示_________,B 表示________,C 和 D 表示________________________________。
②模型的含义:______________________ 。
③这个模型可以解释酶哪种特性？_________。
某类酶
底物
底物B被酶A催化后得到的产物
酶A与底物B专一性结合,催化反应得发生,生成产物C和D
4.理论模型
②诱导契合学说
“诱导契合”学说指出，酶并不是事先就以一种与底物互补的形状存在,而是在受到诱导之后才形成互补的形状。底物一旦结合上去,就能诱导酶蛋白的构象发生相应的变化,从而使酶和底物契合而形成酶-底物络合物，并引起底物发生反应。反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。
对点练习：如图表示一个反应过程，则图中的A、B、C分别表示
A.淀粉、淀粉酶、葡萄糖 B.麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖
C.蔗糖、蔗糖酶、果糖 D.乳糖、乳糖酶、葡萄糖
对点练习：能水解脂肪酶的酶是 （ ）
A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶
答案：B
答案：B
联系生活：为什么感冒发烧了会不想吃饭；加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围。由此看来，哪些因素可能会影响酶的特性？
课本82页实验·影响酶活性的条件
酶活性:酶催化特定化学反应的能力。
酶促反应速率：酶所催化的某一化学反应速率。可衡量酶活性。
检测指标：底物剩余量、产物生成量
探究·实践
任务三：探究温度对酶活性的影响---酶最适温度的探究
实验思路
酶与底物分别保温
混匀后保温
终止反应后加入指示剂进行检测
1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉 2ml — 2ml — （ ） —
加淀粉酶 — （ ） — 2ml — 2ml
保温 混合 将2加入1中 将4加入3中 保温 0℃冰水保温5min 60℃水浴保温5min 100℃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5min
60℃水浴保温5min
100℃水浴保温5min
2ml
2ml
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
探究温度对酶活性的影响(用淀粉+淀粉酶溶液)
将6加入5中
自变量
因变量
无关
变量
【思考】
1.为什么要先将底物和酶控制到预设温度，再混合反应？
酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一混合就会发生反应，降低了实验的说服力。
不能；H2O2在高温条件下会被分解；无法证明是酶还是温度的起作用；
不能；用斐林试剂检测时需要水浴加热（50-65℃），会干扰自变量。
2.能否用H2O2溶液、H2O2酶溶液作为实验材料？能否用斐林试剂进行检测？
3.如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
缩小温度梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
探究·实践
任务四：探究pH对酶活性的影响---酶最适pH的探究
实验思路：
①调节底物的pH；
②调节酶的pH；
③同时调节酶和底物的pH；
实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 1号试管中加入 _____________ 。 2号试管中加入等量 __________________。 3号试管中加入等量 _________________。
三 三支试管都加入 __________ 四 三支试管都加入 ，振荡混合，反应 实验现象
实验结论 2滴NaOH
2 mLH2O2溶液
产生少量气泡
产生少量气泡
酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性
2滴新鲜的肝脏研磨液
稀盐酸
清水
产生大量气泡
探究pH对酶活性的影响(用H2O2溶液+H2O2酶溶液)
自变量
因变量
无关
变量
【思考】
1.如何进一步探究H2O2酶的最适pH？
2.能否用淀粉酶探究pH值对酶活性影响？
不能，酸能催化淀粉水解(81页)
缩小pH梯度（梯度要均匀），重复进行上述实验。
练习4：
现有淀粉溶液、淀粉酶溶液、H2O2溶液、H2O2酶溶液、斐林试剂、碘液等实验材料，请选出合适的材料验证酶的最适pH。（请写出实验步骤、结果与结论）
实验目的： 探究/验证 自变量对***因变量的影响；
实验步骤： ① 取材，分组和编号；
② 改变自变量；
③ 其他条件相同且适宜（控制无关变量）；
④ 一段时间后，检测因变量（可检测性）。
实验结果及结论：
① 若出现*********情况，说明自变量对因变量有****的影响；
② 若出现*********情况，说明自变量对因变量有****的影响；
注：探究实验至少两个结果和结论；验证实验只需一个结果和结论。
三 探究影响酶活性的条件
温度
反应速率
最适温度
A
B
C
AB段：
B 点：
BC段：
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快
在最适温度时，酶促反应速率最快
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。
温度过高、过低时酶的活性？酶制剂保存条件？
在不同温度下，酶的催化作用可以相同
动物体内酶 35~40℃ 植物体内酶 40~50℃
人体内酶 37℃ 商品淀粉酶 60℃ (从耐热细菌中提取)
对点练习：如图是某课外活动小组探究pH对淀粉酶活性影响时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是(　　)
A．将淀粉与淀粉酶溶液混合后再调节各组混合液的pH
B．pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C．pH为13的试管调到pH为7后继续反应，淀粉含量将明显下降
D．根据上述实验结果无法推测出淀粉酶的最适pH为7
D
知识点三　 影响酶促反应的因素
1.图甲中，温度从a降低或升高，酶促反应速率 ，下降的原因分别是 。
2.图乙中，pH从b降低或升高，酶促反应速率下降的原因是 。
3.图丙中，底物浓度为c时，酶促反应速率 ，不再增长的原因是 。
4.图丁中， 时， 。
均下降
低温抑制了酶活性，高温使酶的空间结构发生改变
酶的空间结构发生改变
最大
酶的数量有限，已达到饱和
底物充足
酶促反应速率和酶浓度成正比
限制
因素？
据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；
不同温度条件下，酶最适pH 。
不变
也不变
①pH的变化不影响酶作用的最适温度。
②温度的变化不影响酶作用的最适pH。
请尝试画出多酶片中胰酶、胃蛋白酶、包衣的排布设计图，要避免酶在到达作用部位前变性失活。
胃液PH： 0.9-1.5
小肠液PH：7.6
（胰酶）
任务九小组合作根据资料及所学知识，尝试药物研发
学以致用
学以致用
胃液 PH：0.9-1.5
小肠液 PH：7.6
普通糖衣保护胃蛋白酶，在胃液中会分解，释放出胃蛋白酶。
普
通
糖
衣
肠
溶
衣
包
衣
胰酶
胃蛋白酶
肠溶衣包衣保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。
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
加酶洗衣粉
果胶酶
酶的应用
与生活的联系1
生活中的酶
课堂小结
酶的特性
高效性
专一性
酶作用的条件较温和
课本P85拓展应用2
2.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。
0
反应物浓度
反应速率
A
B
C
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。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
2.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。
(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。
0
反应物浓度
反应速率
A
B
C
B1
C1
如果 A 点时温度升高 10℃，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。
2.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。
(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。
0
反应物浓度
反应速率
A
B
C
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，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
2.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ）
A.该酶的最适催化温度不确定
B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.由图4实验结果可知酶具有高效性
D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂
C
习题巩固
练一练
1.概念结论速判:基于对酶的特性和探究实验的理解,判断下列说法的正误。
(1)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ( )
(2)高温和低温都能使酶的活性降低,但是二者的作用实质不同。 ( )
(3)探究酶的最适pH,需要在酶的最适温度条件下进行。 ( )
(4)温度过高,过酸,过碱会破坏酶中存在的肽键。 ( )
提示:以上条件只破坏酶的空间结构,不破坏肽键。
(5)酶具有高效性、专一性和反应条件温和等特性 .( )
√
√
√
×
√
三、抑制剂
1.竞争性抑制剂
抑制剂与底物竞争酶
酶
抑制剂
底物
底物
抑制剂
酶
抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。
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，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。
2.非竞争性抑制剂
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。
酶
底物
底物
酶
抑制剂
2.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是（ ）
A.酶的活性中心能和竞争性
抑制剂、底物同时结合
B.竞争性抑制剂或底物
与酶结合，不会导致酶失活
C.竞争性抑制剂会增加化学反应
所需的活化能
D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除
B
习题巩固

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