降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 課件【高效課堂+備課精研】 高一上學(xué)期生物人教版必修1

光合作用細(xì)胞呼吸能量ATP酶物質(zhì)代謝有機(jī)物分解有機(jī)物合成生命活動(dòng)需要能量酶的作用與本質(zhì)沈子杰-2020.12.15第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶19世紀(jì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)李比希引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用薩姆納脲酶是蛋白質(zhì)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用。畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像糖液含有活酵母細(xì)胞一樣切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶是有機(jī)物酶的作用與本質(zhì)酶是有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶的作用與本質(zhì)DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞核內(nèi)核糖體1.RNA與蛋白質(zhì)的生產(chǎn)過程2.細(xì)胞代謝由酶催化進(jìn)行活細(xì)胞生命活動(dòng)可進(jìn)行基礎(chǔ)細(xì)胞代謝本質(zhì)有序的化學(xué)反應(yīng)酶離不開酶又叫生物催化劑細(xì)胞代謝是有序的化學(xué)反應(yīng)酶的作用與本質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)酶核糖體上縮合脫水酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體加糖側(cè)鏈糖蛋白葉綠體：CO2+H2O（CH2O）+O2光能酶線粒體：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量氧氣酶酶具有催化作用酶的作用與本質(zhì)催化作用/活化能（P81頁）催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能?；罨埽悍肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量稱為活化能。常態(tài)終態(tài)活躍狀態(tài)活化能酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)

(1)圖中表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行需要的活化能的是哪一段？(2)圖中表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能的是哪一段？(3)圖中表示酶降低的活化能的是哪一段？ACBCAB酶的定義酶的作用與本質(zhì)

酶的定義（P81）酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。酶在細(xì)胞代謝中起到調(diào)節(jié)作用。病毒可以產(chǎn)生酶。來源：活細(xì)胞。功能：催化作用。本質(zhì)：有機(jī)物（多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）錯(cuò)誤錯(cuò)誤由細(xì)胞產(chǎn)生，在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都能發(fā)揮催化作用正確沈子杰-2020.12.15酶的特性比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的特性通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。目的要求：（1）常溫（2）水浴加熱（3）加Fe3+催化劑（4）加過氧化氫酶特別注意：“新鮮的肝臟”“研磨液”——H2O2酶數(shù)量多、活性強(qiáng)——增加H2O2酶與反應(yīng)物的接觸面比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的特性步驟試管編號1234一H2O2濃度3%3%3%3%

劑量2ml2ml2ml2ml二反應(yīng)條件常溫90℃FeCl3新鮮肝臟研磨液

劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒結(jié)論比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的特性與1號試管相比，2號試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明什么？在細(xì)胞內(nèi)，能通過加熱來提高反應(yīng)速率嗎？實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論2管放出的氣泡多，說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解。不能2號1號比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論3號和4號試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說明什么？3號試管與4號試管相比，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明什么？Fe3+和過氧化氫酶都加快過氧化氫的分解速率。4號試管比3號反應(yīng)速率快得多，說明過氧化氫酶的催化效率比Fe3+高得多。3號4號質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液1滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液1滴過氧化氫酶生物催化劑：所含酶的相對數(shù)量：1無機(jī)催化劑：Fe3+Fe3+的相對數(shù)量：25萬結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論，你對酶有什么認(rèn)識？酶具有催化作用，同無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高(高效性）。酶具有高效性酶的特性酶只縮短反應(yīng)的時(shí)間，不改變生成物的量。酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)

(1)圖中表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行需要的活化能的是哪一段？(2)圖中表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能的是哪一段？(3)圖中表示酶降低的活化能的是哪一段？(4)若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則B在縱軸上向什么方向移動(dòng)？ACBCAB向上移動(dòng)同無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)加熱使過氧化氫得到能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)Fe3+沒有給過氧化氫提供能量，降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)過氧化氫酶沒有給過氧化氫提供能量，降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能。酶顯著降低了化學(xué)反應(yīng)所需的活化能酶的作用與本質(zhì)控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)酶的特性自變量人為控制的對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行處理的因素。因變量因自變量改變而變化的變量。無關(guān)變量除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還存在的一些對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素。實(shí)驗(yàn)中的變量步驟試管編號說明1234一二觀察2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟

研磨液2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量H2O2濃度劑量劑量氣泡產(chǎn)生點(diǎn)燃的衛(wèi)生香控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)酶的特性該實(shí)驗(yàn)中自變量、因變量和無關(guān)變量分別是哪些？控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)酶的特性對照實(shí)驗(yàn)除作為自變量的因素外，其余無關(guān)變量都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。（單一變量原則，等量原則）對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，每組實(shí)驗(yàn)一般重復(fù)幾次。（對照原則，平行重復(fù)原則）對照組實(shí)驗(yàn)組未施加任何實(shí)驗(yàn)處理，稱為空白對照幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互比較稱為相互對照，其中的每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其他組的對照組。自身對照：對照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對象上進(jìn)行。不另設(shè)對照組。(不同處理的前后對照)逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置基本不變①在清水中：細(xì)胞的正常形態(tài)③在清水中：質(zhì)壁分離復(fù)原②高濃度蔗糖溶液中:

質(zhì)壁分離①是對照組；②是實(shí)驗(yàn)組②是對照組；③是實(shí)驗(yàn)組自身對照自身對照控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)酶的特性酶具有專一性酶的特性無機(jī)催化劑生物催化劑VS無機(jī)催化劑催化范圍比較廣。酸能催化蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉水解。酶能像無機(jī)催化劑一樣，催化多種化學(xué)反應(yīng)嗎?酶具有專一性酶的特性現(xiàn)給定實(shí)驗(yàn)材料：淀粉酶，淀粉與蔗糖，如何驗(yàn)證酶的專一性？實(shí)驗(yàn)原理淀粉（非還原性）麥芽糖（還原性）淀粉酶實(shí)驗(yàn)思路1.不同種底物+同種酶2.同種底物+不同種酶觀察是否有反應(yīng)進(jìn)行淀粉和蔗糖都是非還原糖。淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成還原糖。通過斐林試劑鑒定溶液中是否有還原糖，確定酶促反應(yīng)產(chǎn)物。蔗糖（非還原性）葡萄糖（還原性）+果糖（還原性）淀粉酶?酶具有專一性酶的特性步驟項(xiàng)目試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2注入蔗糖溶液3注入新鮮的淀粉酶溶液460℃保溫5min5加入斐林試劑6水浴加熱1min7觀察顏色變化2mL——2mL2mL2mL2mL磚紅色無磚紅色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，對蔗糖則不起催化作用。α-淀粉酶的最適溫度酶的專一性：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)酶具有專一性酶的特性酶酶酶底物中間產(chǎn)物產(chǎn)物酶+底物酶-底物復(fù)合物酶+產(chǎn)物1.酶與底物的結(jié)合具有特異性2.反應(yīng)過程中酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變1.底物A以及B-C與酶特異性結(jié)合2.酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成中間產(chǎn)物3.得到產(chǎn)物A-B和C，酶恢復(fù)原構(gòu)象酶具有作用條件溫和性酶的特性為什么細(xì)胞要盡可能維持溫度和pH的穩(wěn)定性？乳酸＋NaHCO3=乳酸鈉＋H2CO3CO2＋H2O無機(jī)鹽功能：維持細(xì)胞的酸堿平衡緩沖對(通常是弱酸/弱堿對)：H2CO3\

NaHCO3NaH2PO4\Na2HPO4

NaOH＋H2CO3(過量)=NaHCO3＋H2O緩沖液：當(dāng)緩沖液中加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿時(shí)，其pH值變化很小。氫鍵作用條件溫和性：酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的最適pHυ/mmol.s-1酶活性受pH影響示意圖t/℃υ/mmol.s-1最適溫度酶活性受溫度影響示意圖1.溫度過高會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，不可恢復(fù)；低溫使酶活性降低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會(huì)升高。酶具有作用條件溫和性酶的特性3.過酸或過堿使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，不可恢復(fù)；判斷：唾液淀粉酶在37℃時(shí)活性最高，故其最適保存溫度為37℃。

2.酶制劑適宜在低溫下保存。錯(cuò)誤不同酶的最適pH和溫度不同酶的特性唾液淀粉酶的最適溫度耐熱細(xì)菌的酶最適溫度沈子杰-2020.12.15酶相關(guān)曲線2.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（1）請解釋在A，B，C三點(diǎn)時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的狀況。A點(diǎn)：隨著反應(yīng)底物濃度的增加，反應(yīng)速率加快。B點(diǎn)：反應(yīng)速率在此時(shí)達(dá)到最高。C點(diǎn)：反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)底物濃度的增加而升高，維持在相對穩(wěn)定的水平。例題酶相關(guān)曲線2.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（2）如果在A點(diǎn)時(shí)溫度升高10"C,曲線會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。如果A點(diǎn)時(shí)溫度升高10℃，曲線上升的幅度變小。因?yàn)閳D中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化。溫度高于或低于最適溫度，反應(yīng)速率都會(huì)變慢。例題酶相關(guān)曲線2.右圖表示的是在最適溫度下，反應(yīng)物濃度對酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（3）如果在B點(diǎn)時(shí)往反應(yīng)混合物中加入少量同樣的酶，曲線會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？請畫出相應(yīng)的曲線。該曲線表明，B點(diǎn)的反應(yīng)底物的濃度足夠大，是酶的數(shù)量限制了反應(yīng)速率的提高，這時(shí)加入少量的酶，會(huì)使反應(yīng)速率加快。例題酶相關(guān)曲線1．溫度3．酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4．底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化。2．pH酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定影響酶促反應(yīng)速率的因素酶相關(guān)曲線酶促反應(yīng)速率酶的濃度（底物充足的前提下）沈子杰-2020.12.15酶的應(yīng)用1.溶菌酶溶解細(xì)菌細(xì)胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強(qiáng)抗生素的療效。酶的應(yīng)用酶的特性2.果膠酶分解果肉內(nèi)細(xì)胞壁中的果膠，提高果汁產(chǎn)量，使果汁變得澄清。3.加酶洗衣粉蛋白酶——血漬、奶漬脂肪酶——油漬4.多酶片多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時(shí)可以服用?？偨Y(jié)酶的特性酶專一性高效性作用條件較溫和特性本質(zhì)有機(jī)物蛋白質(zhì)RNA作用催化作用實(shí)質(zhì)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶具有作用條件溫和性酶的特性探究溫度對淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)步驟試管1試管2試管3試管4試管5試管6第一步2mL淀粉溶液＋

＋

＋

1mL淀粉酶溶液

＋

＋

＋第二步分別保溫5min冰浴，0℃水浴，60℃沸水浴第三步

將試管

中的溶液倒入試管

中混合將試管

中的溶液倒入試管

中混合將試管

中的溶液倒入試管

中混合第四步分別保溫2min冰浴水浴，60℃沸水浴用自來水沖涼第五步

加入2滴

，觀察

變化214365碘液顏色結(jié)論：溫度會(huì)影響酶的活性，溫度過低或過高酶活性都較低。酶的活性酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能