【生物】酶的特性課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行這許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。酶的定義：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶催化作用實(shí)質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)在較低能量水平上進(jìn)行，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。結(jié)果：使細(xì)胞代謝在溫和條件下快速進(jìn)行。隨自變量的變化而變化的因素人為改變的因素除自變量外實(shí)驗(yàn)中可能存在的一些可變因素自變量因變量無關(guān)變量前測1.什么是活化能？2.酶的作用機(jī)理？2.酶的定義及本質(zhì)？前測能量反應(yīng)物產(chǎn)物E1E2活化能Fe3+催化加熱提供酶催化E3反應(yīng)過程加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量，從而增加活化分子數(shù)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。前測酶催化作用實(shí)質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)在較低能量水平上進(jìn)行，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。結(jié)果：使細(xì)胞代謝在溫和條件下快速進(jìn)行。酶的本質(zhì)1、酶的來源：2、酶的功能：3、酶的化學(xué)本質(zhì)：活細(xì)胞催化作用多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的定義：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。核酶前測某同學(xué)為驗(yàn)證過氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)而不是RNA，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的以下材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請幫他補(bǔ)充完整：實(shí)驗(yàn)材料和試劑：新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液，過氧化氫酶溶液，蛋白酶，RNA水解酶。試管，量筒，滴管，試管架，試管夾等。實(shí)驗(yàn)步驟：①取適量過氧化氫酶溶液均分為兩份，分別用__________________________________處理，備用；②取三支試管，分別編號為A、B、C，分別加入________________；③向A試管中滴加兩滴過氧化氫酶溶液，B、C試管的處理是___________________________；④觀察三支試管中氣泡產(chǎn)生的速率。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：__________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________________________。適量的蛋白酶和等量的RNA水解酶等量的新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液B管中加入等量的用蛋白酶處理過的過氧化氫酶溶液，C試管中加入等量的用RNA水解酶處理過的過氧化氫酶溶液A、C試管中氣泡產(chǎn)生速率快，B試管中氣泡產(chǎn)生速率慢或無氣泡過氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)而不是RNA試劑檢測法探究酶的本質(zhì)1、探究酶的本質(zhì)是否為蛋白質(zhì)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對照組材料待測酶溶液（等量）已知蛋白液試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色結(jié)論實(shí)驗(yàn)組呈現(xiàn)紫色說明該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，否則該酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)2、探究酶的本質(zhì)是否為RNA待測酶溶液蛋白酶處理RNA酶處理處理后的酶溶液+相應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)物是否被分解分解不分解酶的本質(zhì)是RNA蛋白質(zhì)不分解分解蛋白質(zhì)成分：蛋白酶0.2%，清潔劑15%。用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)一段時(shí)間，使用溫水30～40℃效果最佳。切勿用60℃以上的熱水。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。一般洗衣粉不易清除衣物上的奶漬,但加酶洗衣粉可以。某加酶洗衣粉包裝袋上印有以下資料:導(dǎo)入酶的特性第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第2課時(shí)1、說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度）的影響2.通過實(shí)驗(yàn)，探究酶催化的專一性、高效性。3.結(jié)合影響酶活性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)曲線圖，掌握溫度、pH等對酶活性的影響。（科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)你在踢球或奔跑時(shí)，肌細(xì)胞需要大量的能量供應(yīng)。供能的化學(xué)反應(yīng)如果慢悠悠地進(jìn)行你還能跑那么快嗎?化學(xué)反應(yīng)要酶來催化酶的催化效率要高健步如飛酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行酶促反應(yīng)：由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)底物：受酶催化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子叫底物（反應(yīng)物）意義：酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行、能量供應(yīng)的穩(wěn)定。一、酶的特性——與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。加酶加無機(jī)催化劑未加催化劑酶的催化效率一般是無機(jī)催化劑的107～1013倍。高效性一、酶的特性不是，酶具有專一性。酶的催化效率如此的高效，那么酶是不是就是萬能的了？一種酶是不是就可以催化所有的化學(xué)反應(yīng)了呢？既催化蛋白質(zhì)水解酶也能催化脂肪水解還能催化淀粉水解驗(yàn)證酶具有專一性應(yīng)該怎么做？若酶具有專一性，則淀粉酶具有專一性，蔗糖酶具有專一性淀粉酶能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解淀粉酶能催化淀粉的水解，而蔗糖酶不能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證推論淀粉酶＋淀粉淀粉酶＋蔗糖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證淀粉酶＋淀粉蔗糖酶＋淀粉推論二、酶的特性—淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用1、實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液、斐林試劑、熱水2、提出假設(shè)①淀粉（非還原糖）葡萄糖產(chǎn)生磚紅色沉淀淀粉酶斐林試劑水浴加熱③蔗糖(非還原糖）蔗糖（非還原糖）不產(chǎn)生磚紅色沉淀淀粉酶斐林試劑水浴加熱能改用碘液來檢測嗎？為什么？不能，因?yàn)榈庖嚎梢詸z測淀粉是否能被分解，但是無論蔗糖是否發(fā)生水解，都不與碘液發(fā)生顏色反應(yīng)。專一性二、酶的特性—淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用加入物質(zhì)（毫升）試管1試管23%的淀粉溶液2ml——3%的蔗糖溶液——2ml淀粉酶溶液2ml2ml溫度60℃60℃斐林試劑2ml2ml煮沸（分鐘）1min1min實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解。自變量：因變量：無關(guān)變量：底物（溶液）底物是否被淀粉酶水解淀粉溶液的用量和濃度淀粉酶溶液的用量和濃度保溫時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間二、酶的特性——專一性酶的催化作用圖解底物（反應(yīng)物）酶產(chǎn)物（生成物）每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。意義：細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的專一性分不開的。鎖鑰學(xué)說：認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象具有剛性結(jié)構(gòu)，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。酶的抑制劑競爭性抑制劑特異性作用于酶，從而降低酶的活性，甚至使酶完全喪失活性的物質(zhì)。

①競爭性抑制劑是與酶的正常底物相似的化學(xué)物質(zhì)，它與底物分子競爭酶的活性部位。酶的活性部位不能同時(shí)既與底物結(jié)合又與抑制劑結(jié)合，因而在底物和抑制劑之間產(chǎn)生競爭，抑制劑占據(jù)了酶的活性部位，底物分子被排斥在外，這種抑制作用可以通過增大底物濃度而解除。

②非競爭性抑制劑并不占據(jù)活性部位，它與酶分子結(jié)合的部位不是活性部位。有些酶與非競爭性抑制劑結(jié)合后，會使酶的活性部位的空間結(jié)構(gòu)改變，使之不能與底物結(jié)合當(dāng)然，非競爭性抑制劑的作用機(jī)制也有其他情況。如有些抑制劑與酶結(jié)合后，還可以與底物結(jié)合，酶與底物結(jié)合后，也可以與抑制劑結(jié)合。這種情況下形成的抑制劑一酶一底物復(fù)合物不能進(jìn)一步分解為產(chǎn)物，從而隆低酶活性。非競爭性抑制劑與酶的活性部位以外的基團(tuán)相結(jié)合，其結(jié)構(gòu)與底物無、共同之處，增大底物濃度不能解除該種抑制作用。非競爭性抑制劑洗衣小貼士：不宜用60℃及以上的熱水直接溶解洗衣粉。為什么？唾液pH6.2~7.4胃液pH0.9~1.5小腸液pH7.6為什么多酶片不能與酸性藥物同服，也不能用熱開水沖服呢？人體的不同部位的消化液pH不同，各種消化酶在不同的部位都能發(fā)揮作用嗎？酶起催化作用需要怎樣的條件呢？適合的溫度和PH值探究實(shí)驗(yàn)的一般程序：提出問題1作出假設(shè)2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3分析結(jié)果，得出結(jié)論5進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4表達(dá)交流6進(jìn)一步探究7影響酶活性的條件提出問題作出假設(shè)酶活性：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性，一般用酶促反應(yīng)速率衡量酶活性。酶的活性是否受pH、溫度等的影響酶的活性受pH、溫度等的影響已知條件探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響我們選用的底物我們選用的酶

底物：①質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％的可溶性淀粉溶液②質(zhì)量分?jǐn)?shù)3％的H2O2溶液酶溶液：③淀粉酶溶液（適宜溫度60℃左右）④新鮮的肝臟研磨液（含H2O2酶）①③②④選擇材料（酸能促進(jìn)淀粉分解）（高溫下H2O2分解加快）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3自變量：因變量：檢測：無關(guān)變量：溫度對酶活性的影響（以淀粉為底物）溫度不同酶活性

碘液檢測觀察各試管中顏色的深淺。pH，底物量及濃度，酶量，反應(yīng)時(shí)間等。pH對酶活性的影響（以H2O2為底物）自變量：因變量：檢測：無關(guān)變量：pH不同酶活性相同時(shí)間內(nèi)H2O2分解產(chǎn)生氣泡的量。溫度，底物量及濃度，酶量，反應(yīng)時(shí)間等。三、酶的特性—1、實(shí)驗(yàn)材料：淀粉酶、可溶性淀粉、碘液、蒸餾水、冰水、熱水。2、實(shí)驗(yàn)原理：淀粉酶+可溶性淀粉碘液變藍(lán)不變藍(lán)還存在淀粉不存在淀粉酶沒起作用酶起作用，催化淀粉分解了探究溫度對酶活性的影響1試管1′試管2試管2′試管3試管3′試管實(shí)驗(yàn)步驟12mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2在冰水中水浴5min在60℃水中水浴5min在沸水中水浴5min31與1′試管混合搖勻2與2′試管混合搖勻3與3′試管混合搖勻4冰水中水浴數(shù)分鐘60℃水浴數(shù)分鐘沸水中水浴數(shù)分鐘5取出試管，分別滴加2滴碘液搖勻，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)三、酶的特性—探究溫度對酶活性的影響①淀粉酶在60℃時(shí)催化淀粉水解，在0℃和100℃時(shí)不能發(fā)揮催化作用。②酶的催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高或過低都影響其催化效率。三、酶的特性—酶作用條件較溫和1.溫度酶活性受溫度影響示意圖最適溫度t/0C低溫：酶活性很低，其空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會升高。高溫：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。

在最適溫度下，酶的活性最高，溫度繼續(xù)升高酶的活性反而會降低。最適溫度：酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度。三、酶的特性—1、實(shí)驗(yàn)材料：肝臟研磨液+過氧化氫溶液、0.01mol/L的鹽酸、0.01mol/L的NaOH溶液、蒸餾水2、實(shí)驗(yàn)原理：

肝臟研磨液+過氧化氫溶液氣泡量多少分解速率快分解速率慢酶活性高酶活性低探究PH對酶活性的影響三、酶的特性—探究PH對酶活性的影響咯諸早拜末碧敘叼邪竟范揣驟計(jì)胰褲絲著彈拄巋叔佑貪樟詹連桶尊爺綸為《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件新人教版必修1《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件新人教版必修1試管1試管2試管3肝臟研磨液

pH

H2O2溶液觀察

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論1mlHCl1mlH2O1mlNaOH2滴2滴2滴觀察氣泡產(chǎn)生量pH會影響酶活性，pH過高或過低都會降低酶活性。2ml2ml2ml不明顯大量不明顯思考：先混合還是先調(diào)PH？先調(diào)PH三、酶的特性—酶作用條件較溫和咯諸早拜末碧敘叼邪竟范揣驟計(jì)胰褲絲著彈拄巋叔佑貪樟詹連桶尊爺綸為《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件新人教版必修1《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》課件新人教版必修1

在最適pH下，酶的活性最高，pH繼續(xù)升高,酶的活性降低。最適PH值：酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境pH。2.pH值強(qiáng)酸強(qiáng)堿：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。四、影響酶促反應(yīng)速率的因素酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物充足酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定1、溫度。2、PH值。3、酶的濃度。4、底物濃度。(P點(diǎn)后速率受酶數(shù)量、酶活性限制)P點(diǎn)【易錯(cuò)提醒】有關(guān)影響酶促反應(yīng)速率的因素的“三點(diǎn)提醒”(2)酶催化反應(yīng)時(shí),最適溫度和最適pH不會相互影響。反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度。反應(yīng)溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH?！疽族e(cuò)提醒】有關(guān)影響酶促反應(yīng)速率的因素的“三點(diǎn)提醒”(3)酶量的增加會提高酶促反應(yīng)的速率,但不會改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn);適當(dāng)增加反應(yīng)物濃度,既改變了反應(yīng)速率,也改變了反應(yīng)的平衡點(diǎn)。ABC五、總結(jié)歸納酶酶的特性高效性專一性作用條件溫和影響酶促反應(yīng)的因素溫度PH值底物濃度酶的濃度本質(zhì)由活細(xì)胞產(chǎn)生，具有催化作用的有機(jī)物，多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA1．在生物化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)?shù)孜锱c酶的活性部位形成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，可催化底物發(fā)生變化，如圖甲A所示。酶的抑制劑是與酶結(jié)合并降低酶活性甚至使酶完全失活的分子。競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性部位，非競爭性抑制劑和酶活性部位以外的其他部位結(jié)合，從而抑制酶的活性，如圖甲B、C所示。