降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修一

降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（二）EnzymeProduct復(fù)習(xí)舊知酶細(xì)胞代謝實(shí)質(zhì)特點(diǎn)意義本質(zhì)作用機(jī)理作用參與細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)需要酶的參與（催化）催化作用酶催化作用的實(shí)質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能大多是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA復(fù)習(xí)舊知什么是活化能？對(duì)照實(shí)驗(yàn)各條件使過(guò)氧化氫分解加快的本質(zhì)使分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活化狀態(tài)所需的能量。加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能自變量因變量無(wú)關(guān)變量變量對(duì)照原則單一變量原則等量原則原則酶的特性酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107-1013倍。資料1口腔里有唾液淀粉酶，可塞牙縫的肉絲兩天后還沒(méi)被消化。資料2脲酶——只能催化尿素分解。蛋白酶----只能催化蛋白質(zhì)水解。二肽酶——可以使所有的二肽分解。唾液淀粉酶——只催化淀粉水解。每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。一種或一類資料3人發(fā)熱時(shí)體內(nèi)消化酶活性降低，導(dǎo)致食欲下降。胃和小腸pH值分別約為2和6.8，若胃蛋白酶到了小腸內(nèi)，則不能發(fā)揮作用。高效性專一性作用條件溫和Part1酶的高效性一、酶的高效性探究酶高效性的實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解加FeCl3

加H2O2酶3號(hào)和4號(hào)對(duì)照，說(shuō)明：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有高效性酶具高效性的意義：保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行1、高效性時(shí)間產(chǎn)物濃度加酶加無(wú)機(jī)催化劑不加催化劑平衡點(diǎn)1、高效性abc時(shí)間產(chǎn)物濃度a加酶b加無(wú)機(jī)催化劑c不加催化劑酶只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不能改變平衡點(diǎn)酶的高效性是指酶與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不變。Part2酶的專一性二、酶的專一性每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。一種或一類1、含義：2、原因：酶的活性部位只能與相應(yīng)底物分子的空間結(jié)構(gòu)相匹配3、酶具專一性的意義：保證了細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行4、曲線分析：反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度加酶A加酶B或未加酶說(shuō)明酶A能催化該反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。2、專一性酶-底物

復(fù)合物1）鎖鑰學(xué)說(shuō)：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。E與S的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。2）誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：酶表面并沒(méi)有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀,從而有利于底物的結(jié)合。。酶酶-底物

復(fù)合物底物用

表示；酶用

表示；產(chǎn)物用

表示。這個(gè)模型能解釋酶的

特性。BAC、D專一性課后練習(xí)P85二、酶的專一性酶的作用Theactionofenzymes2、專一性材料：淀粉溶液，蔗糖溶液，淀粉酶溶液，蔗糖酶溶液，斐林試劑，碘液，水浴鍋等方案一酶相同、底物不同①

底物1+酶溶液②

等量底物2+等量相同酶溶液方案二底物相同、酶不同①

底物+酶溶液1②

等量相同底物

+等量酶溶液2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究酶的專一性淀粉和蔗糖都是非還原性糖，但可被相應(yīng)酶水解為還原糖蔗糖酶蔗糖→葡萄糖+果糖淀粉酶淀粉→麥芽糖淀粉淀粉酶蔗糖淀粉酶反應(yīng)不反應(yīng)酶具有專一性淀粉淀粉淀粉酶蔗糖酶反應(yīng)不反應(yīng)底物相同酶不同底物不同酶相同二、酶的專一性方案1：底物不同酶相同2ml淀粉溶液2ml蔗糖溶液淀粉酶2滴，振蕩，60℃保溫5min加入斐林試劑→振蕩→約60℃水浴2min磚紅色沉淀無(wú)變化淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解思考：能否用將斐林試劑換成碘液鑒定此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？不能，碘液無(wú)法鑒定蔗糖是否水解，反應(yīng)前后均不變藍(lán)。二、酶的專一性方案1：底物不同酶相同2ml淀粉溶液2ml蔗糖溶液淀粉酶2滴，振蕩，60℃保溫5min加入斐林試劑→振蕩→約60℃水浴2min磚紅色沉淀無(wú)變化淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解思考：本實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量分別是？底物種類底物和酶的量、溫度、反應(yīng)時(shí)間等底物水解情況二、酶的專一性思路2：底物相同酶不同思考：能否用將碘液換成斐林試劑鑒定此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？2ml淀粉溶液2ml淀粉溶液2滴淀粉酶溶液2滴蔗糖酶溶液5min后，兩只試管加等量碘液不變藍(lán)變藍(lán)淀粉只被淀粉酶催化水解，不能被蔗糖酶催化?？梢?、專一性底物濃度反應(yīng)速率底物A酶A酶B2、專一性底物濃度反應(yīng)速率底物A酶A酶B底物A+酶A底物A+酶B只有酶A能催化底物A參與的反應(yīng)，說(shuō)明酶具有_______專一性Part3酶的作用條件溫和三、酶作用條件比較溫和酶催化的反應(yīng)一般在溫和條件下進(jìn)行1、含義：2、原因：大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等會(huì)破壞其空間結(jié)構(gòu)，使酶失去活性4、影響酶活性的主要因素：溫度和酸堿度3、酶活性：酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力。以單位時(shí)間內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量表示酶活性大小。三、酶作用條件比較溫和實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶活性的影響原理：材料：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。淀粉酶、淀粉、碘液沸水、冰塊、60℃的水3、作用條件溫和1)探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響注①

確定自變量、因變量材料：

淀粉，淀粉酶（工業(yè)淀粉酶，最適溫度60℃），碘液，斐林試劑，

水浴鍋等。②

如何控制溫度？先將酶與底物分別于不同溫度下保溫一段時(shí)間后再混合確?；旌虾蟮拿复俜磻?yīng)在預(yù)設(shè)溫度下進(jìn)行3、作用條件溫和加入0℃保溫的淀粉酶2滴藍(lán)色在各自的溫度條件下反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液振蕩不變藍(lán)溫度對(duì)酶的活性有影響，溫度偏低或偏高都會(huì)降低酶活性藍(lán)色1)探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響各加入2mL淀粉溶液1號(hào)2號(hào)3號(hào)0℃保溫60℃保溫100℃保溫加入60℃保溫的淀粉酶2滴加入100℃保溫的淀粉酶2滴（1）為什么淀粉和淀粉酶溶液分開保溫后再混合？防止在達(dá)到控制溫度前淀粉酶已將淀粉水解問(wèn)題討論（2）為何不選斐林試劑鑒定？不能。此實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格控溫，而斐林試劑反應(yīng)需水浴加熱。(3)能否用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？不能，過(guò)氧化氫在不同溫度下分解速率有差異，所以溫度除了影響酶的活性外也會(huì)影響過(guò)氧化氫分解速率,不能體現(xiàn)單一變量原則.所以酶適合在

下保存。三、酶作用條件比較溫和溫度對(duì)酶活性的影響曲線解讀：一定溫度范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快最適溫度時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快AB：B點(diǎn)：BC：超過(guò)最適溫度，酶促反應(yīng)速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。低溫、高溫對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？低溫：抑制酶的活性，升溫后能恢復(fù)活性。高溫：使酶的

遭到破壞，導(dǎo)致酶

，甚至永久失活?？臻g結(jié)構(gòu)變性低溫三、酶作用條件比較溫和【相關(guān)信息】不同生物的最適溫度不同動(dòng)物：35-40℃之間；植物：40-50℃之間；細(xì)菌和真菌：差別較大。有的酶最適溫度可達(dá)70℃三、酶作用條件比較溫和【與生活的聯(lián)系】使用30~40℃溫水效果最佳，切勿用60℃以上的熱水切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。（1）這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的奶漬和血漬？奶漬和血漬中含較多蛋白質(zhì)，在蛋白酶的催化作用下可水解成小分子多肽等物質(zhì)，更易洗掉。（2）為更好除去衣物上的油漬，還可以加入什么酶？脂肪酶酶的作用Theactionofenzymes3、作用條件溫和2)探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響注①

確定自變量、因變量材料：

肝臟研磨液，淀粉，淀粉酶，H2O2，HCl，NaOH等②如何設(shè)置不同的pH？將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。酶的作用Theactionofenzymes3、作用條件溫和2)探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響各加入3%過(guò)氧化氫2mL幾乎無(wú)氣泡反應(yīng)約5min，記錄氣泡產(chǎn)生情況較多氣泡幾乎無(wú)氣泡各加入肝臟研磨液2滴1號(hào)2號(hào)3號(hào)加蒸餾水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高③為什么選肝臟研磨液，而不選淀粉酶？酸性條件下淀粉會(huì)分解注三、酶作用條件比較溫和pH對(duì)酶活性的影響曲線解讀：過(guò)酸、過(guò)堿對(duì)酶活性的影響一樣的嗎？過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活pH反應(yīng)速率最適pHABC一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而加快在最適pH時(shí)，酶促反應(yīng)速率最快AB：B點(diǎn)：BC：超過(guò)最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢，直至酶失活。三、酶作用條件比較溫和一般來(lái)說(shuō)，酶的最適pH:動(dòng)物：在6.5-8.0之間；植物：在4.5-6.5之間；細(xì)菌和真菌：差別較大?？谇恢械耐僖旱矸勖傅竭_(dá)胃，或者胃蛋白酶到達(dá)小腸后還有活性么？無(wú)pH≈6.8pH≈1.5pH≈8三、酶作用條件比較溫和酶濃度、底物濃度、金屬離子、酶的激活劑、抑制劑等也會(huì)影響酶促反應(yīng)速率溫度、PH的綜合影響影響酶促反應(yīng)速率的因素Factorsaffectingtherateofenzymaticreaction

在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正相關(guān)。酶濃度[E]反應(yīng)速率底物充足①

酶濃度影響酶促反應(yīng)速率的因素Factorsaffectingtherateofenzymaticreaction①

酶濃度a底物有限bcab限制因素N酶