生物必修ⅰ蘇教版酶和酶促反應(yīng)課件2

1、1第二課時酶和酶促反應(yīng)第二課時酶和酶促反應(yīng)23課程標(biāo)準(zhǔn)1.說明酶在代謝中的作用。2.探究影響酶活性的因素。課標(biāo)解讀1.說出酶的本質(zhì)和作用，嘗試比較過氧化氫在不同條件下的分解效果。2.舉例說明酶的特性。3.概述酶促反應(yīng)的基本原理。4.探究影響酶活性的條件，掌握控制實驗變量的科學(xué)方法。 41酶又稱為酶又稱為 ；酶的來源：；酶的來源： ；酶；酶的作用：的作用： ；酶的本質(zhì)：；酶的本質(zhì)： ，絕，絕大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì)。近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，某些核酸也具大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì)。近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，某些核酸也具有生物催化作用，它們被稱為有生物催化作用，它們被稱為 。認識酶認識酶 生物催化劑生物催化劑酶是活細胞

2、產(chǎn)生的酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化活性具有催化活性一類特殊蛋白質(zhì)一類特殊蛋白質(zhì)核酶核酶52與無機催化劑相比，酶所具有的特性是： 和 。3酶在酶促反應(yīng)中能催化特定的底物反應(yīng)，與 有關(guān)。酶的活性與底物分子在空間結(jié)構(gòu)上具有特殊的匹配關(guān)系，當(dāng)酶與底物結(jié)合時， 化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，如合成反應(yīng)或分解反應(yīng)。 高效性高效性特異性特異性酶的活性中心酶的活性中心啟動啟動6思維激活1 酶催化作用的實質(zhì)是什么？提示酶催化作用的實質(zhì)在于它能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)在較低能量水平上進行，從而使化學(xué)反應(yīng)加速。71酶概念的三要素：(1)酶的來源活細胞產(chǎn)生的。(2)酶的化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)。(3)酶的生理功能催化作用。2酶的作用酶的唯一

3、作用是作為催化化學(xué)反應(yīng)的催化劑(即降低反應(yīng)分子的活化能)，它既不屬于細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，也不屬于調(diào)節(jié)物質(zhì)(不是激素)，更不作為能源物質(zhì)。83與無機催化劑相比，酶既有一般催化劑的“共性”，更有生物催化劑的“個性”(1)共性：二者均只催化自然界可發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并只可降低分子活化能、加快反應(yīng)速率、盡快達到化學(xué)平衡點。二者在反應(yīng)前后，性質(zhì)與數(shù)量均不發(fā)生變化。(2)酶的特性：與無機催化劑相比，酶存在如下特性：高效性：酶的催化效率一般為無機催化劑的1071013倍，如過氧化氫酶與Fe3相比，催化過氧化氫分解效率高得多。特異性：每一種酶只能對一定的底物發(fā)生催化作用，如過氧化氫酶只能催化過氧化氫分解，而對蛋白質(zhì)

4、的分解無效，而Fe3則是多種化學(xué)反應(yīng)的催化劑。9名師指津：關(guān)于酶的幾種正確與錯誤說法正確說法正確說法錯誤說法錯誤說法產(chǎn)生產(chǎn)生場所場所凡是活細胞都能產(chǎn)生凡是活細胞都能產(chǎn)生(不考慮動物成熟紅細胞不考慮動物成熟紅細胞)具有分泌功能具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生的細胞才能產(chǎn)生化學(xué)化學(xué)本質(zhì)本質(zhì)有機物有機物(多數(shù)是蛋白質(zhì)，多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為少數(shù)為RNA)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)作用作用場所場所既可在細胞內(nèi)，既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外、體外發(fā)揮作也可在細胞外、體外發(fā)揮作用用只在細胞內(nèi)只在細胞內(nèi)起催化作用起催化作用10溫度溫度影響影響低溫影響酶的活性，不破低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫使酶壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫使酶變

5、性失活變性失活低溫、高溫引低溫、高溫引起酶的變性失活起酶的變性失活作用作用酶只起催化作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能催化等多種功能來源來源生物體內(nèi)合成生物體內(nèi)合成有的來源于食物有的來源于食物1112(2)實驗過程及現(xiàn)象記錄如下表：操作操作序號序號項目項目1號試管號試管2號試管號試管13%的的H2O2溶液溶液3 mL3 mL2催化劑催化劑2滴新鮮酵母菌液滴新鮮酵母菌液2滴蒸餾滴蒸餾水水3振蕩試管振蕩試管振蕩振蕩振蕩振蕩4現(xiàn)象記錄現(xiàn)象記錄產(chǎn)生氣泡快且多產(chǎn)生氣泡快且多無明顯變無明顯變化化氣泡使衛(wèi)生香燃燒氣泡使衛(wèi)生香燃燒猛烈猛烈無明顯變無明顯變化化13(3)實驗小結(jié)從以上實驗可

6、以看出，1號試管迅速產(chǎn)生大量氣泡，由于放出的氣泡是過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣，所以1號試管中的衛(wèi)生香猛烈燃燒。由此可以證明，生物催化劑具有催化作用且效率較高。14注意：在實驗中使用的酵母菌液必須是新鮮的，這是因為新鮮酵母菌液中的酶能保持其原有的活性。15實踐：實驗二酶具有特異性(1)實驗原理酶的催化作用具有特異性的特點，即每種酶只能對一定的底物發(fā)生催化作用。如淀粉酶只能催化淀粉水解成麥芽糖，對蔗糖則不起催化作用。淀粉在淀粉酶的催化作用下，能夠水解成麥芽糖。在煮沸的條件下，斐林試劑能使麥芽糖氧化，自身則還原成磚紅色的氧化亞銅沉淀。因此，斐林試劑可以用來鑒定溶液中是否有麥芽糖，進而看出淀粉酶是否只能催

7、化淀粉水解，不能催化其他糖類的水解。16(2)實驗過程與現(xiàn)象：操作操作順序順序項目項目試管號試管號注意事項注意事項12可溶性淀可溶性淀粉溶液粉溶液2 mL蔗糖溶液蔗糖溶液2 mL淀粉酶溶淀粉酶溶液液2 mL2 mL輕輕振蕩輕輕振蕩試管試管17保溫時間保溫時間5 min5 min試管下部入試管下部入水水加入斐林試加入斐林試劑劑2 mL2 mL水浴加熱時水浴加熱時間間1 min1 min試管下部入試管下部入水水現(xiàn)象記錄現(xiàn)象記錄生成磚紅生成磚紅色沉淀色沉淀無磚紅無磚紅色色沉淀生沉淀生成成從以上實驗結(jié)果可以看出，1號試管內(nèi)有磚紅色沉淀，說明試管內(nèi)有麥芽糖生成，即淀粉酶能催化淀粉水解成麥芽糖。2號試管內(nèi)

8、無磚紅色沉淀生成，說明試管內(nèi)無還原性糖生成，即淀粉酶不能催化蔗糖的水解。這就是說，酶的催化作用具有特異性。18(3)實驗成功的關(guān)鍵本實驗的關(guān)鍵是蔗糖的質(zhì)量(純度)，以及蔗糖溶液的新鮮程度。實驗用的蔗糖必須保持純凈，實驗前可先用斐林試劑檢驗一下現(xiàn)配制的蔗糖溶液，如無磚紅色沉淀的產(chǎn)生，則可供學(xué)生實驗用。另外，蔗糖溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，以免時間過長后被微生物分解成還原性糖，影響實驗效果。19(4)注意事項實驗用的試管必須洗刷干凈，并統(tǒng)一編號，以免前后兩個班的學(xué)生使用時亂抓。隔水煮沸用的開水，需提前備好，以縮短實驗時間。制備的可溶性淀粉溶液，必須完全冷卻后才能使用。如果用剛煮沸的可溶性淀粉溶液進行實驗，就會

9、因溫度過高而破壞淀粉酶的活性。兩支試管保溫時，應(yīng)控制在60 左右，低于50 或高于75 ，都會降低化學(xué)反應(yīng)的速率。如果2號試管出現(xiàn)了磚紅色沉淀，可以考慮以下原因：a蔗糖溶液放置時間是否過長；b試管是否干凈；c蔗糖本身是否純凈。20【鞏固1】 (多選)唾液淀粉酶進入胃后，將()。A繼續(xù)催化淀粉水解B停止催化淀粉水解C自身被酶催化水解D受胃液保護不分解解析酶的活性受pH值的影響，且酶具特異性，淀粉酶進入胃后被胃蛋白酶水解。答案BC21影響酶促反應(yīng)速率的因素： 等。影響酶促反應(yīng)速率的因素影響酶促反應(yīng)速率的因素 pH、溫度、酶的濃度、底物濃度、反應(yīng)產(chǎn)物、溫度、酶的濃度、底物濃度、反應(yīng)產(chǎn)物22思維激活2

10、 從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點方面分析，在過酸、過堿或溫度過高的條件下酶為什么失活？該如何保存酶？提示過酸過堿和高溫使蛋白質(zhì)變性失活，低溫和適宜pH下保存酶。23思維激活3 利用“淀粉、淀粉酶、碘液”如何設(shè)計實驗，探究溫度對酶活性的影響？該實驗?zāi)芊裼渺沉衷噭┐娴庖?？提示實驗的變量是溫度，可設(shè)置0 、60 (或37 )、100 等不同溫度，據(jù)是否變藍判斷。不能用斐林試劑代替碘液，因為使用斐林試劑需要加熱。241影響酶作用速率的因素酶的催化作用受到溫度、pH等因素的影響，適宜的溫度和pH是維持酶的正常功能所必需的。這是因為大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)要受到溫度、pH等條件的影響。在高溫、

11、強酸或強堿、重金屬等條件下，會使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。低溫、pH等的輕微改變使酶的活性降低但未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，恢復(fù)正常的溫度、pH時，酶的活性也可以恢復(fù)。25酶促反應(yīng)速率與溫度、pH、酶濃度、底物濃度、反應(yīng)產(chǎn)物濃度等有密切關(guān)系，其規(guī)律如下：262課題研究影響酶促反應(yīng)速率的因素(1)研究目的：說明影響酶活性的因素。(2)推薦器材：濾紙、pH試紙、溫度計、試管、燒杯、酒精燈；過氧化氫溶液、葡萄糖、酵母菌液等。(3)探究過程27將若干浸入酵母菌液中的小濾紙片(1 cm2)取出后晾干，制作成附著有過氧化氫酶的濾紙片。在3只燒杯中盛入體積分?jǐn)?shù)為2%、pH分別為5、7、9的過氧化氫溶液(溫度相

12、同)，再將濾紙片一片片放入其中。在過氧化氫酶的催化作用下，接觸到濾紙片的H2O2被催化分解為H2O和O2，O2會附著在濾紙片上。隨著O2的增多，濾紙片會向上運動直至浮出液面。及時記錄濾紙片從沉入燒杯底部到再浮出液面這一過程所用時間(t)。然后，以1/t為縱坐標(biāo)(酶促反應(yīng)速率)、pH為橫坐標(biāo)繪制曲線圖。得出“pH確實對酶的活性有影響”的結(jié)論。28(4)pH對不同酶活性的影響29【鞏固2】 胰蛋白酶是存在于人體小腸中的一種消化酶。胰蛋白酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物)，溫度保持37 ，pH保持在最適宜，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖。請回答下列問題。30(1)該酶作用的底物是_。(2)若胰蛋白酶濃度

13、和其他條件不變，反應(yīng)液pH由2逐漸升高到10，則酶催化反應(yīng)的速率將_，原因是_。(3)下列四項中能正確表示胰蛋白酶對底物的分解速率和溫度的關(guān)系的是_。31解析(1)酶有特異性，胰蛋白酶的作用是催化蛋白質(zhì)的水解。(2)胰蛋白酶的最適pH為8.09.0，在pH為2這樣的強酸環(huán)境下，胰蛋白酶變性失活，無催化能力。(3)在37 時胰蛋白酶的催化效率最高，所以在037 這個溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，分解速度應(yīng)逐漸加快。掌握這一點，A、B、D三個選項就排除了。答案(1)蛋白質(zhì)(2)不變在pH2時酶已經(jīng)失活(3)C32酶的特性及實驗探究酶的特性及實驗探究 【例1】 (多選)右圖表示在適宜條件下，等量的過氧

14、化氫經(jīng)不同處理后生成物的量與時間的關(guān)系曲線(加入2滴過氧化氫酶，加入2滴Fe3，加入2滴蒸餾水)，請分析判斷下列結(jié)論正確的是()。A據(jù)圖分析可知，反應(yīng)速率從快到慢依次是據(jù)圖分析可知，反應(yīng)速率從快到慢依次是B與與相比，得出的結(jié)論是酶具有催化作用相比，得出的結(jié)論是酶具有催化作用C與與相比，得出的結(jié)論是酶具有高效性相比，得出的結(jié)論是酶具有高效性D酶和無機催化劑只能縮短達到平衡的時間，不改變化學(xué)反酶和無機催化劑只能縮短達到平衡的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點應(yīng)的平衡點33深度剖析據(jù)圖分析可知，反應(yīng)速率為；結(jié)合教材實驗的設(shè)計思路和曲線的含義，很容易得出B、C兩項的結(jié)論是錯誤的，二者的結(jié)論顛倒了。從圖可知不

15、同處理條件下最終生成物的量是相等的，只是酶和無機催化劑縮短了反應(yīng)達到平衡的時間。答案AD誤區(qū)警示酶只是改變達到化學(xué)平衡所需的時間，而不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。34【例2】 如圖表示不同條件下酶促反應(yīng)的速率變化(酶濃度相同)，下列說法不正確的是()。A酶促反應(yīng)的速率可以用產(chǎn)物生成的速率來表示Bb和a相比較，酶促反應(yīng)速率慢，這是因為溫度低，酶活性降低CAB段影響酶反應(yīng)速率的主要限制因子是酶濃度D若想探究不同溫度對酶活性的影響，至少應(yīng)設(shè)計3種不同的溫度影響酶促反應(yīng)的因素影響酶促反應(yīng)的因素 35思維導(dǎo)圖：36深度剖析A和B相比較，它們的酶濃度是相同的，因而反應(yīng)速率的不同與酶濃度無關(guān)。答案C37規(guī)律方法

16、坐標(biāo)曲線題解題方法第一步：識圖，關(guān)鍵要抓兩點：一看縱橫坐標(biāo)所表示的生物學(xué)含義；二看曲線中的特殊點(起點、拐點、終點)和曲線的趨勢。第二步：析圖，圖中為什么會出現(xiàn)特殊點？曲線為什么有這樣的變化趨勢和走向？分析曲線變化的因果關(guān)系。第三步：用圖，通過聯(lián)想、遷移等再現(xiàn)與圖像曲線相關(guān)的知識點，如生物學(xué)概念、原理等。解答本類題的切入點是：同一條曲線上的兩個點的比較從橫坐標(biāo)代表的變量入手；不同曲線上處于同一軸線的兩個點的比較從兩曲線差異的變量入手。38有關(guān)酶的實驗探究設(shè)計及曲線解讀有關(guān)酶的實驗探究設(shè)計及曲線解讀 394041注意：選擇好檢測反應(yīng)物的試劑。如反應(yīng)物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗證酶的特異性

17、，檢驗反應(yīng)物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實驗的關(guān)鍵。4243(5)酶的適宜條件的探究實驗的自變量(即單一變量)為溫度或pH，因變量是反應(yīng)物分解的速率或存在量。實驗設(shè)計的一般步驟：分組編號不同處理平衡無關(guān)變量現(xiàn)象觀察結(jié)果分析得出結(jié)論。44454647二、與酶有關(guān)的曲線解讀(1)表示酶的高效性的曲線催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。酶只能縮短達到化學(xué)平衡所需要的時間，但不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。48(2)影響酶活性的曲線在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強，超過這

18、一范圍酶催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。反應(yīng)溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。49(3)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。在底物充足、其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。50能力展示1下圖表示酶促反應(yīng)速度與溫度的關(guān)系。請據(jù)圖回答問題：(1)圖中A點所對應(yīng)的溫度稱_。(2)曲線AB段平緩，而AC段急劇下降，試分析其原因：_。(3)將裝有酶與反應(yīng)物的甲、乙、丙3支試

19、管分別放入0 、12 、70 的水浴鍋中水浴20 min后，轉(zhuǎn)入37 的水浴鍋中保溫，3支試管的反應(yīng)情況；甲_，乙_，丙_。51解析從表面上看，B點和C點反應(yīng)在不同的溫度下酶的活性是一樣的。但從B點和C點的曲線趨勢上看，其生物學(xué)含義有區(qū)別。低溫時，酶的活性明顯降低但未喪失，所以AB曲線趨向平緩，與溫度軸接近；溫度過高時，酶的活性完全喪失，所以AC曲線急劇下降，可與溫度軸相交。答案(1)最適溫度(2)溫度低時，酶的分子結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍然具有活性；溫度較高時，酶發(fā)生變性，造成活性迅速下降(3)正常進行正常進行無反應(yīng)522下圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時間的關(guān)系，從圖中不能獲得的信息是()。A酶反應(yīng)的最適溫度范圍B酶因熱而失活C酶反應(yīng)生成物量與時間的關(guān)系D酶反應(yīng)速率和酶量的關(guān)系53解析坐標(biāo)反應(yīng)的是在不同溫度下，生成物的量隨時間的變化，實質(zhì)反應(yīng)的是在不同溫度下酶促反應(yīng)的速率變化，可知實驗變量為溫度，前提條件是酶量為定值等，因此圖中不能反映出酶反應(yīng)速率和酶量的關(guān)系。答案D541在唾液淀粉酶催化淀粉分解實驗中，將唾液稀釋10倍，與用唾液原液(沒稀釋)實驗效果基本相同，這表明酶具有()。A特異性 B穩(wěn)定性 C多樣性 D高效性解析酶的特性之一是高效性。答案D552下述有關(guān)酶的敘述中，不正確的是()。A