5-1酶的特性课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
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②图乙中 pH从b降低或 升高,酶促反 速率均下降, 但是下降的原 因相同。
③图丙中 底物浓度为c时,酶 促反应速率达到最大, 原因是 酶的数量有限。
2.抑制剂
(1)竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶
由于竞争性抑制剂与底物竞争酶, 因此,增大底物浓度,能使抑制 剂与酶结合的减少,从而减小抑 制作用。
③观察:
一段时间后,观察各试管溶液颜色变化
4.实验过程与结果
操作 加淀粉
A试管 0℃ 2mL
1试管 0℃ —
B试管 60℃ 2mL
2试管 60℃
—
C试管 100℃ 2mL
3试管
100℃ —
加淀粉酶
—
1mL
—
1mL
—
1mL
保温 混合 保温 加碘液
观察颜色
将1加入A中 2滴
变蓝
在各自温度下保温5min 将2加入B中
H2O2酶+pHn+H2O2溶液
检测O2产生速率
注:不能让底物和酶先混合
4.实验步骤 先调酶pH,再与底物混合
① 分组:取3支试管,分别编号A、B、C,各加入2mL过氧化 氢酶溶液或2滴肝脏研磨液。
② 处理:向A试管中加1mLpH=7的缓冲液,向B、C试管中分 别加入1mL盐酸和NaOH溶液,再分别向3支试管中加入 2mLH2O2溶液,其他条件适宜且相同
注:宜保证酶的最适温度,以排除温度的干扰
4.实验步骤 先调底物pH,再与酶混合
① 分组:取3支试管,分别编号A、B、C,各加入2mLH2O2溶液
② 处理:向A试管中加1mLpH=7的缓冲液,向B、C试管中分别 加入1mL盐酸和NaOH溶液,其他条件适宜且相同;再分别向 3支试管中加入2mL过氧化氢酶溶液或2滴肝脏研磨液
1.0℃时,酶促反应速率很低,原因 是 酶活性很低 ;
2.100℃时,酶促反应速率为0,原因 是 高温使酶空间结构遭到破坏,永久失活 。
3.酶制剂适宜在 低温 (低温/高温) 下保存。(0-4℃)
探究pH对酶活性的影响
1.实验原理
H2O2
H2O2酶 H2O + O2
pH通过影响H2O2酶活性,从而影响O2的生成量,可以根 据试管中气泡产生情况或点燃但无火焰的卫生香燃烧情况 来判断O2的生成速率。
(1)概念: 酶催化特定化学反应的能力 (2)表示: 用一定条件下酶所催化的某一化学反应的速率表示
2.酶促反应速率:
单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。
v=△c/△t =△n/△v△t
探究温度对酶活性的影响
1. 提出问题: 温度对酶活性有影响吗? 2. 作出假设: 温度对酶活性有影响 3. 预期结果: 4. 设计实验: 5. 进行实验: 6. 分析结果: 7. 得出结论:
2.材料用具 体积分数为3%的H2O2溶液,过氧化氢酶溶液或肝脏研磨液, pH=7的缓冲液,0.01mol/L的盐酸和NaOH溶液 试管、烧杯、量筒、大烧杯、滴管、pH试纸、卫生香等
思考:为何不用淀粉和淀粉酶溶液? 答:酸性条件下会促进淀粉的分解
3.设计思路 方案一:先调酶pH,再与底物混合
H2O2酶+pH1+H2O2溶液 H2O2酶+pH2+H2O2溶液
3.加酶洗衣粉 蛋白酶——血渍、奶渍 脂肪酶——油渍
4.含酶牙膏
2.果胶酶 分解果肉内细胞 壁中的果胶,提 高果汁产量,使 果汁变得澄清。
5.多酶片 含有多种消化酶, 胰脂肪酶、胰淀粉 酶、胰蛋白酶、胃 蛋白酶等,人在消 化不良时可以服用Βιβλιοθήκη 在各自温度下保温2min 2滴
不变蓝
将3加入C中 2滴
变蓝
5.实验结果
酶活性
低
高
低
6.实验结论
酶的催化作用需要适宜的温度,温度过高、过低都会影响酶活性
思考·讨论
1.如何进一步探究淀粉酶的最适温度? 答:缩小温度梯度,重复进行上述实验。
2.为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测? 答:该实验的自变量是温度,用斐林试剂检测时需要水浴加热, 加热会改变反应体系的温度,引入新的变量。 3.为什么先调酶和底物到同一温度,再混合? 答:若先在室温下混合后调节温度,会导致酶和底物快速 发生反应,导致设置的温度失去意义。
最适温度: α-淀粉酶:60℃左右 唾液淀粉酶:37℃左右
3.设计思路
先调酶和底物 到同一温度, 再混合。
4.实验步骤
① 分组:
取3支试管,分别编号A、B、C,各加入2mL淀粉溶液; 取3支试管,分别编号1、2、3,各加入1mL淀粉酶溶液
② 处理:
分别将A和1试管,B和2试管,C和3试管放于0℃、60℃、100℃水浴中保 温5min; 将1加入A中,将2加入B中,将3加入C中,各自保温2min; 其他条件适宜且相同
降低化 学反应 活化能 的酶
活细胞产生的具有催化作用的有机物 酶的本质
大多数是蛋白质,少数是RNA
高效性 酶的特性 专一性
作用条件比较温和
四、影响酶促反应速率的因素
酶 底物
产物
pH 温度 抑制剂 激活剂
活性 酶
浓度
底物浓度
酶促反应速率
1.温度、pH、底物浓度、酶浓度
①图甲中 温度从a降低 或升高,酶促 反速率均下降, 但是下降的原 因不同。
3.酶的作用条件温和
①含义
酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用,而且在某 一pH、某一温度下作用最强。 ②意义
保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
③原因
过酸、过碱、高温,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。 低温使酶的活性抑制,空间结构稳定,在适宜温度下酶的活性会 升高。
酶在细胞代谢中的作用:催化作用
无机催化剂催化的化学反应范围广泛 例:酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能 催化淀粉的水解。
盐酸
淀粉
葡萄糖
高温、高压
酶能像无机催化剂一样,催化多种化学反应吗?
探究·实践:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
1.实验原理: 淀粉和蔗糖都是非还原糖,它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。 在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中 有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
2.目的要求: 探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
3.材料用具: 质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液。
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数为3%的蔗糖溶液,斐林试 剂,热水。
试管,大烧杯,量简,滴管,温度计,试管夹,三脚架,陶土网,酒精 灯,火柴。
4.设计思路:
① 分组:取两支试管编号1、2,分别向1、2注入2mL可溶性淀粉溶液 和蔗糖溶液。
与无机催化剂相比,酶的催化效率高,是无机催化 (1)含义: 剂的107~1013倍 (2)原因: 与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著
(3)意义: 保证了细胞内化学反应的顺利进行,保证了细胞内能量供应稳定
(4)实验设计思路及预测结果与结论
项目 材料 试剂
现象
结论
对照组
实验组
等量的同一种底物
一定量的无机催化剂 等量的底物对应的酶溶液
探究温度对酶活性的影响
1.实验原理
②温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据 是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断淀粉的水解情况,进而判断 酶的活性。
2.材料用具 新配的质量分数为2%的新配制的α-淀粉酶溶液,3%的可溶 性淀粉溶液,热水,蒸馏水,冰块,碘液。 试管、烧杯、量筒、大烧杯、滴管、温度计等
5.1降低化学反应活化能的酶 一、酶的作用和本质 二、酶的特性
学习目标: 1. 酶的本质和作用 2. 酶的特性 3. 探究温度和pH影响酶活性的实验 4. 影响酶促反应的因素
酶促反应:酶催化的反应
在该反应中酶作用的物质叫底物,经反应生成的物质叫产物
2H2O2 底物
不同条件
2H2O + O2 产物
二、酶的特性 1.高效性
探究温度对酶活性的影响
设计实验
1.选择哪一种底物和酶作实验材料?为什么选择这种酶? 不用H2O2,因为H2O2受热易分解,温度变化本身会影响H2O2的 分解速率,对实验结果造成干扰 2.根据自己作出的假设,你预期会看到怎样的实验结果?比如酶活性升高 或降低时,会出现什么实验现象? 3.本实验的自变量是什么?因变量是什么?用什么方法控制自变量? 怎样 观察或检测因变量? 4.对照组怎样设置?是否需要进行重复实验? 5.你将设定哪几个温度?怎样将不同溶液的温度分别调到设定的数值?怎 样排除pH和其他因素对实验结果的干扰?
反应速率慢 或反应时间长
反应速率快 或反应时间短
酶具有高效性
(5)实验验证
在相同条件下,比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。 如P77图中的3和4。 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液
(6)曲线模型
①曲线a、b对比说明酶具有 高效性
。
②曲线a、c对比说明酶具有 催化作用
。
③酶只能 缩短 达到化学平衡所需要的的时间, 不能(能/不 能)改变化学反应的平衡点
③ 观察:一段时间后,观察卫生香的复燃情况(或试管中气泡产 生情况。
1.在最适的pH下,酶活性最高 , pH偏高或偏低,酶活性都会明 显 降低 。
2.偏低最适pH越远,酶活性 越低 ,环境过酸或过 碱,酶就会变性 失活 ,即使再恢复到最适pH, 酶活性也 不能 恢复。
1.过酸、过碱或温度过高,酶的空间结构遭到破坏,酶会永久失活。 2.0℃左右,酶活性很低,但空间结构稳定,适宜的温度下酶的活性可 以升高。 3.酶制剂适宜在低温(0-4℃)保存。
③观察:一段时间后,观察卫生香的复燃情况(或试管中气泡产 生情况。
5.实验结果
酶活性
高
低
低
6.实验结论
酶的催化作用需要适宜的pH,pH过高、过低都会影响 酶活性
3.设计思路 方案二:先调底物pH,再与酶混合
H2O2溶液+pH1+H2O2酶
H2O2溶液+pH2+H2O2酶
检测O2产生速率
H2O2溶液+pHn+H2O2酶
② 处理:分别向1、2试管中加入2mL淀粉酶溶液,摇匀,将试管放在 60℃热水中,保温5min。
③ 观察:分别向1、2试管中加入2mL斐林试剂,摇匀,沸水浴加热 1min。一段时间后,观察两支试管中溶液颜色变化
5.实验结果: 1号试管出现砖红色沉淀,2号试管没有出现砖红色沉淀 6.实验结论: 酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉的水解,而不能催化蔗糖的水解。
酶起催化作用需要怎样的条件呢?
3.酶的作用条件温和
在最适的温度和pH条件下,酶的活性最高,温度和pH偏高 或偏低,酶活性都会明显降低
酶的最 适温度
动物:35-40℃ 植物:40-50℃
酶的最 适pH
动物:大多6.5-8.0。例外,胃蛋白酶最适pH为1.5 植物:大多4.5-6.5
三、探究影响酶活性条件 1.酶活性:
1.在一定温度范围内,酶促反应速率随 温度的升高而 加快 ,酶活性 升高 。
2.在最适温度时,酶促反应速率最快, 此时酶活性 最高 。
3.当超过最适温度后,酶促反应速率随 温度的升高而 减慢,酶活性 降低, 甚至变为 0 。(失活)
在最适的温度条件下,酶的活性最高,温度偏高或 偏低,酶活性都会明显降低。
因此,竞争性抑制剂的抑制作用 可以通过增大底物的浓度来抵消 其抑制作用。
(2)非竞争性抑制剂:抑制剂与酶结合,改变其活性中心
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。
五、酶的应用---酶为生活添姿彩
1.溶菌酶 溶解细菌细胞壁,具有 抗菌消炎的作用。在临 床上与抗生素混合使用, 能增强抗生素的疗效。
探究·实践:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
方案一: 底物不同,酶相同 蔗糖、淀粉、淀粉酶
检测试剂:斐林试剂
方案二: 底物相同,酶不同 淀粉、淀粉酶、蔗糖酶 检测试剂:
斐林试剂/碘液
1.材料:淀粉、蔗糖酶、淀粉酶、碘液 2.设计思路:
① 分组:取两支试管编号甲、乙,分别向两支试管中加入2mL可溶性淀粉 溶液
思考:能否用碘液对实验结果进行检测? 不能,因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解
2.专一性 (1)含义: 一种酶只能催化一种或一类化学反应
(2)意义: 保证了细胞代谢有条不紊地进行
(3)原因:
锁钥学说: 酶有一定的空间结构,酶在反应 中与底物的关系就像钥匙和锁的 关系,它们的空间结构必须相互 结合形成复合物才能发生反应。
② 处理:向甲试管中加入2mL淀粉酶溶液,向乙试管中加入2mL蔗糖酶 溶液,摇匀,其他条件相同且适宜。
③ 检测/观察:一段时间后,分别向两支试管中加入等量碘液,摇匀,观 察两支试管中溶液颜色变化
3.结果及结论
若甲中溶液不变蓝,而乙中溶液变蓝,则说明淀粉酶具有专一性
许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱 条件催化化学反应。