1、第9课时 降低化学反应活化能的酶,本节要点,掌握酶的本质、作用、特性及影响酶活性的因素；能设计 实验探究影响酶活性的因素,斯帕兰扎尼实验 过程： 现象： 推测： 证明：本实验能证明：,问题探讨,肉块放入小金属笼内，让鹰吞下,肉块消失了,是胃内的化学物质将肉块分解了,收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解,胃具有化学消化的作用,一. 酶的作用,酶在细胞代谢中的作用,概念：细胞内全部有序的化学变化的总称。 场所：活细胞（主要在细胞质基质）,细胞代谢：,细胞代谢离不开酶的催化,实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解,2 H2O2 2 H2O + O2,理论原理,技术原理,比较过氧化氢
2、在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,比较过氧化氢在不同条件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常温,90,FeCl3,肝脏研磨液,2滴,2滴,不明显,少量,较多,大量,不复燃,不复燃,变亮,复燃,过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样,反应条件,无关变量,对照组,实验组,其他生物材料中也含有过氧化氢酶,C,C,酶在细胞代谢中的作用,正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和
3、的条件下快速进行。,各条件使反应加快的本质： 加热： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化学反应的活化能,更显著地降低化学反应的活化能,分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,催化剂在化学反应中的作用,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,酶的作用：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。,降低活化能催化作用,1.有一种酶催化反应PQR。右图中实线表示在没有酶时此反应的进程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。图中表示此反应进行过程的曲线是( )。（P、Q、R分别代表P、Q、R的浓度）。A. 曲线
4、AB. 曲线BC. 曲线CD. 曲线D,C,2.下列图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是 （ ）,C,B,3.,酶是一类生物催化剂,活细胞,具有生物催化作用,是,有机物。,产生的一类,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,二、酶的本质,的,酶的概念,思考？,酶与蛋白质、激素的关系？,蛋白质,激素,酶,注意：酶、激素和维生素的比较,A,B,C,酶、蛋白质、激素的关系图解,酶、激素、维生素比较,酶：活细胞产生 催化作用（细胞内或外） 激素：内分泌腺或具分泌功能的细胞产生 调节作用 维生素：一般不能合成，只能从食物中摄取 多数是酶辅助因子的组成成
5、份,高效,微量 高效,关于蛋白酶的叙述，不正确的是（ ）,蛋白酶是蛋白质 蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病 蛋白酶可以水解所有的肽键 利用酶工程可以提高蛋白质酶的稳定性,C,关于酶的正确与错误说法:,C,1.酶具有高效性,三、酶的特性,2.酶具有专一性,3.酶的作用条件温和,酶的一般通性：只改变反应 的速率，不改变反应平衡常 数。酶催化反应前后自身数 量和性质不发生变化。,蛋白质变性的条件下，酶都会丧失活性。相比而言，无机催化剂则不易受影响，如同样加热到100 ，过氧化氢酶早已失去活性，而Fe3仍可起催化作用。但要注意的是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高(最适温度以下)酶的活性逐渐增强。,高
6、温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同。 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。,问题讨论？,D,【点评】 酶的化学本质不同于无机催化剂。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。本题能加深学生对“酶的作用条件较温和”的理解。而下面的变式题是从不同方面来考查酶的特性。,蛋白质,底物量一定，底物已被消耗尽,(3),在pH2时酶已经失活,不变,C,四、影响酶促反应速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：,4、底物浓度：,酶量一
7、定,2、pH,反应速率随酶浓度的升高而加快。,在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化,B,C,右图某酶在不同处理条件（a、b、c）下催化某反应生成物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是（ ） A.三个处理中b是此酶促反应的最适条件 B.三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同 C.三个处理条件的差异可能是反应底物的量不同 D.三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同,例：有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如下表及下图所示。根据结果判断， 下列叙述正确的是（ ）,A甲物质是淀粉酶抑制剂B此种淀粉酶较适合在40的环境下起作用C此种淀粉酶在中性环境中
8、的作用速度比碱性中的快D此种淀粉酶在作用35分钟后便会失去活性,有关酶的实验设计与分析,各加入唾液淀粉酶1mL ，振荡，试管下半部浸入37左右的水中，反应5min,加入2mL蔗糖溶液,加斐林试剂,振荡,约沸水浴2min,加入2mL淀粉溶液,蓝色,无变化,棕色,砖红色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究酶的特性：专一性,1号试管,2号试管,3号试管,加入唾液淀粉酶1mL，振荡反应约5min,试管各加入2mL淀粉溶液,蓝色,保持0冰水中,加热至100,加热至37,各加入两滴碘液,振荡,无明显现象,酶需要适宜的温度，过高或过低都 会影响酶的活性,蓝色,探究温度对淀粉酶活性的影响,如
9、果加入的不是碘液，而是斐林试剂，可不可以？,1号试管,2号试管,3号试管,加2ml水,3支试管各加入1mL唾液淀粉酶溶液,砖红色沉淀,各加入2ml淀粉溶液，并在37 下水浴,3支试管分别加入2ml斐林试剂，边加试剂边振荡，沸水浴2min，观察颜色变化,无明显变化,无明显变化,探究pH对淀粉酶活性的影响,加2mlHCl,加2mlNaOH,酶需要适宜的PH值，过高或过低都 会影响酶的活性,【思考感悟】在设计“影响酶活性的条件”实验中最关键 的一步是什么？ 在酶与反应底物接触前就应该用相应的自变量处理酶和 反应底物。,C,D,例1(08年高考广东卷)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在4060之间，而
10、极端耐热淀粉酶在100仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。,（1）此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑 、 及等因素。,底物（淀粉液）的浓度和数量,pH,添加试剂的量、实验操作顺序,（2）在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？,碘液与淀粉反应，碘液检测的是底物；斐林试剂与还原性糖反应，检测的是产物。,50%,100%,酶活性,50,100,温度/,普通淀粉酶,耐热淀粉酶,3）假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。,例2（广东
11、）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L ,最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图1和图2。,图1产物CO2浓度随时间变化曲线 图 2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线 （注：酶浓度固定） （注：反应物浓度过量）,（1)在图1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1“标注）。,请根据以上实验结果，回答下列问题：,10,30,物质浓度（mmol/L),时间（分）,（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%或降低
12、反应温度10，请在图1中分别画出理想条件下CO2 浓度随时间变化的曲线（请用“2“标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3“标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。,图,参考答案：当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但 酶并不失活，反应完成所需时间增加。,(3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加人一定量的重金属离子后，请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4“标注）
13、，并说明其原因。,酶浓度,图,催化反应速率mmol/分,见曲线4。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加人的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加人的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。,例3： 为验证PH对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：（1）操作步骤：在15号试管中分别加入0.5%淀粉液2ml。加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液3.00ml，使各试管中反应液的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。分别向15号试管中加入0.5%唾液1ml ，然后进行37恒温水浴。 反应过程中，每隔1min从第号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果。 （）结果见下表：,（“”表示蓝色程度）,请回答： （）实验过程中为什么要选择37恒温？ （）号试管加碘液后出现橙黄色，说明什么？ （）如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？ （）该实验得出的结论是什么？,（）唾液淀粉酶的活性受PH的影响，唾液淀粉酶的 最适PH是6.80，高于或低于此PH时，酶的活性逐渐降 低。,（）在该实验中，只有在恒温的条件下，才能排除 温度因素对结果的干扰，37是唾液淀粉酶起催化作 用的适宜温度。,（）淀粉已完成水解。,（）提高唾液的稀释倍数。,
