降低反应活化能的酶

降低反应活化能的酶构建关于酶的知识网络资料P40第2页,共60页，2024年2月25日，星期天1773年意大利科学家斯帕兰扎尼喂食鹰实验1897年德国化学家毕希纳将酵母菌中引起发酵的物质称为酿酶1926年美国科学家萨姆纳尔从刀豆中提取脲酶实验（并证明其是一种蛋白质）20世纪30年代，提取多种酶的蛋白质结晶，并指出有催化作用20世纪80年代，切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用1857年巴斯德提出发酵是因酵母细胞的存在；李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质一、酶的本质的探索第3页,共60页，2024年2月25日，星期天第4页,共60页，2024年2月25日，星期天实验：验证酶的化学本质(1)证明某种酶是蛋白质(2)证明某种酶是RNA

实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应实验组：对照组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色已知RNA溶液+吡罗红染液→出现红色实验设计：注意设置对照！资料P61专题培优课一第5页,共60页，2024年2月25日，星期天

酶的来源

酶的功能一、酶的作用和本质酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物作用原理：显著降低反应的活化能注意：反应前后酶的性质和数量均不变第6页,共60页，2024年2月25日，星期天完成资料P55判断题第7页,共60页，2024年2月25日，星期天化学本质绝大多数是

。少数是

。合成原料合成场所来源生理功能作用原理一、酶的本质和作用蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活细胞催化作用降低化学反应的活化能酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。酶的基本单位、合成场所是什么？能催化淀粉酶水解的酶是哪种？氨基酸、核糖核苷酸、核糖体、细胞核蛋白酶资料P55教材知识问题化梳理第8页,共60页，2024年2月25日，星期天实验：验证酶的催化作用

(1)一般实验设计思路实验组：底物+相应酶液检测底物是否被分解对照组：底物+等量蒸馏水检测底物不被分解

(2)实验结果分析：

根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。

(3)实验变量：自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。第9页,共60页，2024年2月25日，星期天D第10页,共60页，2024年2月25日，星期天A第11页,共60页，2024年2月25日，星期天B第12页,共60页，2024年2月25日，星期天A第13页,共60页，2024年2月25日，星期天酶与激素的比较：酶激素来源活细胞产生专门的内分泌腺或特定部位细胞产生化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等生物功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少资料P56【联前系后】第14页,共60页，2024年2月25日，星期天B第15页,共60页，2024年2月25日，星期天C第16页,共60页，2024年2月25日，星期天二、酶的特性1、高效性2、专一性3、需要适宜的条件（影响酶活性因素）温度：(动物体内酶的最适温度为35～40℃植物体内酶的最适温度为40～50℃)pH：(最适pH动物体内酶大多在6.5～8.O植物为4.5～6.8)

第17页,共60页，2024年2月25日，星期天二、酶的特性及实验1.与无机催化剂相比酶具有：——高效性、专一性①.酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍。②.酶可在1s内完成非酶体系需要3年-30万年时间的反应。③.一种酶只能催化一种或一类反应。如何证明酶具有高效性？第18页,共60页，2024年2月25日，星期天实验⑴——比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率原理：教材P78资料P60重难点一

新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+

是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢酶分解成水和氧。2H2O22H2O+O2

Fe3+2H2O22H2O+O2

过氧化氢酶观察比较产生气泡的量，以及收集到的氧气使无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度得出结论。第19页,共60页，2024年2月25日，星期天酶的高效性实验实验设计原则：等量、对照、单一变量实验结论：与无机催化剂相比酶具有高效性第20页,共60页，2024年2月25日，星期天自变量：人为改变的变量（要研究的变量）。因变量：因（随）自变量的变化而发生变化的变量。无关变量：实验过程可能还会存在一些可变因素，对实验的结果造成影响，这些可变因素为无关变量。对照组：一般来说,是指保持原有状态（未做处理）或已知影响因素所造成结果的一组实验。实验组：人为改变条件（人为特别处理）或未知实验结果的一组实验。第21页,共60页，2024年2月25日，星期天比较过氧化氢在不同条件下的分解对照组：实验组：自变量：无关变量：因变量：试管1试管2；试管3和4温度；催化剂的种类H2O2的浓度与剂量、催化剂的浓度与剂量等单位时间内产生气泡的多少第22页,共60页，2024年2月25日，星期天①加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素的原理。

②减法原理：与常态相比，人为去除某种因素即减法原理。实验中自变量的控制方式自变量1温度的高低2PH的高低3催化剂的种类4CO2的有无5光照的强弱6酶的浓度第23页,共60页，2024年2月25日，星期天实验要排除无关变量干扰：①所有用生物材料要相同（数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等）②所用实验器具要相同（大小、型号等）③所用实验试剂要相同（成分、浓度、体积等）④所用处理方法要相同（培养条件等）问题⑶如何证明酶具有专一性？第24页,共60页，2024年2月25日，星期天理一理：本实验审题时要找1+4要素反应条件：①氯化铁

②过氧化氢酶自变量过氧化氢分解速率因变量反应物的浓度反应物的体积外界的压强等无关变量检测指标观察单位时间产生气泡的多少◆实验目的：验证酶具有催化能力和高效性第25页,共60页，2024年2月25日，星期天实验原理：淀粉（非还原糖）麦芽糖（还原糖）蔗糖（非还原糖）葡萄糖+果糖（还原糖）还原糖+斐林试剂砖红色沉淀实验⑵——探究淀粉酶对蔗糖的作用淀粉酶水浴加热实验设计思路：

用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解，再用斐林试剂鉴定水解产物，根据是否有砖红色沉淀出现来判断淀粉酶对二者是否都有催化作用，从而探究酶的专一性。蔗糖酶第26页,共60页，2024年2月25日，星期天证明酶具有专一性的实验蔗糖溶液60OC5min淀粉溶液淀粉酶溶液淀粉酶溶液50-65OC水浴加热2min斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀不出现砖红色沉淀实验结果：实验结论：淀粉酶可以催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解反应酶具有专一性自变量：因变量：第27页,共60页，2024年2月25日，星期天探究：影响酶活性的条件酶对化学反应的催化效率称为酶活性（1）选择哪一种酶做实验材料？为什么？过氧化氢酶过氧化氢淀粉酶淀粉√（2）设计实验，写出实验步骤①取3支试管，分别标上1、2、3，各加入1ml质量分数为2%的淀粉酶溶液，分别放入100℃、60℃、0℃的水浴中②另取3支试管，分别标上1’、2’、3’，各加入2ml质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，分别放入100℃、60℃、0℃的水浴中③5min后，将6支试管取出，将1、2、3号试管中的淀粉酶分别倒入1’、2’、3’试管中，摇匀，放回原来温度的水浴中保温5min④取出试管，在1’、2’、3’试管中各滴入一滴碘液，观察各试管中颜色变化◆实验（3）：探究温度对酶的影响第28页,共60页，2024年2月25日，星期天预测结果：温度影响酶的活性1232%淀粉酶1ml1ml1ml温度100℃60℃0℃放置5min1’2’3’3%可溶性淀粉2ml2ml2ml温度100℃60℃0℃放置5min混合摇匀保温5min混合摇匀保温5min混合摇匀保温5min碘液1滴1滴1滴颜色变化变蓝变蓝不变蓝结论温度影响酶的活性因变量自变量自变量第29页,共60页，2024年2月25日，星期天酶活性受温度影响示意图在最适温度下，酶的活性最高温度偏高或偏低，酶的活性都会明显下降第30页,共60页，2024年2月25日，星期天实验流程：温度对酶活性的影响

分析一下表格：

2与3步能互换吗？为什么？第31页,共60页，2024年2月25日，星期天◆实验（4）：探究pH对H2O2酶的影响1．实验原理2．实验材料肝脏中的H2O2酶能将H2O2催化分解成H2O和O2。用不同的pH缓冲液处理H2O2酶和H2O2，收集O2的产生量，比较在不同pH下H2O2酶的催化活性。3．实验流程第32页,共60页，2024年2月25日，星期天3．实验流程1号试管二结论实验现象四三一实验步骤过氧化氢溶液3号试管试管各加入1mL过氧化氢酶溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2各加2ml过氧化氢溶液，600C水浴，2—3min后将点燃的卫生香分别放入试管中。只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化2号试管加入2滴盐酸加入2滴蒸馏水加入2滴NaOH◆实验（4）：探究pH对H2O2酶的影响第33页,共60页，2024年2月25日，星期天注意：1.过酸、过碱和高温使酶的分子结构遭到破坏，失去活性；2.低温没有改变酶的分子结构，只是使酶的活性降低，温度适宜时酶的活性可恢复。酶的特性3、酶的作用条件较温和2、酶具有专一性1、酶具有高效性第34页,共60页，2024年2月25日，星期天（一）、影响酶活性、酶促反应的因素及其曲线模型1、酶的催化活性的表示方法：以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示

三、与酶有关的曲线分析：资料P58高考热门图示第35页,共60页，2024年2月25日，星期天1、酶的催化活性的表示方法：2、研究影响酶作用的因素的方法：

以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示

研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。

第36页,共60页，2024年2月25日，星期天3、影响酶作用的因素：酶浓度、底物浓度、温度、PH

（1）酶浓度对酶促反应的影响：

用定量分析的方法，分别在不同的某种条件下测定同一种酶的活性，据所得到的数据绘制成曲线（前提：底物充足、其它条件适宜情况下）第37页,共60页，2024年2月25日，星期天3、影响酶作用的因素：

（2）底物浓度对酶促反应的影响

：

反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。①底物浓度较低时：②底物浓度较高时：③底物浓度很大且达到一定限度：

底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著。酶饱和（前提：酶量一定、其它条件适宜情况下）第38页,共60页，2024年2月25日，星期天（3）温度对酶促反应的影响第39页,共60页，2024年2月25日，星期天曲线含义：温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）ABCB点：在最适温度时，酶的催化效率最高AB段：低于最适温度时，随着温度的升高，酶的催化效率逐渐提高。（低温时酶的活性受到抑制）BC段：高于最适温度时，随着温度的升高，酶的催化效率逐渐降低。（温度过高时酶失去活性）第40页,共60页，2024年2月25日，星期天曲线含义：温度对酶活性的影响曲线（以人体内的酶例）实践应用：活的生物材料的低温保存

（低温适合酶保存）ABC第41页,共60页，2024年2月25日，星期天（4）pH对酶促反应的影响

3、影响酶作用的因素：

第42页,共60页，2024年2月25日，星期天图表含义：

B点：

BA段：

BC段：pH值对酶活性的影响（以人体内的酶为例）ABC第43页,共60页，2024年2月25日，星期天催化效率pH值24681012胰蛋白酶胃蛋白酶唾液淀粉酶pH值对酶活性的影响（以人体内的酶为例）第44页,共60页，2024年2月25日，星期天反应速率V酶的浓度（E）反应速率V底物浓度（S）反应速率V温度反应速率VPH值AB归纳小结第45页,共60页，2024年2月25日，星期天◆特别关注：从酶催化作用机理看出，底物浓度，酶浓度以及影响酶活性的因素(如温度、pH值等)都将影响酶促反应速率，在研究影响酶促反应速度的因素时，要遵循单因子变量原则，即所要研究的因素为自变量，其余因素为无关变量（如研究温度对酶活性影响时，除温度可变外其他因素都应相同）。第46页,共60页，2024年2月25日，星期天★★★因大多数酶是蛋白质，在过酸、过碱、高温、紫外线、重金属盐、农药等作用下会发生结构的改变，即发生蛋白质变性，此时，酶的催化作用消失。蛋白质的空间结构被破坏。第47页,共60页，2024年2月25日，星期天（二）.怎样用坐标图表示酶催化化学反应的高效性？

（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。（3）酶只能催化已存在的化学反应。第48页,共60页，2024年2月25日，星期天（三）.怎样用坐标图表示酶专一性？

加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。第49页,共60页，2024年2月25日，星期天

在底物的量有限的情况下①酶制剂的量不同②温度不同（或PH不同）皆可导致酶的活性不同，从而导致出现上图中的现象。例1：出现下图情况的可能原因主要有哪些？第50页,共60页，2024年2月25日，星期天A第51页,共60页，2024年2月25日，星期天B第52页,共60页，2024年2月25日，星期天（四）.酶促反应速度的影响因素分析若酶浓度一定，酶反应速率随底物（反应物）浓度变化的曲线是怎样的？若酶的浓度增加时，曲线应如何变化？第53页,共60页，2024年2月25日，星期天例2．下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是 B第54页,共60页，2024年2月25日，星期天例3.下列符合下图所示含义的是（）A、随PH从5升高到7，酶的活性逐渐降低B、随PH从5升高到7，酶的最适温度不变C、温度从0到A变化过程中，酶的活性逐渐降低D、该酶的最适PH值为7B576A（1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。（2）图示pH=6时，反应物剩余量最少，应为最适pH。（3）当pH改变时，最适温度保持不变。第55页,共60页，2024年2月25日，星期天例4.下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化曲线，下列说法中错误的是（）A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间（或产物生成的速率）来表示B.Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率不同是因为它们的酶浓度和温度不同C.AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物浓度D.若想探究不同温度对酶活性的影响，至少应设计3种不同的温度Ⅱ和Ⅰ相比较，Ⅱ的酶促反应速率慢，这是由温度低，酶活性降低导致的；B第56页,共60页，2024年2月25日，星期天

通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：1．空白对照：

指不做任何实验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加