第5章第1节2降低化学反应活化能的酶－－酶的特性

第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶 二 酶的特性南溪二中袁胜聪 酶的概念 酶是活细胞所产生的一类具催化作用的有机物 大部分酶是蛋白质 也有少数是RNA 少量新鲜肝脏研磨液 酶的特性 比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率 哪支试管反应速率更快 说明了什么 4号 大量的实验数据表明 酶的催化效率大约是无机催化剂的107 1013倍 酶具有高效性 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行 使能量供应稳定 酶具有高效性的意义 1 酶具有高效性 淀粉酶 可溶性淀粉 蔗糖 斐林试剂 淀粉麦芽糖 还原糖 分解 蔗糖葡萄糖 果糖 还原糖 分解 还原糖使斐林试剂发生变化 产生砖红色沉淀 探究 酶是否具有专一性 材料用具 实验原理 本实验能不能用碘液 不能用碘液 碘不与蔗糖及其产物反应 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 实验步骤 斐林 水浴 资料 脲酶 只能催化尿素分解 过氧化氢酶 只能使过氧化氢分解 二肽酶 可以使所有的二肽分解 一种酶能催化多种物质的反应吗 不能 2 酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行 酶具有专一性意义 3 酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 比较温和的条件 常温 常压 PH为中性 1 温度对酶活性的影响探究 提出问题 温度对酶的活性是否影响 作出假设 高温 低温都会影响酶的活性 设计实验 酶的作用条件较温和 进行实验 分析结果 表达与交流 1 可否选择H2O2酶和H2O2作为实验材料 2 本实验的自变量 因变量分别是什么 不能 H2O2受温度影响也会分解 因变量 酶的活性 自变量 温度 设计实验 进行实验 实验探究一 温度对酶活性的影响 六 0 60 100 变蓝 不变蓝 变蓝 淀粉酶在60 的活性最高 温度偏低或偏高都会使酶的活性降低 淀粉 淀粉酶 淀粉 淀粉酶 2加入1中 4加入3中 6加入5中 0 60 100 1滴 1滴 1滴 不能 斐林试剂的使用要受温度的影响 本实验能不能用斐林试剂 在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起 疑问 60 时 为什么肉块长时间不能被分解 如何找到酶活性最高时的温度 酶失活 40分钟 20分钟 16分钟 设制温度梯度 2 pH对酶活性的影响探究 提出问题 pH对酶的活性是否影响 酶的作用条件较温和 作出假设 PH会影响酶的活性 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 设计实验 进行实验 材料 质量分数为20 的新鲜肝脏研磨液 质量分数为3 的过氧化氢溶液 5 的NaOH 5 的盐酸 蒸馏水 用具 试管 量筒 滴管 试管 大烧杯 试管夹 酒精灯 三脚架 石棉网 温度计 PH试纸 火柴 探究PH对酶活性的影响 几乎无 较多 几乎无 结论 过氧化氢酶在PH 7的活性最高 PH偏低或偏高都会使酶的活性降低 甚至失去活性 肝脏研磨液 pH处理 5 HCl1mL 蒸馏水1mL 5 NaOH1mL 3 过氧化氢 最适温度时 酶的活性最高 偏离最适值 酶的活性都会降低 低温降低酶的活性 高温使酶失活 空间结构遭到破坏 永久失活 0 左右时 酶的活性很低 但酶的空间结构稳定 在适宜的温度下酶的活性可以升高 因此 酶制剂适于在低温 0 4 下保存 最适PH时 酶的活性最高 偏离最适值 酶的活性都会降低 过酸 过碱都会使酶失活 不同酶的活性与PH的关系 1 5 7 0 7 6 0 胃蛋白酶唾液淀粉酶肠胰蛋白酶 酶的特性 本节小结 高效性 专一性 作用条件较温和 说明酶的专一性 1 实验组 A底物 A酶液检测底物被分解 检测剩余底物 反应物 的量或产物 或生成物 的量对照组 B底物 A酶液检测底物没被分解 无产物 或生成物 形成 2 实验组 A底物 A酶液检测底物被分解 检测剩余底物 反应物 的量或产物 或生成物 的量对照组 A底物 B酶液检测底物没被分解 无产物 或生成物 形成 各种因素对酶促反应速率影响的曲线分析 1 酶浓度对酶促反应速率的影响曲线 1 图甲说明 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶浓度与酶促反应速率成正比 2 图乙说明a 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 b 酶只会缩短达到化学平衡所需的时间 不改变化学反应的平衡点 2 反应底物浓度对酶促反应速率的影响 通过图示可以看出 加入酶A时 一定范围内随底物浓度的增加 反应速率增加 当底物浓度超过一定范围后 反应速率不再改变 受酶量的限制 3 pH和温度对酶活性的影响 1 图甲说明 在最适pH时 酶的催化作用最强 高于或低于最适pH 酶的催化作用将减弱 过酸 过碱都会使酶失活 不同的酶最适pH不同 2 图乙说明 在一定温度范围内 随温度的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围酶催化作用将减弱 低温只会抑制酶的活性 而高温会使酶失活 3 图丙说明 反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度 或温度的变化不影响酶作用的最适pH 易错提醒 对影响酶活性条件的最适值的两点警示 1 酶催化反应时 酶不同 其最适pH不同 最适温度不同 但特定的酶最适值为定值 在最适值条件下 催化效率最高 2 并非在最适的pH或温度下反应就一定能进行 若将温度调至100 那么 即使在最适pH时 多数酶会丧失活性 归纳提炼 1 温度和pH对酶促反应速率的作用曲线解读 1 温度对酶促反应速率的影响 如图甲 在一定温度范围内酶促反应速率随温度的升高而加快 但当温度升高到一定限度时 酶促反应速率不仅不再加快 反而随着温度的升高而下降 在一定条件下 酶活性最高时的温度称为该酶的最适温度 低温影响酶的活性 但不会使酶的空间结构破坏 温度升高后 酶仍能恢复活性 但高温会导致酶变性 使其永久失活 2 pH对酶促反应速率的影响 如图乙 每一种酶只在一定限度的pH范围内才有活性 超过这个范围酶就会永久失活 在一定条件下 一种酶在某一pH时活性最高 此pH称为该酶的最适pH 2 底物 反应物 浓度对酶促反应速率的影响 如图丙 1 在底物浓度较低时 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 2 当底物浓度很大 且达到一定限度时 反应速率就达到一个最大值 此时即使再增加底物浓度 反应速率也几乎不再改变 受酶量的限制 3 酶浓度对酶促反应速率的影响 如图丁 在底物足够 其他条件固定的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 经典选题 2013 新课标全国 下列关于酶的叙述 错误的是 A 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个化学反应的底物 B 2014 滨州市模拟 下表代表胃 小肠中有关消化液的成分及部分酶 下列说法正确的是 A 酶是活细胞产生的具有调节作用的有机物B 与无机催化剂相比 酶能为生化反应提供活化能C 胃蛋白酶进入小肠后 仍能将蛋白质分解D 大量的胃酸 HCl 进入小肠后不会降低小肠中酶的活性 D 1 加酶洗衣粉中 蛋白酶的含量 0 2 那么低 能有效去除奶渍吗 2 为什么加酶洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料 3 为什么要强调 使用温水30 40 效果最佳 用60 以上的热水好吗 能 酶具有高效性 丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质 被洗衣粉中蛋白酶专一性水解 温度 PH 酸碱度 等 4 酶活性受什么因素影响 不好 高温使酶活性降低或破坏 P86 课后练习 一 基础题1 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是 A 淀粉酶B 蛋白酶C 脂肪酶D 麦芽糖酶 B 2 在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁 在不损伤植物细胞内部结构的情况下 下列哪种物质可用于去掉细胞壁 A 蛋白酶B 纤维素酶C 盐酸D 淀粉酶 B 3 下图表示的是某种酶作用的模型 尝试用文字描述这个模型 这个 A代表 1 2 3 A B B A A C D 某种酶 反应底物 反应产物 酶的专一性 C D代表 模型能解释酶的什么特性 B代表 二 拓展题 1 右上图表示的是在最适温度下 反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响 1 请解释在 三点时该化学反应的状况 0 反应速率 反应物浓度 A B C 点 随着反应底物浓度的增加 反应速率加快 点 反应速率在此时达到最高 点 反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高 维持在相对稳定的水平 2 如果在 点时温度升高10 曲线会发生什么变化 为什么 请画出变化后的曲线 曲线上升的幅度变小 0 反应速率 A B C 反应物浓度 3 如果在 点时往反应混合物中加入少量同样的酶 曲线会发生什么变化 为什么 请画出相应的曲线 反应速率会加快 因为高于或低于最适温度 反应速率都会变慢 因为 点时反应底物的浓度已足够大 是酶的数量限制了反应速率的提高 酶为生活添姿彩1 溶菌酶 能够溶解细菌的细胞壁 具有抗菌消炎的作用 2 果胶酶 能分解果肉细胞壁中的果胶 提高果汁产量 使果汁变得清亮 3 加酶洗衣粉 有更强的去污能力 4 含酶牙膏 可以分解细菌 使我们牙齿亮洁 口气清新 5 多酶片 含有多种消化酶 消化不良时可以服用 1 酶在生物体内有催化和调节作用 2 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 3 有些酶中含有核糖 4 酶催化作用的实质 提高化学反应的活化能 使化学反应顺利进行 5 酶只有在活细胞内才能发挥作用 6 酶可以从食物中直接获取 7 酶是活细胞产生的 只能在细胞内起作用 8 所有的酶都是在核糖体上合成的 9 在温度过高或过低时 酶均能失去活性 10 酶是通过降低活化能来起到催化作用的 11 酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 12 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个化学反应的底物 课堂练习 1 人在发高烧时 常常食欲大减 最根本的原因是A 所吃食物不能消化 B 胃没有排空C 体温超过合适温度 消化酶的活性下降D 吃药使人没有了胃口2 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用 主要原因是 A pH不适合B 胃中已经起了消化作用 不能再起作用了C 被小肠中的物质包裹起来 所以起不到催化作用