课时降低化学反应活化能的酶课件

1、课时降低化学反应活化能的酶1 考纲展示考纲展示考纲解读考纲解读 酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 第第9 9课时课时 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 课时降低化学反应活化能的酶2 本节要点本节要点 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实验探究影响酶活性的因素 课时降低化学反应活化能的酶3 斯帕兰扎尼实验斯帕兰扎尼实验 过程：过程： 现象：现象： 推测：推测： 证明：证明： 本实验能证明：本实验能证明： 问题探讨问题探讨 肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块放入小金属笼内，让鹰吞下 肉块消失了肉块

2、消失了 是胃内的化学物质将肉块分解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 否也能将肉块分解否也能将肉块分解 胃具有化学消化的作用胃具有化学消化的作用 一一. . 酶的作用酶的作用 课时降低化学反应活化能的酶4 课时降低化学反应活化能的酶5 概念：细胞内全部有序的化学变化的总称。概念：细胞内全部有序的化学变化的总称。 场所：活细胞（主要在场所：活细胞（主要在细胞质基质细胞质基质） 细胞代谢：细胞代谢： 细胞代谢离不开细胞代谢离不开酶酶的催化的催化 课时降低化学反应活化能的酶6 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验：比较

3、过氧化氢在不同条件下的分解 2 H2O2 2 H2O + O2 课时降低化学反应活化能的酶7 理论原理理论原理 技术原理技术原理 课时降低化学反应活化能的酶8 2 2 2 2 浓度 浓度 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 3%3%3%3%3%3%3%3% 9090FeClFeCl3 3 自变量自变量 因变量因变量 无关变量无关变量 变量变量 课时降低化学反应活化能的酶9 22 浓度 2ml 2ml 2ml 2ml 3%3%3%3% 9090FeClFeCl3 3 自变量自变量 因变量因变量 无关变量无关变量 对照组对照组实验组实验组 对照实验对照实验 课时降低化学反应活化

4、能的酶10 其他生物材料中也含有过氧化氢酶其他生物材料中也含有过氧化氢酶 课时降低化学反应活化能的酶11 课时降低化学反应活化能的酶12 C 课时降低化学反应活化能的酶13 C 课时降低化学反应活化能的酶14 正是由于酶的正是由于酶的催化催化作用，细胞代谢才能在作用，细胞代谢才能在温温 和和的条件下的条件下快速快速进行。进行。 各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质： 加热：加热： FeFe3+ 3+： ： 酶：酶： 提高分子的能量提高分子的能量 降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能 更显著更显著地降低化学反应的地降低化学反应的活化能活化能 课时降低化学反应活化能的酶15 分子从分

5、子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活活 跃状态跃状态所需要的能量称为所需要的能量称为 加热加热 课时降低化学反应活化能的酶16 主要特点主要特点 参与反应，不提供能量参与反应，不提供能量 降低反应所需的活化能降低反应所需的活化能 本身的量与化学性质不变本身的量与化学性质不变 催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反应中的作用 75无催化剂催化无催化剂催化 29过氧化氢酶过氧化氢酶 54用胶态铂催化用胶态铂催化 活化能活化能 / kJ.mol-1 条件条件 . 无机无机 催化剂催化剂 课时降低化学反应活化能的酶17 酶的作用：酶的作用： 同无机催化剂相比，酶同无机催化剂相

6、比，酶降低活化能的作降低活化能的作 用更显著用更显著，因而，因而催化效率更高催化效率更高。 课时降低化学反应活化能的酶18 C C 课时降低化学反应活化能的酶19 2.2.下列图中，下列图中，表示有酶催化的反应曲线，表示有酶催化的反应曲线， 表示没有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E E表示酶降低的表示酶降低的 活化能。正确的图解是活化能。正确的图解是（ ）C 课时降低化学反应活化能的酶20 B 3.3. 课时降低化学反应活化能的酶21 酶的化学成分酶的化学成分 酶的来源酶的来源 酶的功能酶的功能 酶是一类生物催化剂酶是一类生物催化剂 二、酶的本质二、酶的本质 酶的概念酶的概念 酶

7、与蛋白质、激素的关系？酶与蛋白质、激素的关系？ 课时降低化学反应活化能的酶22 蛋白质蛋白质 激激 素素 酶酶 注意：注意：酶、激素和维生素的比较酶、激素和维生素的比较 A BC 酶、蛋白质、激素的关系图解酶、蛋白质、激素的关系图解 课时降低化学反应活化能的酶23 酶、激素、维生素比较酶、激素、维生素比较 酶：活细胞产生酶：活细胞产生 催化作用（细胞内或外）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激素：内分泌腺或具分泌功能的细胞产生 调节作用调节作用 维生素：一般不能合成，只能从食物中摄取维生素：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份多数是酶辅助因子的组

8、成成份 高效高效 微量微量 高效高效 课时降低化学反应活化能的酶24 关于蛋白酶的叙述，不正确的是（关于蛋白酶的叙述，不正确的是（ ） v蛋白酶是蛋白质蛋白酶是蛋白质 v蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病 v蛋白酶可以水解所有的肽键蛋白酶可以水解所有的肽键 v利用酶工程可以提高蛋白质酶的稳定性利用酶工程可以提高蛋白质酶的稳定性 C C 课时降低化学反应活化能的酶25 关于酶的正确与错误说法关于酶的正确与错误说法: 课时降低化学反应活化能的酶26 C 课时降低化学反应活化能的酶27 三、酶的特性三、酶的特性 酶的一般通性：酶的一般通性：只改变反应只改变反应 的速率，不改

9、变反应平衡常的速率，不改变反应平衡常 数。酶催化反应前后自身数数。酶催化反应前后自身数 量和性质量和性质不发生变化不发生变化。 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，如同样加热到机催化剂则不易受影响，如同样加热到100 ，过氧化氢，过氧化氢 酶早已失去活性，而酶早已失去活性，而Fe3 仍可起催化作用。但要注意的 仍可起催化作用。但要注意的 是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高(最适温度以最适温度以 下下)酶的活性逐渐增强。酶的活性逐渐增强。 课时降低化学反应活化能的酶28

10、课时降低化学反应活化能的酶29 高温、低温、过酸和过碱对高温、低温、过酸和过碱对 酶活性的影响其本质相同吗？酶活性的影响其本质相同吗？ 过酸、过碱或温度过高过酸、过碱或温度过高 低温低温 问题讨论？问题讨论？ 课时降低化学反应活化能的酶30 D 课时降低化学反应活化能的酶31 【点评点评】 酶的化学本质不同于无机催化剂。酶是活细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。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

11、能加深学生对永久失活。本题能加深学生对“酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和”的理解。的理解。 而下面的变式题是从不同方面来考查酶的特性。而下面的变式题是从不同方面来考查酶的特性。 课时降低化学反应活化能的酶32 课时降低化学反应活化能的酶33 蛋白质蛋白质 底物量一定，底物已被消耗尽底物量一定，底物已被消耗尽 (3) 在在pH2时酶已经失活时酶已经失活 不变不变 课时降低化学反应活化能的酶34 C 课时降低化学反应活化能的酶35 四、影响酶促反应速率的因素：四、影响酶促反应速率的因素： 酶促反应速率酶促反应速率 酶的浓度酶的浓度 酶促反应速率酶促反应速率 底物浓度底物浓度 酶量一定酶量一定

12、课时降低化学反应活化能的酶36 课时降低化学反应活化能的酶37 课时降低化学反应活化能的酶38 B 课时降低化学反应活化能的酶39 C 课时降低化学反应活化能的酶40 右图某酶在不同处理条件（右图某酶在不同处理条件（a a、b b、c c）下催化某反）下催化某反 应生成物的量和反应时间的关系，解读此图可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（获得的信息是（ ） A.A.三个处理中三个处理中b b是此酶促反应的最适条件是此酶促反应的最适条件 B.B.三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量不同 C.C.三个处理条件的差异可能是反应底物的量不同三

13、个处理条件的差异可能是反应底物的量不同 D.D.三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同 课时降低化学反应活化能的酶41 例：有关某种淀粉酶的实验，处理方式及结果如例：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，下表及下图所示。根据结果判断， 下列叙述正确的是（）下列叙述正确的是（） A A甲物质是淀粉酶抑制剂甲物质是淀粉酶抑制剂 B B此种淀粉酶较适合在此种淀粉酶较适合在 40 40的环境下起作用的环境下起作用 C C此种淀粉酶在中性环境中此种淀粉酶在中性环境中 的作用速度比碱性中的快的作用速度比碱性中的快 D D此种淀粉酶在

14、作用此种淀粉酶在作用3535分分 钟后便会失去活性钟后便会失去活性 课时降低化学反应活化能的酶42 有关酶的实验设计与分析有关酶的实验设计与分析 课时降低化学反应活化能的酶43 1号试管号试管2号试管号试管 实实 验验 步步 骤骤 一一 二二 三三 实验实验 现象现象 结论结论 各加入各加入唾液淀粉酶唾液淀粉酶1mL1mL ，振荡，试管下半部，振荡，试管下半部 浸入浸入3737左右的水中，反应左右的水中，反应5min5min 加入加入2mL2mL蔗糖溶液蔗糖溶液 加斐林试剂加斐林试剂 振荡振荡 约沸水浴约沸水浴2min2min 加入加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液 蓝色蓝色 无变化无变化 棕色

15、棕色 砖红色沉淀砖红色沉淀 课时降低化学反应活化能的酶44 课时降低化学反应活化能的酶45 1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液 实验实验 步骤步骤 一一 二二 三三 四四 实验现象实验现象 结论结论 2号试管号试管3号试管号试管 加入唾液淀粉酶加入唾液淀粉酶1mL1mL，振荡反应约，振荡反应约5min5min 试管各加入试管各加入2mL2mL淀粉溶液淀粉溶液 蓝色蓝色 保持保持00冰水中冰水中 加热至加热至100100 加热至加热至3737 各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡 无明显现象无明显现象 蓝色蓝色 课时降低化学反应活化能的酶46 1号试管号试管 实验实验 步骤步骤 一一 二二 三三 四

16、四 实验现象实验现象 结论结论 2号试管号试管3号试管号试管 加加2ml2ml水水 3 3支试管各加入支试管各加入1mL1mL唾液淀粉酶溶液唾液淀粉酶溶液 砖红色沉淀砖红色沉淀 各加入各加入2ml2ml淀粉溶液，并在淀粉溶液，并在37 37 下水浴下水浴 3 3支试管分别加入支试管分别加入2ml2ml斐林试剂，边加试剂斐林试剂，边加试剂 边振荡，沸水浴边振荡，沸水浴2min2min，观察颜色变化，观察颜色变化 无明显变化无明显变化无明显变化无明显变化 加加2mlHCl2mlHCl 加加2mlNaOH2mlNaOH 课时降低化学反应活化能的酶47 【思考感悟思考感悟】在设计在设计“影响酶活性的条

17、件影响酶活性的条件”实验中最关键实验中最关键 的一步是什么？的一步是什么？ 在酶与反应底物接触在酶与反应底物接触前前就应该用相应的就应该用相应的自变量处理自变量处理酶和酶和 反应底物。反应底物。 课时降低化学反应活化能的酶48 课时降低化学反应活化能的酶49 C C 课时降低化学反应活化能的酶50 D 课时降低化学反应活化能的酶51 例例1 1(08(08年高考广东卷年高考广东卷) )生产中使用的普通淀粉酶的最生产中使用的普通淀粉酶的最 适温度在适温度在40604060之间，而极端耐热淀粉酶在之间，而极端耐热淀粉酶在100100 仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。仍能保持较高的活

18、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。的影响，其中有些问题需要你的帮助。 （1 1）此实验中除自变量和因变量外，还需要考）此实验中除自变量和因变量外，还需要考 虑虑 、 及及 等因素。等因素。 底物（淀粉液）的浓度和数量底物（淀粉液）的浓度和数量 pH 添加试剂的量、实验操作顺序添加试剂的量、实验操作顺序 （2 2）在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检）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？检测的是底物测，两种试剂各与何种物质

19、反应生色？检测的是底物 还是产物？还是产物？ 碘液与淀粉反应，碘液检测的是底物；斐林试剂碘液与淀粉反应，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。与还原性糖反应，检测的是产物。 课时降低化学反应活化能的酶52 50% 100% 酶活性酶活性 50100温度温度/ 普通淀普通淀 粉酶粉酶 耐热淀耐热淀 粉酶粉酶 3 3）假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上）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。绘图反映实验结果。 温度温度/ 10102020303040405050606070708080 9090 100100 普通淀粉酶相对活普通淀粉酶相对活 性性/%/

20、% 6 62525434367678383656522222 20 00 0 耐热淀粉酶相对活耐热淀粉酶相对活 性性/%/% 6 615152525484876769292100100 9898 82826565 课时降低化学反应活化能的酶53 例例2 2（广东）（广东）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶， 能专一催化能专一催化1 mol1 mol谷氨酸分解为谷氨酸分解为1 mol1 mol氨基丁酸和氨基丁酸和1 mol 1 mol COCO2 2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起 始浓度为始浓度为1

21、0mmol/L ,10mmol/L ,最适温度、最适最适温度、最适pHpH值的条件下，对该值的条件下，对该 酶的催化反应过程进行研究，结果见图酶的催化反应过程进行研究，结果见图1 1和图和图2 2。 图图1 1产物产物COCO2 2浓度随时间变化曲线图浓度随时间变化曲线图 2 2酶催化反应速率随酶浓度酶催化反应速率随酶浓度 变化曲线变化曲线 （注：酶浓度固定）（注：酶浓度固定） （注：反应物浓度过量）（注：反应物浓度过量） 课时降低化学反应活化能的酶54 （1)1)在图在图1 1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线 （请用（请用11标注）。标注）。

22、请根据以上实验结果，回答下列问题：请根据以上实验结果，回答下列问题： 10 30 物质浓度（物质浓度（mmol/L)mmol/L) 时间（分）时间（分） （2 2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增加 50%50%或降低反应温度或降低反应温度1010，请在图，请在图1 1中分别画出理想条件下中分别画出理想条件下 CO2 CO2 浓度随时间变化的曲线（请用浓度随时间变化的曲线（请用22标注酶浓度增加后标注酶浓度增加后 的变化曲线，用的变化曲线，用33标注温度降低后的变化曲线），并分标注温度降低后的变化曲线），并分 别说明原因。别说明原因。 图

23、图 参考答案：当谷氨酸脱竣酶的浓度增加参考答案：当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%50%时，见曲线时，见曲线2 2， 其原因：酶量增加其原因：酶量增加50%50%，酶催化反应速率相应提高，反应，酶催化反应速率相应提高，反应 完成所需时间减少。完成所需时间减少。 当温度降低当温度降低1010时，见曲线时，见曲线3 3，其原因：温度降低，酶，其原因：温度降低，酶 催化反应速率下降，但催化反应速率下降，但 酶并不失活，反应完成所需时间酶并不失活，反应完成所需时间 增加。增加。 (3(3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合，不可）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

24、反应物浓度过量的条件下，向反解离，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，请在图应混合物中加人一定量的重金属离子后，请在图2 2中画出中画出 酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用44标注），标注）， 并说明其原因。并说明其原因。 酶浓度酶浓度 图图 催化反应速率催化反应速率mmol/分分 见曲线见曲线4 4。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，。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。的直线关系不变。 课时降低化学反应活化能的酶55 例例3 3： 为验证为验证PHPH对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下： （1 1）操作步骤：）操作步骤：在在1515号试管中分别加入号试管中分别加入0.5%0.5%淀粉淀粉 液液2ml2ml。加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲 液液3.00ml3.00ml，使各试管中反应液的，使各试管中反应液的pHpH依次稳定在依次稳定在5.005