第1节降低化学反应活化能的酶

1、第第1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶排除物理性消化排除物理性消化2 2、是什么物质使肉块消失了？、是什么物质使肉块消失了？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。3 3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？1 1、为什么将肉块放入金属笼内？、为什么将肉块放入金属笼内？ 实验实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解：比较过氧化氢在不同条件下的分解2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 22 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 22 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O

2、2 2Fe3+过氧化氢酶过氧化氢酶2 2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O + O2 2检验方法？检验方法？带火星的卫生香带火星的卫生香1、为什么要选用、为什么要选用新鲜的新鲜的肝脏？肝脏？2、为什么要将肝脏制成、为什么要将肝脏制成研磨液研磨液？想一想想一想步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 观观察察结论结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在不同条件下的分解速率不

3、一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量 H H2 2OO2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的木条带火星的木条对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验步骤：实验步骤：控制变量与对照实验：控制变量与对照实验：自变量：实验中自变量：实验中 的变量。的变量。因变量：随因变量：随 而变化的变量。而变化的变量。无关变量：无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些些 ，对，对 造成影响造成影响。实验设计的基本原则：对照性原则；单因子

4、变量原则；实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则； 等量性原则；科学性原则等量性原则；科学性原则对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。对照实验一般要设置对照组与实验组。 人为控制改变人为控制改变自变量自变量实验结果实验结果可变因素可变因素1）与）与1号试管相比，号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？了什么？2号试管，号试管，加热加热能促进能促进H2O2的分解的分解,提高反应速率；提高反应速率；2） 3、4号试管未

5、经加热，也有大量气泡产生，这说明了什号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？么？FeCl3中的中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加快过氧化都能加快过氧化氢分解的速率，氢分解的速率，3）3号试管和号试管和4号试管相比，号试管相比，4号试管中的反应速率快号试管中的反应速率快,这说这说明了什么？明了什么？过氧化氢酶比过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率的催化效率高高得多，得多，试一试对现象的分析试一试对现象的分析问题质疑：问题质疑：1 1、与、与1 1号试管相比，为什么号试管相比，为什么2 2号试管加热后过氧化氢就号试管加热后过氧化氢就能分解？能分解？加热使反应加

6、快的本质：加热使反应加快的本质：使使过氧化氢过氧化氢分子得到能量，分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。从常态转变为容易分解的活跃状态。 分子从分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所需要的能量能量称为称为降低降低了了化学反应的化学反应的活化能活化能 FeClFeCl3 3中中FeFe3+3+和肝脏研磨液的和肝脏研磨液的过氧化氢过氧化氢酶酶都能加快过氧化氢分解，原因与都能加快过氧化氢分解，原因与2 2号号试管的相同吗？试管的相同吗？与无机催化剂相比较，与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高用更显著，

7、因而催化效率更高。质量分数为质量分数为20%20%的肝脏的肝脏研磨液研磨液 质量分数为质量分数为3.5%3.5%的的FeClFeCl3 3溶液溶液 过氧化氢酶过氧化氢酶 FeFe3+3+所含酶相对数所含酶相对数量：量：1 1FeFe3+3+的相对的相对数量：数量：2525万万3 3号试管加号试管加FeClFeCl3 3溶液溶液4 4号管加号管加新鲜肝脏研新鲜肝脏研磨液磨液气泡：气泡：较多较多气泡：气泡：大量大量卫生香：卫生香：不猛不猛烈烈卫生香卫生香：猛：猛烈烈酶具有高效性酶具有高效性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：提高提高分子的能量分子的能

8、量降低降低化学反应的活化能化学反应的活化能更显著更显著地降低化学反应的活化能地降低化学反应的活化能2、现象解释：、现象解释：一、一、 酶的本质酶的本质阅读教材阅读教材P P81818282,“,“关于酶本质的探索关于酶本质的探索”思考：思考：巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各是什么？切赫和奥特曼的观点各是什么？酶 来源来源 功能功能化学本质化学本质活细胞活细胞催化性催化性降低化学反应降低化学反应活化能活化能大部分是蛋白质，大部分是蛋白质，少部分是少部分是RNARNA酶的本质：酶的本质： 酶酶是是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化催化作用的有机

9、作用的有机物，其中绝物，其中绝大多数是蛋白质大多数是蛋白质，少数少数RNARNA也具有也具有催化功能。催化功能。合成原料？合成原料？二、酶的特性二、酶的特性超效加酶超效加酶1.1.酶具有高效性酶具有高效性事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的10107 710101313倍。倍。酶酶高效性高效性的曲线的曲线 （1 1）催化剂可）催化剂可加快化学反应速率加快化学反应速率，与无机催化，与无机催化 剂相比，酶的催化效率更高。剂相比，酶的催化效率更高。 （2 2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间）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。

10、不改变化学反应的平衡点。 （3 3）酶只能催化已存在的化学反应。酶只能催化已存在的化学反应。 无机催化剂无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。催化脂肪、淀粉水解。 蛋白酶蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脂肪、淀粉等的水解。 口腔里有口腔里有唾液淀粉酶唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的，可塞进牙缝里的肉肉丝丝两天后还没被消化。两天后还没被消化。 由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。酶具有专一性酶具有专一性酶催化反应的机制（底物酶催化反应的机制（底物-酶结合）酶结合

11、）2、酶具有专一性、酶具有专一性序号序号项项 目目试管试管1 12 23 34 41 1淀淀 粉粉 溶溶 液液2mL2mL2mL2mL/ / /2 2蔗蔗 糖糖 溶溶 液液/ / /2mL2mL2mL2mL3 3淀淀 粉粉 酶酶2mL2mL/ / /2mL2mL4 4蔗蔗 糖糖 酶酶/ /2mL2mL2mL2mL/ /5 5斐斐 林林 试试 剂剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL6 6砖红色沉淀砖红色沉淀有有无无无无有有实验：酶具有专一性实验：酶具有专一性酶A未加酶 （酶B）2、酶具有专一性、酶具有专一性底物A浓度反应速率3 3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和t/mmol

12、/mmol. s . s-1 -1最适温度最适温度酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图温度低于最适温度时温度低于最适温度时酶活性随着温度的升高酶活性随着温度的升高而上升而上升温度高于最适温度时温度高于最适温度时酶活性随着温度的升酶活性随着温度的升高而下降高而下降最适温度时：最适温度时：酶活性最高酶活性最高动物动物:3540oC；植物植物:4050oC之间；之间；微生物最适温度差别很大微生物最适温度差别很大有些人工酶：有些人工酶：60oC低温：抑制低温：抑制高温：破坏高温：破坏实验：实验：探究温度对酶活性影响实验探究温度对酶活性影响实验一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，一系列温度梯

13、度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。色及蓝色的深浅，即达到实验目的。操纵自变量，控制无关变量。操纵自变量，控制无关变量。检测因变量，表达实验结果。检测因变量，表达实验结果。（2 2）实验设计程度）实验设计程度取取淀粉、淀粉酶淀粉、淀粉酶分别放入试管分别放入试管 各自在所控制的温度各自在所控制的温度下处理一段时间下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在在各自所控制的温度下保温一段时间各自所控

14、制的温度下保温一段时间 滴加滴加碘液碘液，观察，观察颜色变化颜色变化 注意：实验程序中注意：实验程序中2 2、3 3步一定不能颠倒步一定不能颠倒pH低于最适低于最适pH时时酶活性随着酶活性随着pH的升高而的升高而上升上升pH高于最适高于最适pH时时酶活性随着酶活性随着pH的升高的升高而下降而下降最适最适pH时：时：酶活性最高酶活性最高动物动物: :6.56.5 8.08.0例外，胃蛋白酶例外，胃蛋白酶的最适的最适pH:pH:1.51.5植物植物:4.54.5 6.56.5。实验实验探究探究PHPH值对酶活性影响实验的实验思路值对酶活性影响实验的实验思路一系列一系列PHPH梯度的溶液分别处理梯度

15、的溶液分别处理H2O2酶，用酶，用不同不同PHPH值处理的值处理的H2O2酶催化酶催化H2O2分解，分解，其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生香的助燃情况香的助燃情况，即达到实验目的。即达到实验目的。操纵自变量，控制无关变量。操纵自变量，控制无关变量。检测因变量，表达实验结果。检测因变量，表达实验结果。pH对酶活性的影响对酶活性的影响 实验程序实验程序步步骤骤实验操作实验操作内容内容试管试管1 1试管试管2 2试管试管3 31 1注入等量注入等量过氧化过氧化氢酶氢酶溶液溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴2 2注入不同注入不同pH的溶液的溶液1 mL1 mL蒸

16、蒸馏水馏水1 mL1 mL盐酸盐酸1 mL1 mLNaOHNaOH3 3注入等量的注入等量的H2 2O2 2溶液溶液2 2 mL2 2 mL2 2 mL4 4观察现象观察现象有大量气有大量气泡泡产生产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生注意：实验程序中注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒步一定不能颠倒实验探究出影响酶活性的条件实验探究出影响酶活性的条件 a.a.材料的确定：材料的确定：过氧化氢不适合做研究温度对酶活性的影过氧化氢不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。研究温度对酶活性影响的实验时不宜选

17、用斐林试剂，因为研究温度对酶活性影响的实验时不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂的使用需要加热，而加热会改变酶的活性。斐林试剂的使用需要加热，而加热会改变酶的活性。b.b.实验原理：实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时，活性；用过氧化氢酶做实验时， 可根据产生气泡的数量可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。和速度来判断酶的活性。c.c.变量的确定：变量的确定：本实验的自变量是温度或本实验的自变量是温度或pHpH，因变量是，

18、因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；计随时测量；pHpH的控制可加入强酸或强碱，用的控制可加入强酸或强碱，用pHpH试纸进试纸进行测量。行测量。d.d.对照组的设置：对照组的设置：应将温度或应将温度或pHpH调到该酶最适温调到该酶最适温度或度或pHpH水平上，其他条件与实验组相同。验证酶水平上，其他条件与实验组相同。验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先达到相应的环境活性受温度和酸碱度影响时，要先达到相应的环境后，再让酶与反应物相遇。后，再让酶与反应物相遇。e.e.实验组的设置：实验组的设置：探究探究pHpH对酶

19、活性的影响，实验对酶活性的影响，实验组至少要设置组至少要设置2 2组，一组组，一组pHpH明显高于对照组，一明显高于对照组，一组组pHpH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置设置2 2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？在

20、加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？ 防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。从而失去对照作用，影响实验效果。问题讨论问题讨论 2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？化钠、盐酸？为什么？ 不能，这样可能在改变溶液不能，这样可能在改变溶液pH之前淀之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。酶活性受温度影响示意图酶活性受温度影响示意图最适温度最适温度t/mmol/mm

21、ol. s . s-1 -1酶活性受酶活性受pH值影响示意图值影响示意图低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？一样的吗？抑制抑制失活失活失活失活失活失活影响酶促反应速率的因素？1.1.温度、温度、pHpH2.2.底物浓度底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到再增加，原因是受到酶数量的限制酶数量的限制。 3.3.酶浓度酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下

22、，件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。酶促反应速率与酶浓度成正相关。 3.3.生成物浓度生成物浓度 在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能较长时间保持不变，较长时间保持不变，在生成物浓度较高时，反应在生成物浓度较高时，反应速率随明显下降速率随明显下降底物（生成物）浓度底物（生成物）浓度反应速率 4.4.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂 酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂； 另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。 很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时

23、为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。 1.1.下列关于酶的叙述中，正确的是下列关于酶的叙述中，正确的是 （ ） A.A.人体中酶的活性受温度、人体中酶的活性受温度、pHpH的影响，并只能的影响，并只能 在人体的内环境中起作用在人体的内环境中起作用 B.B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和 高尔基体的加工等几个阶段高尔基体的加工等几个阶段 C.C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和 叶绿体基质中叶绿体基质中 D

24、.D.酶均是由腺细胞合成的酶均是由腺细胞合成的, ,具有高效性、专一性具有高效性、专一性 例题精选例题精选2 2、（、（20092009辽宁、宁夏卷）辽宁、宁夏卷）下图表示酶活性与温度的下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是关系。下列叙述正确的是 A A当反应温度由当反应温度由t2t2调到最适温度时，酶活性下降调到最适温度时，酶活性下降 B B当反应温度由当反应温度由t1t1调到最适温度时，酶活性上升调到最适温度时，酶活性上升 C C酶活性在酶活性在t2t2时比时比t1t1高，故高，故t2t2时更适合酶的保存时更适合酶的保存 D D酶活性在酶活性在t1t1时比时比t2t2低，表明低，表明

25、t1t1时酶的空间结构破时酶的空间结构破坏更严重坏更严重 例题精选例题精选3 3、下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化、下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化 曲线，下列说法中曲线，下列说法中错误错误的是的是 （ ）A.A.酶促反应的速率可用底物消失所需的时间酶促反应的速率可用底物消失所需的时间 （或产物生成的（或产物生成的 速率）来表示速率）来表示B.B.和和相比较，酶促反应速率不同，这是相比较，酶促反应速率不同，这是 因为它们的酶浓度和温度不同因为它们的酶浓度和温度不同C. ABC. AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物 浓度浓度D. D.

26、 若想探究不同温度对酶活性的影响，若想探究不同温度对酶活性的影响， 至少应设计至少应设计3 3种不同的温度种不同的温度 例题精选例题精选4.4.下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性能说明酶具有高效性的是的是（考点：影响酶活性的外界因素）（考点：影响酶活性的外界因素）通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循单一变量原则和对照原则。单一变量原则和对照原则。酶与疾病酶与疾病 人体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。人体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。如果遗传因素或环境因素影响了酶的合成或活性，就如果遗传因素或环境因素影响了酶的合成或活性，就会引起疾病；甚至危及生命。许多遗传病的发生与酶会引起疾病；甚至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关。例如：白化病缺陷有关。例如：白化病 黑色素合成酶，黑色素合成酶，苯丙酮尿症苯丙酮尿症 苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人表酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人表现智力障碍。现智力障碍。缺乏缺乏 1 1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（后