降低化学反应活化能的酶复习

1、会计学1降低化学反应活化能的酶复习降低化学反应活化能的酶复习第1页/共44页 酶ATP能量来源光合作用能量利用呼吸作用第2页/共44页第3页/共44页一酶的概念：一酶的概念： 来源：来源： （死细胞不产生酶，凡是活细胞（死细胞不产生酶，凡是活细胞都一定能产生酶。）都一定能产生酶。） 本质：本质： 合成原料：合成原料： 或核糖核苷酸（组成或核糖核苷酸（组成RNA）活细胞活细胞氨基酸氨基酸第4页/共44页酶催化反应的机制（底物酶催化反应的机制（底物-酶结合）酶结合）第5页/共44页功能：功能： ：a.a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，

2、能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；但并不改变反应的方向和平衡常数；不同点：酶具有无机催不同点：酶具有无机催化剂所不具备的高效性、专一性，并且酶促反应需要温和的化剂所不具备的高效性、专一性，并且酶促反应需要温和的条件。条件。 b.b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。反应前后酶的性质和数量均没有变化。b.b.酶在生化反应中起的酶在生化反应中起的催化的作用，主要是降催化的作用，主要是降低了反应的活化能，酶低了反应的活化能，酶在反应前后质量和性质在反应前后质量和性质不变化。不变化。功能作用机理

3、：功能作用机理：a.a. 称为活化能。称为活化能。具有生物催化作用具有生物催化作用分子从常态转变为容易发生化学反应的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活跃状态所需要的能量第6页/共44页例：有一种化学反应例：有一种化学反应PQR，图中所示的实线表示，图中所示的实线表示在没有酶的时候此反应的进程，在在没有酶的时候此反应的进程，在t1时将催化此反应的时将催化此反应的酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反酶加入反应底物混合物中，图中能表示加入酶以后此反应进程的曲线是应进程的曲线是 。C第7页/共44页考点突破考点突破 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1.1.表示酶表

4、示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。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。第8页/共44页 二、酶特性的实验探究二、酶特性的实验探究1.1.验证酶的高效性的实验思路验证酶的高效性的实验思路 H H2 2O O2 2酶和三氯化铁溶液催化酶和三氯化铁溶液催化H H2 2O O2 2分解，其它因素分解，

5、其它因素一致，观察气泡产生量及卫生香的助燃情况，一致，观察气泡产生量及卫生香的助燃情况，加入加入H H2 2O O2 2酶的产生气泡量最多及卫生香助燃情况酶的产生气泡量最多及卫生香助燃情况最强，即证明酶具有高效性。最强，即证明酶具有高效性。 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。第9页/共44页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 ，

6、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第10页/共44页酶的催化作用和高效性的验证实验分析酶的催化作用和高效性的验证实验分析试管编号试管编号加入物质加入物质处理处理观察观察1 12mLH2mLH2 2

7、OO2 2溶液溶液不作处理不作处理基本无气泡产生基本无气泡产生2 22mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液9090水浴加热水浴加热有气泡产生有气泡产生3 32mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液加加2 2滴滴Fecl3Fecl3溶液溶液有较多气泡产生有较多气泡产生4 42mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液加加2 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液有大量的气泡产有大量的气泡产生生第11页/共44页3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液说明过氧化氢酶比说明过氧化氢酶比FeFe3+3+的催化效率高得多的催化效率高得多第12页/共44页3号和号和4号试管中都有大量的气泡产生，说明：号试管中都有大量的气泡

8、产生，说明：4号比号比3号的反应速度快，说明：号的反应速度快，说明：结论：酶在细胞代谢中具有结论：酶在细胞代谢中具有 作用，作用， 且酶具有且酶具有 。FeClFeCl3 3溶液和肝脏研磨液都能催化溶液和肝脏研磨液都能催化HH2 2OO2 2的分解；的分解；酶的催化效率比酶的催化效率比FeClFeCl3 3高。高。催化催化高效性高效性第13页/共44页在本实验中应该注意哪些事项？在本实验中应该注意哪些事项？实验时肝脏必须要新鲜。实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验效果肝脏如果不新鲜，实验效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内的过氧

9、化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。织中酶的数量减少且活性降低。 要使用肝脏的研磨液要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内过氧化，这样可加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。的分解。 滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。也会影响实验结果

10、的准确性，导致得出错误的结论。 由于反应速度快，要注意观察实验的现象。由于反应速度快，要注意观察实验的现象。 过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。皮肤。第14页/共44页2.2.验证酶的专一性的实验思路验证酶的专一性的实验思路淀粉酶催化淀粉和蔗糖分解，其它因素一致，加入斐淀粉酶催化淀粉和蔗糖分解，其它因素一致，加入斐林试剂，观察砖红色沉淀。加入淀粉溶液的出现砖红林试剂，观察砖红色沉淀。加入淀粉溶液的出现砖红色沉淀，加入蔗糖溶液的未出现砖红色沉淀，即证明色沉淀，加入蔗糖溶液的未出现砖红色沉淀，即证明了酶的专一性。了酶的专一性。操纵自变量，

11、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。第15页/共44页第16页/共44页第17页/共44页 练习练习1.下列关于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用下列关于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验原理的叙述中，不正确的是：实验原理的叙述中，不正确的是： A.淀粉和蔗糖都是非还原糖，在加热条件下与斐林淀粉和蔗糖都是非还原糖，在加热条件下与斐林试剂作用不产生砖红色沉淀试剂作用不产生砖红色沉淀 B.淀粉能在淀粉酶的催化下水解成还原糖淀粉能在淀粉酶的催化下水解成还原糖 C.蔗糖能在淀粉酶的催化下水解成还原糖葡萄糖和蔗糖能在淀粉酶的催化下水解成还原糖葡萄糖和果

12、糖果糖 D.淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解，是通过有无淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解，是通过有无还原糖特定的颜色反应而证明的还原糖特定的颜色反应而证明的C第18页/共44页3.3.探究温度对酶活性影响实验的实验思路探究温度对酶活性影响实验的实验思路一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和一系列温度梯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，其它因素一致，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，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。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

13、因变量，表达实验结果。检测因变量，表达实验结果。第19页/共44页（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第20页/共44页4.4.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

14、度的溶液分别处理H2O2酶，用不同酶，用不同PHPH值处值处理的理的H2O2酶催化酶催化H2O2分解，其它因素一致，观察气泡分解，其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生香的助燃情况的产生量及卫生香的助燃情况，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。第21页/共44页4.4.pH对酶活性的影响对酶活性的影响 （2 2）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过氧化氢酶化氢酶溶液溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴2 2注入不同注

15、入不同pH的溶液的溶液1 mL1 mL蒸蒸馏水馏水1 mL1 mL盐酸盐酸1 mL1 mLNaOHNaOH 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3 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有大量气泡气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第22页/共44页酶的名称酶的名称最适最适PHPH过氧化氢酶（肝）过氧化氢酶（肝）6.86.8唾液淀粉酶唾液淀粉酶 6.8 6.8脂肪酶脂肪酶 8.3 8.3胰蛋白酶胰蛋白酶8.08.09.09.0胃蛋白酶胃蛋白酶 1.5 1.52.22.2

16、第23页/共44页影响酶活性的因素影响酶活性的因素创新设计：创新设计：P53a.a.温度：温度： 一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温一般而言，温度越高化学反应越快，但酶是蛋白质，若温度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升度过高会发生变性而失去活性，因而酶促反应一般是随着温度升高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，高反应加快，直至某一温度活性达到最大，超过这一最适温度，由于酶的变性，反应速度会迅速降低。由于酶的变性，反应速度会迅速降低。 大多数酶，在大多数酶，在30-4030-40范围内显示最高活性。低温不会使酶范围内显示最高活性。低温不会使酶

17、失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性失去活性，低温时酶活性降低，但若再给予适宜的温度，酶活性又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在又增强。高温可导致酶失去活性，绝大多数酶在7070以上，其以上，其空间结构即被破坏。空间结构即被破坏。 热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜热对酶活性的影响对食品很重要，如，绿茶是通过把新鲜茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸茶叶热蒸处理而得，经过热处理，使酚酶、脂氧化酶、抗坏血酸氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正氧化酶等失活，以阻止儿茶酚的氧化来保持绿色。红茶的情况正相反，是利用这些酶

18、进行发酵来制备的。相反，是利用这些酶进行发酵来制备的。 第24页/共44页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

19、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和可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。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，因变量是酶，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；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试纸进行试纸进行测量。测量。创新设

20、计：创新设计：P52P52第25页/共44页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调到该酶最适温度或调到该酶最适温度或pHpH水平上，其他条件与实验组相同。验证酶活性受温度和酸水平上，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后，再让酶与反应物相碱度影响时，要先达到相应的环境后，再让酶与反应物相遇。遇。e.e.实验组的设置：实验组的设置：探究探究pHpH对酶活性的影响，实验组至少要对酶活性的影响，实验组至少要设置设置2 2组，一组组，一组pHpH明显高于对照组，一组明显高于对照组，一组pHpH明显低于对明显低于对照组，其他条件实验组和对照

21、组均相同。探究温度对酶活照组，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，实验组至少要设置性的影响，实验组至少要设置2 2组，一组温度明显高于对组，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。组均相同。第26页/共44页第27页/共44页 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在、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？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，从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。

22、而失去对照作用，影响实验效果。问题讨论问题讨论第28页/共44页第29页/共44页 1、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加淀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、氢氧化钠、盐粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？酸？为什么？问题讨论问题讨论 不能，这样可能在改变溶液不能，这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。将淀粉水解，从而影响实验效果。第30页/共44页考点突破考点突破 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析1.1.表示酶表示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

23、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。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。第31页/共44页2.2.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，但达到一定浓度浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到后不再增加，原因是受到酶数量的限制酶数量的限制。 第32页/共44页3.3.酶浓度酶

24、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，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。 第33页/共44页4.4.温度、温度、pHpH影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线甲、乙两曲线表明：甲、乙两曲线表明：（1 1）在）在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。（2 2）酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pHpH，在低于最适，在低于最适pHpH时时，随着，随着pHpH的降低，酶的催化能力逐渐降

25、低；高于最适的降低，酶的催化能力逐渐降低；高于最适pHpH时，时，随着随着pHpH的升高，酶的活性逐渐下降。的升高，酶的活性逐渐下降。（3 3）“过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性温只是抑制酶的活性”，酶分子结构未被破坏，温度，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。升高可恢复活性。第34页/共44页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

26、、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.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 例题精选例题精选第35页/共44页2 2、（、（20092009辽宁、宁夏卷）辽宁、宁夏卷）2.2. 下图表示酶活性与温度下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是的关系。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

27、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 例题精选例题精选第36页/共44页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）

28、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. 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 例题精选例题精选第37页/共44页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

29、：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。第38页/共44页酶与疾病酶与疾病 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，。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就会引起疾病；甚至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关。例如：白化病酶缺陷有关。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

30、致苯丙苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人氨酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人表现智力障碍。表现智力障碍。缺乏缺乏第39页/共44页酶的催化作用和高效性的验证实验分析酶的催化作用和高效性的验证实验分析试管编号试管编号加入物质加入物质处理处理观察观察1 12mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液不作处理不作处理基本无气泡产生基本无气泡产生2 22mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液9090水浴加热水浴加热有气泡产生有气泡产生3 32mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液加加2 2滴滴Fecl3Fecl3溶液溶液有较多气泡产生有较多气泡产生4 42mLH2mLH2 2OO2 2溶液溶液加加2 2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液有