高三生物一輪復習課件21降低化學反應活化能的酶（第2課時）

降低化學反應活化能的酶第13講一輪復習第2課時（共2課時）知識點25：酶的特性（與無機催化劑相比）特性含義原因曲線意義實驗驗證高效性與無機催化劑相比催化效率高顯著降低化學反應的活化能保證細胞內(nèi)及時的物質(zhì)和能量代謝過氧化氫在不同條件的分解專一性催化一種或一類反應底物的結構與的酶活性中心相吻合(誘導契合)使細胞代謝能夠有條不紊的進行淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用溫和性溫和的條件(溫度和pH)低溫活性被抑制高溫、過酸或過堿酶失活保證了細胞代謝在溫和條件下進行淀粉酶(不同溫度下催化)過氧化氫酶(不同pH下催化)知識點25：酶的特性（與無機催化劑相比）特性意義高效性保證細胞內(nèi)及時的物質(zhì)和能量代謝專一性使細胞代謝能夠有條不紊的進行溫和性保證了細胞代謝在溫和條件下進行細胞中的各類化學反應能有序進行酶在細胞中的分布①光合作用有關的酶分布在葉綠體內(nèi)②呼吸作用有關的酶分布在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)……保證一、高效性含義與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍。原因酶能顯著降低化學反應的活化能。無機催化劑降低的活化能酶降低活化能的作用更顯著酶降低的活化能能量反應過程曲線時間產(chǎn)物生成量反應平衡點酶無機催化劑沒有催化劑①①與②對照說明酶具有高效性①與③對照不能說明酶具有高效性催化劑不能改變反應的平衡點，只能加快到達平衡點(縮短到達平衡點的時間)底物剩余量時間②③①②③酶無機催化劑沒有催化劑反應平衡點比較過氧化氫在不同條件下的分解組別對照組實驗組1號試管3號試管4號試管過氧化氫濃度濃度3%3%3%劑量劑量2mL2mL2mL反應條件常溫FeCl32滴肝臟研磨液2滴結果產(chǎn)生氣泡無氣泡較多大量衛(wèi)生香燃燒情況不復燃變亮復燃Fe3+能加快過氧化氫分解的速率過氧化氫酶加快過氧化氫分解的速率空白對照實驗驗證酶具有高效性二、專一性含義每一種酶只能催化一種或一類化學反應。①專一性高如：①脲酶除了催化尿素分解，對其他化學反應也不起作用。

②碳酸酐酶只能作用于碳酸不同的酶專一性高低不同。②專一性低如：①胰凝乳蛋白酶不僅能夠水解蛋白質(zhì)還能水解酯。②RuBP羧化/加氧酶既能催化RuBP與CO2反應也能催化RuBP與O2反應。原因ABBAACDACDACDABBC+D酶AEF圖1圖2表示如下（圖1和圖2）A表示酶，因為：____________________________________。反應前后結構沒有改變圖1中B、E、F三種底物同時存在時，酶只催化底物B，原因是：__________________________________________________________底物B的結構與酶的結構吻合，能夠結合在一起酶與底物結合后，其結構會發(fā)生改變，當產(chǎn)物釋放后，酶的結構又恢復原狀，可重新與新的底物結合(重復利用)。曲線底物A濃度反應速率加酶A加酶B或不加酶底物Ｂ濃度反應速率加酶Ｂ加酶Ａ或不加酶酶Ａ只能催化底物Ａ不能催化底物Ｂ酶Ｂ只能催化底物Ｂ不能催化底物Ａ淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗驗證自變量底物的種類(淀粉、蔗糖)因變量底物是否被催化(是否產(chǎn)生還原糖)無關變量淀粉、蔗糖和酶的量反應的溫度等。步驟項目試管1試管21注入可溶性淀粉溶液——2注入蔗糖溶液——3注入新鮮的淀粉酶溶液4保溫5加斐林試劑6水浴加熱7觀察顏色變化2mL2mL2mL2mL60℃保溫5min各加入2mL沸水浴1min磚紅色無磚紅色淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用實驗驗證能否用碘液對實驗結果進行檢測？不能，因為碘液無法檢測蔗糖是否發(fā)生水解三、溫和性含義溶液的溫度和pH都對酶活性有影響。與無機催化劑相比，酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。原因過酸、過堿、高溫低溫酶的空間結構破壞酶永久失活酶的空間結構穩(wěn)定酶活性抑制(可恢復)酶在適宜溫度和適宜pH下活性最高。酶制劑在____________________條件下保存。低溫和適宜的pH長時間酶催化特定化學反應的能力稱為酶活性。酶活性可用在一定條件下酶所催化某一化學反應的速率表示。曲線00溫度/℃

pHvv動物體內(nèi)的酶35~40℃植物體內(nèi)的酶最適溫度40~50℃細菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大，有的可高達70℃。動物體內(nèi)的酶最適溫度動物體內(nèi)的酶最適pH6.5~8.0例外，胃蛋白酶的最適pH為1.5植物體內(nèi)的酶最適pH4.5~6.50溫度/℃

v恒溫動物體內(nèi)酶的活性不會隨著外界溫度變化而變化。0外界溫度/℃

v體外的酶體內(nèi)的酶實驗驗證用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響自變量溫度(低溫、適溫、高溫)因變量淀粉是否被催化(淀粉被催化水解的程度)無關變量淀粉和淀粉酶的量反應時間、pH等如何控制淀粉和酶在各自溫度下保溫后再混合如何檢測加入碘液，觀察顏色變化的深淺實驗驗證用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響淀粉淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時間相應溫度的淀粉和淀粉酶混合在各自所控制的溫度下保溫一段時間滴加碘液，觀察顏色變化②能否用斐林試劑對實驗結果進行檢測？①能否用過氧化氫酶和過氧化氫來探究溫度對酶活性的影響？因為過氧化氫本身受熱易分解，會對實驗結果造成干擾。該實驗的自變量是溫度，用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，這樣會干擾自變量。操作1試管2試管3試管4試管5試管6試管0℃0℃60℃60℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保溫在各自溫度下保溫5min混合將2加入1中將4加入3中將6加入5中保溫在各自溫度下保溫5min加碘液2滴2滴2滴觀察顏色淺棕色藍色藍色實驗驗證用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響殘余酶活性是指將酶在不同溫度下保溫足夠長時間,然后在最適溫度下測得的酶活性殘余酶活性在高溫淀粉酶運用到工業(yè)生產(chǎn)前，需對該酶的最佳溫度范圍進行測定。圖中的曲線①表示酶在各種溫度下酶活性相對最高酶活性的百分比。將酶在不同溫度下保溫足夠長的時間，再在酶活性最高的溫度下測其殘余酶活性，由此得到的數(shù)據(jù)為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即圖中的曲線②根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，判斷該酶使用的最佳溫度范圍是:__________60~70℃實驗驗證用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響自變量pH(低pH、適宜pH、高溫)因變量H2O2分解速率無關變量過氧化氫和過氧化氫酶量反應的時間、溫度等步驟操作試管11’22’33’1肝臟研磨液浸泡過的濾紙片/片50—50—50—空白濾紙片/片—50—50—502蒸餾水/mL22————稀鹽酸/mL——22——氫氧化鈉溶液/mL————2233%的過氧化氫溶液/mL3333334同一室溫下振蕩、搖勻，觀察濾紙片上浮的快慢空白濾紙片的目的是什么？排除pH本身對過氧化氫分解的影響實驗驗證用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響如果濾紙片上浮不明顯，可用以下裝置將反應小室旋轉180°，讓過氧化氫與濾紙片接觸每隔30s讀取量筒中水平米面刻度一次，共記錄四次。拓展：酶的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)酶的濃度調(diào)節(jié)酶的降解調(diào)節(jié)酶的合成通過激素調(diào)節(jié)酶活性酶的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)酶的活性反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性抑制劑和激活劑對酶活性的調(diào)節(jié)……酶原激活拓展：酶的調(diào)節(jié)反饋抑制調(diào)節(jié)酶活性許多小分子物質(zhì)的合成是由一連串的反應組成的，催化此物質(zhì)生成的第一步的酶往往被它們終端產(chǎn)物抑制。ABCDP(終產(chǎn)物)為P所抑制激活劑大部分是無機離子或簡單的有機化合物，如CI-是唾液淀粉酶的激活劑。酶會影響細胞代謝的過程,下列敘述正確的是()A.細胞代謝的終產(chǎn)物可反饋調(diào)節(jié)相關酶活性,進而調(diào)節(jié)代謝速度B.激素都是通過影響細胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)細胞代謝C.酶制劑可在較低的溫度和較低pH下長期保存D.酶的催化效率一定比無機催化劑高A酶原激活拓展：酶的調(diào)節(jié)1.酶原是酶的無活性前體。在特定蛋白水解酶的催化下，對酶原的膚鏈進行切割，形成酶的活性部位，變成有活性的酶，稱為酶原的激活，酶原的激活是一個不可逆的過程。2.酶原的激活參與多種生理過程，如由胰腺細胞合成的胰蛋白酶原進入小腸后，由腸肽酶催化，切除氨基端的6肽，引起剩余多肽的構象變化，形成酶的活性部位，酶原轉變?yōu)橛谢钚缘囊鹊鞍酌?。胰腺細胞胰蛋白酶原小腸腸肽酶胰蛋白酶+六肽合成分泌合成分泌腸腔酶原激活拓展：酶的調(diào)節(jié)3.消化酶以酶原的形式存在具有重要的生理意義，例如在胰中，眾多消化酶以沒有活性的酶原形式存在，可保護胰腺細胞不被其水解破壞。胰腺細胞胰蛋白酶原小腸腸肽酶胰蛋白酶+六肽合成分泌合成分泌腸腔影響酶促反應速率的因素底物產(chǎn)物酶1.底物濃度2.酶濃度酶活性3.溫度4.pH5.抑制劑6.激活劑……1.底物濃度對酶促反應速率的影響v底物濃度酶的濃度和酶的活性限制底物濃度酶濃度X酶濃度2X底物濃度25℃37℃vv底物濃度pH=5.0pH=7.0v1.底物濃度對酶促反應速率的影響底物濃度酶濃度X底物濃度25℃37℃vv該底物濃度時增加酶濃度為2X酶濃度2X該底物濃度時改變溫度為37℃2.酶濃度對酶促反應速率的影響v酶濃度底物充足v酶濃度底物充足酶活性強酶活性弱3.抑制劑對酶促反應速率的影響v底物濃度無抑制劑加競爭性抑制劑加競非爭性抑制劑競爭性抑制劑的化學結構與底物相似，因而能與底物競爭與酶活性部位的結合，當抑制劑結合于酶的活性部位后，底物被排斥在酶活性部位之外，導致酶促反應被抑制。競爭性抑制劑競爭性抑制劑的抑制作用可以通過增大底物濃度來抵消其抑制作用，酶酶抑制劑酶酶底物3.抑制劑對酶促反應速率的影響v底物濃度無抑制劑加競爭性抑制劑加競非爭性抑制劑非競爭性抑制劑的抑制作用不能通過增大底物濃度來抵消其抑制作用。非競爭性抑制劑酶可同時與底物及這類抑制劑結合，且底物和非競爭性抑制劑與酶的結合能力互不影響，但形成的三