課時降低化學反應活化能的酶.ppt

1、第9課時 降低化學反應活化能的酶,本節(jié)要點,掌握酶的本質、作用、特性及影響酶活性的因素；能設計 實驗探究影響酶活性的因素,斯帕蘭扎尼實驗 過程： 現(xiàn)象： 推測： 證明： 本實驗能證明：,問題探討,肉塊放入小金屬籠內，讓鷹吞下,肉塊消失了,是胃內的化學物質將肉塊分解了,收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解,胃具有化學消化的作用,一. 酶的作用,酶在細胞代謝中的作用,概念：細胞內全部有序的化學變化的總稱。 場所：活細胞（主要在細胞質基質）,細胞代謝：,細胞代謝離不開酶的催化,實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解,2 H2O2 2 H2O + O2,理論原理,技術原理,比較過氧化

2、氫在不同條件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,肝臟研磨液,2滴,2滴,不明顯,少量,較多,大量,不復燃,不復燃,變亮,復燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應條件,比較過氧化氫在不同條件下的分解速率,2ml,2ml,2ml,2ml,3%,3%,3%,3%,常溫,90,FeCl3,肝臟研磨液,2滴,2滴,不明顯,少量,較多,大量,不復燃,不復燃,變亮,復燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應條件,無關變量,對照組,實驗組,其他生物材料中也含有過氧化氫酶,C,C,酶在細胞代謝中的作用,正是由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫

3、和的條件下快速進行。,各條件使反應加快的本質： 加熱： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化學反應的活化能,更顯著地降低化學反應的活化能,分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能,反應物,產(chǎn)物,活化能,反應進程,能量,催化劑在化學反應中的作用,反應物,產(chǎn)物,活化能,反應進程,能量,.,酶的作用： 同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。,降低活化能 催化作用,1.有一種酶催化反應PQR。右圖中實線表示在沒有酶時此反應的進程。在t1時，將催化此反應的酶加于反應混合物中。圖中表示此反應進行過程的曲線是( )。（P、Q、R分別代表P、Q、R的濃度）。

4、 A. 曲線A B. 曲線B C. 曲線C D. 曲線D,C,2.下列圖中，表示有酶催化的反應曲線，表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。正確的圖解是（ ）,C,B,3.,酶是一類生物催化劑,活細胞,具有生物催化作用,是,有機物。,產(chǎn)生的一類,大部分酶是蛋白質，也有少數(shù)是RNA。,二、酶的本質,的,酶的概念,思考？,酶與蛋白質、激素的關系？,蛋白質,激素,酶,注意：酶、激素和維生素的比較,A,B,C,酶、蛋白質、激素的關系圖解,酶、激素、維生素比較,酶：活細胞產(chǎn)生 催化作用（細胞內或外） 激素：內分泌腺或具分泌功能的細胞產(chǎn)生 調節(jié)作用 維生素：一般不能合成，只能從食物中攝取 多數(shù)是酶

5、輔助因子的組成成份,高效,微量 高效,關于蛋白酶的敘述，不正確的是（ ）,蛋白酶是蛋白質 蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病 蛋白酶可以水解所有的肽鍵 利用酶工程可以提高蛋白質酶的穩(wěn)定性,C,關于酶的正確與錯誤說法:,C,1.酶具有高效性,三、酶的特性,2.酶具有專一性,3.酶的作用條件溫和,酶的一般通性：只改變反應 的速率，不改變反應平衡常 數(shù)。酶催化反應前后自身數(shù) 量和性質不發(fā)生變化。,蛋白質變性的條件下，酶都會喪失活性。相比而言，無機催化劑則不易受影響，如同樣加熱到100 ，過氧化氫酶早已失去活性，而Fe3仍可起催化作用。但要注意的是，低溫僅是抑制酶的活性，隨溫度的升高(最適溫度以下)酶的活

6、性逐漸增強。,高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質相同嗎？,不同。 過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活； 低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復。,問題討論？,D,【點評】 酶的化學本質不同于無機催化劑。酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質。過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。本題能加深學生對“酶的作用條件較溫和”的理解。而下面的變式題是從不同方面來考查酶的特性。,蛋白質,底物量一定，底物已被消耗盡,(3),在pH2時酶已經(jīng)失活,不變,C,四、影響酶促反應速率的因素：,1、溫度,3、酶的濃度：,4、底

7、物濃度：,酶量一定,2、pH,反應速率隨酶濃度的升高而加快。,在一定濃度范圍內，反應速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應速率不再變化,B,C,右圖某酶在不同處理條件（a、b、c）下催化某反應生成物的量和反應時間的關系，解讀此圖可獲得的信息是（ ） A.三個處理中b是此酶促反應的最適條件 B.三個處理條件的差異不可能是酶制劑的量不同 C.三個處理條件的差異可能是反應底物的量不同 D.三個處理條件的差異很可能是處理溫度的不同,例：有關某種淀粉酶的實驗，處理方式及結果如下表及下圖所示。根據(jù)結果判斷， 下列敘述正確的是（）,A甲物質是淀粉酶抑制劑 B此種淀粉酶較適合在 40的環(huán)境下起作用 C此

8、種淀粉酶在中性環(huán)境中 的作用速度比堿性中的快 D此種淀粉酶在作用35分 鐘后便會失去活性,有關酶的實驗設計與分析,各加入唾液淀粉酶1mL ，振蕩，試管下半部浸入37左右的水中，反應5min,加入2mL蔗糖溶液,加斐林試劑,振蕩,約沸水浴2min,加入2mL淀粉溶液,藍色,無變化,棕色,磚紅色沉淀,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。,探究酶的特性：專一性,1號試管,2號試管,3號試管,加入唾液淀粉酶1mL，振蕩反應約5min,試管各加入2mL淀粉溶液,藍色,保持0冰水中,加熱至100,加熱至37,各加入兩滴碘液,振蕩,無明顯現(xiàn)象,酶需要適宜的溫度，過高或過低都 會影響酶的活性,藍色,探究

9、溫度對淀粉酶活性的影響,如果加入的不是碘液，而是斐林試劑，可不可以？,1號試管,2號試管,3號試管,加2ml水,3支試管各加入1mL唾液淀粉酶溶液,磚紅色沉淀,各加入2ml淀粉溶液，并在37 下水浴,3支試管分別加入2ml斐林試劑，邊加試劑邊振蕩，沸水浴2min，觀察顏色變化,無明顯變化,無明顯變化,探究pH對淀粉酶活性的影響,加2mlHCl,加2mlNaOH,酶需要適宜的PH值，過高或過低都 會影響酶的活性,【思考感悟】在設計“影響酶活性的條件”實驗中最關鍵 的一步是什么？ 在酶與反應底物接觸前就應該用相應的自變量處理酶和 反應底物。,C,D,例1(08年高考廣東卷)生產(chǎn)中使用的普通淀粉酶的

10、最適溫度在4060之間，而極端耐熱淀粉酶在100仍能保持較高的活性，因此具有更為廣泛的應用前景。某同學正在設計一個實驗以探究溫度對兩種淀粉酶活性的影響，其中有些問題需要你的幫助。,（1）此實驗中除自變量和因變量外，還需要考慮 、 及 等因素。,底物（淀粉液）的濃度和數(shù)量,pH,添加試劑的量、實驗操作順序,（2）在此實驗中，因變量可以用碘液和斐林試劑檢測，兩種試劑各與何種物質反應生色？檢測的是底物還是產(chǎn)物？,碘液與淀粉反應，碘液檢測的是底物；斐林試劑與還原性糖反應，檢測的是產(chǎn)物。,50%,100%,酶活性,50,100,溫度/,普通淀粉酶,耐熱淀粉酶,3）假設實驗結果如下表，請在給出的坐標紙上繪

11、圖反映實驗結果。,例2（廣東）動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酶，能專一催化1 mol谷氨酸分解為1 mol氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小組從小鼠的腦中得到該酶后，在谷氨酸起始濃度為10mmol/L ,最適溫度、最適pH值的條件下，對該酶的催化反應過程進行研究，結果見圖1和圖2。,圖1產(chǎn)物CO2濃度隨時間變化曲線圖 2酶催化反應速率隨酶濃度 變化曲線 （注：酶濃度固定） （注：反應物濃度過量）,（1)在圖1畫出反應過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線（請用1標注）。,請根據(jù)以上實驗結果，回答下列問題：,10,30,物質濃度（mmol/L),時間（分）,（2）當一開始時，將混合物中谷氨酸脫羧

12、酶的濃度增加50%或降低反應溫度10，請在圖1中分別畫出理想條件下CO2 濃度隨時間變化的曲線（請用2標注酶濃度增加后的變化曲線，用3標注溫度降低后的變化曲線），并分別說明原因。,圖,參考答案：當谷氨酸脫竣酶的濃度增加50%時，見曲線2，其原因：酶量增加50%，酶催化反應速率相應提高，反應完成所需時間減少。 當溫度降低10時，見曲線3，其原因：溫度降低，酶催化反應速率下降，但 酶并不失活，反應完成所需時間增加。,(3）重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結合，不可解離，迅速使酶失活。在反應物濃度過量的條件下，向反應混合物中加人一定量的重金屬離子后，請在圖2中畫出酶催化反應速率隨酶濃度變化的曲線

13、（請用4標注），并說明其原因。,酶濃度,圖,催化反應速率mmol/分,見曲線4。原因：一定量的重金屬離子使一定量的酶失活，當加人的酶量使重金屬離子完全與酶結合后，繼續(xù)加人的酶開始表現(xiàn)酶活力，此時酶的催化反應速率與酶濃度變化的直線關系不變。,例3： 為驗證PH對唾液淀粉酶活性的影響，實驗如下： （1）操作步驟：在15號試管中分別加入0.5%淀粉液2ml。加完淀粉液后，向各試管中加入相應的緩沖液3.00ml，使各試管中反應液的pH依次穩(wěn)定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。分別向15號試管中加入0.5%唾液1ml ，然后進行37恒溫水浴。反應過程中，每隔1min從第號試管中取出一滴反應液，滴在比色板上，加1滴碘液顯色，待呈橙黃色時，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色，記錄結果。 （）結果見下表：,（“”表示藍色程度）,請回答： （）實驗