第10課時降低化學反應活化能的酶

降低化學反應活化能的酶01酶的概念與本質酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質，少部分酶是RNA。酶可以在細胞內外發(fā)生作用，如消化酶、呼吸酶常見酶：DNA酶、聚合酶、解旋酶、光合作用酶等等。01酶的概念與本質化學本質絕大多數(shù)是蛋白質少數(shù)是RNA元素組成C、H、O、N、(S)C、H、O、N、P合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核來源一般來說，活細胞都能產生作用場所細胞內、外及生物體外均能發(fā)揮作用RNA酶唾液淀粉酶02酶的作用原理酶-底物復合物1）鎖鑰學說：認為整個酶分子的天然構象具有剛性結構，酶表面具有特定的形狀。E與S的結合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。2）誘導契合學說：酶表面并沒有一種與底物互補的固定形狀，而只是由于底物的誘導才形成了互補形狀,從而有利于底物的結合。。酶酶-底物復合物02酶的作用原理酶能降低化學反應所需的活化能活化能指分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量02酶的作用原理酶并未供給反應物能量，只是降低了反應物反應的活化能，從而使處于容易發(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)的反應物分子增多。03酶的作用特點1.專一性只有特定形狀的底物才能和酶結合，如:過氧化氫酶、胰蛋白酶等酶的專一性：一種酶只能催化一種或一類化學反應底物濃度反應速率底物A+酶A底物A+酶B只有酶A能催化底物A參與的反應，說明酶具有專一性03酶的作用特點1.專一性歸納總結具有專一性的物質歸納03酶的作用特點2.高效性bacd反應過程能量初態(tài)（反應物）終態(tài)（產物）活躍狀態(tài)E1：無催化劑

E2：無機催化劑E3：有機催化劑（酶）E1E2E3▲與無機催化劑相比，酶能更顯著地降低反應的活化能，從而使反應更有效地進行abc時間產物濃度加酶不加催化劑加無機催化劑酶只能縮短達到平衡的時間，不能改變平衡點03酶的作用特點3.酶的作用條件溫和淀粉酶37℃戶外植物中的某種酶最適溫度15℃ABCAB：在一定溫度范圍內，酶促反應速率隨溫度的升高而加快B：在最適溫度時，酶促反應速率最快BC：超過最適溫度，酶促反應速率隨溫度升高而減慢，直至酶失活。（區(qū)間）注意：①低溫降低酶活性，但不會破壞酶分子結構，溫度適宜時，酶的催化作用可以恢復。②低溫下酶空間結構穩(wěn)定,所以酶一般在低溫條件下保存。③在強酸強堿下，都是破壞酶的結構。03酶的作用特點歸納總結酶促反應特點的探究實驗①驗證酶的高效性

②驗證酶的專一性③探究溫度對酶活性的影響④探究PH對酶活性的影響

⑥探究底物濃度對酶促反應速率的影響⑦探究酶濃度對酶促反應速率的影響分組編號對照組實驗組說明1號2號3號4號相同處理2mL過氧化氫溶液無關變量不同處理常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液自變量氣泡產生不明顯少量較多大量因變量衛(wèi)生香復燃不復燃不復燃變亮復燃結果過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣驗證酶的高效性03酶的作用特點歸納總結酶促反應特點的探究實驗驗證酶的專一性方案一酶相同、底物不同①底物1+酶溶液②等量底物2+等量相同酶溶液方案二底物相同、酶不同①底物+酶溶液1②等量相同底物+等量酶溶液2實驗步驟一取兩支試管，編號1、2二1號試管中加入2mL淀粉溶液2號試管中加入2mL蔗糖溶液三加入淀粉酶溶液2滴，振蕩，試管下半部分浸入60℃的水浴中，反應5min。四加入斐林試劑→振蕩→60℃水浴2min實驗現(xiàn)象磚紅色沉淀無變化結論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解實驗步驟一取兩支試管，編號1、2二向兩支試管中各加入2mL淀粉溶液三1號試管加入2滴淀粉酶溶液2號試管加入2滴蔗糖酶溶液四反應5min后，向兩支試管中加入等量的碘液實驗現(xiàn)象不變藍變藍結論淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。不選碘液鑒定的原因是什么？能不能用斐林試劑鑒定？03酶的作用特點歸納總結酶促反應特點的探究實驗探究溫度對酶活性的影響實驗步驟一1號2號3號二各加入2mL淀粉溶液三0℃保溫60℃保溫100℃保溫三加入0℃保溫的淀粉酶2滴加入60℃保溫的淀粉酶2滴加入100℃保溫的淀粉酶2滴四在各自的溫度條件下反應約5min五各加入兩滴碘液→振蕩實驗現(xiàn)象藍色不變藍藍色結論溫度對酶的活性有影響，溫度偏低或偏高都會降低酶活性思考：①為何不選斐林試劑鑒定？實驗要嚴格控制溫度，斐林試劑需加熱H2O2常溫常壓可分解，加熱分解更快②實驗材料可不可以選H2O2?03酶的作用特點歸納總結酶促反應特點的探究實驗探究溫度對酶活性的影響實驗步驟一1號2號3號二各加入肝臟研磨液2滴三加蒸餾水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH三各加入3%過氧化氫2mL四反應約5min，記錄氣泡產生情況實驗現(xiàn)象幾乎無氣泡較多氣泡幾乎無氣泡結論過酸、過堿會影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高思考：為什么選肝臟研磨液，而不選淀粉酶？酸性條件下淀粉會分解04影響酶促反應速率的因素☆酶促反應速率與酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反應速率表示。04影響酶促反應速率的因素酶濃度[E]反應速率底物充足1.酶濃度在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正相關。a底物有限bcN酶濃度反應速率0ab：在一定的酶濃度范圍內（0-N），隨酶濃度的增加，反應速率增加b：當酶濃度增大到某一值時（N），反應速率達到最大值，不再增加酶濃度較低，底物沒有完全被酶結合底物完全被酶結合ab限制因素：bc的限制因素：酶濃度底物濃度04影響酶促反應速率的因素2.底物濃度abcM酶濃度一定底物濃度[S]反應速率Oab：在一定底物濃度范圍內（0，M），隨底物濃度的增加，反應速率增加b：當?shù)孜餄舛仍龃蟮侥骋恢禃r（M），反應速率達到最大值，不再增加酶沒有完全被底物結合酶完全被底物結合bc限制因素：酶濃度ab限制因素：底物濃度思考：再加入一定量的酶，曲線應該怎么變？04影響酶促反應速率的因素產物濃度③O時間②①曲線②：在①的基礎上，酶濃度增加一倍曲線③：在①的基礎上，反應物濃度增加一倍激活劑、金屬離子、抑制劑等04影響酶促反應速率的因素如胃蛋白酶原進入胃腔后，在HCl作用下，從酶原分子中脫去一個小分子肽段后，轉變成有活性的胃蛋白酶。知識拓展酶的激活指有些酶在合成和初分泌時，不表現(xiàn)有催化活性，這種無活性狀態(tài)的酶的前身物稱為酶原。酶原在一定條件下，受某種因素的作用，酶原分子的部分肽鍵被水解，使分子結構發(fā)生改變，形成酶的活性中心，無活性的酶原轉化成有活性的酶稱酶原的激活。有活性無活性04影響酶促反應速率的因素知識拓展酶的抑制1.不可逆抑制：金屬離子導致的變性2.可逆抑制：競爭性抑制劑

非競爭性抑制劑競爭性抑制劑結合到酶的活性位點，與底物競爭并減少反應速率。非競爭抑制劑與活性位點以外的位點結合，改變酶的形狀并降低反應速率。04影響酶促反應速率的因素知識拓展酶的抑制2.可逆抑制：競爭性抑制劑

非競爭性抑制劑競爭性抑制：由于它們的分子相似性，競爭性抑制劑能夠與底物競爭酶上的結合位點。競爭性抑制劑的作用取決于抑制劑和底物的相對濃度。04影響酶促反應速率的因素知識拓展酶的抑制--抑制劑對酶動力學的影響PS：能將就講，不講就刪05隨堂練習例1.（多選）下列關于酶的說法正確的是()A.酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應呈紫色B.酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸C.淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會導致淀粉酶活性發(fā)生變化D.在適宜的溫度、pH等條件下，酶的催化及信息傳遞功能最強E.酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物F.酶的合成均需要經過轉錄和翻譯G.RNA聚合酶具有識別作用H.酶通過提供反應所需的活化能提高反應速率I.蛋白酶能催化不同的蛋白質水解，因此酶不具有專一性J.酶是由具有分泌功能的細胞產生的EG05隨堂練習例2.溫度會影響酶促反應速率，其作用機理可用下圖坐標曲線表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示溫度對酶空間結構的影響，c表示酶促反應速率與溫度的關系。下列說法正確的是()A.隨著溫度的升高，底物分子具有的活化能增加B.處于曲線c中1、2位點酶分子活性是相同的C.酶促反應速率是底物分子的能量與酶空間結構共同作用的結果D.酶適于低溫保存，原因是底物分子的能量低C①溫度升高，反應物分子所具有的能量增加，反應速度加快?！綼】②酶分子本身具有熱變性，會隨溫度的升高而發(fā)生空間結構的改變。溫度升的越高，酶變性的速率越快，升到一定程度，酶將完全失活?！綽】③曲線c是曲線a與曲線b的綜合題后總結溫度對酶促反應速率的影響的兩個方面例3.（多選）如圖曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示反應物A在無催化劑條件和有酶催化條件下生成產物P所需的能量變化過程。下列相關敘述錯誤的是（）A.bc段表示在有酶條件下反應發(fā)生需要的活化能B.ac段表示在無催化劑條件下反應發(fā)生需要的活化能C.該圖所示反應過程中有能量的釋放D.若將酶改為無機催化劑，則b將向下移動E.若改變反應的溫度，隨著溫度的降低，酶促反應的活化能下降F.若僅增加反應物A的量，則圖中曲線的原有形狀均發(fā)生改變例4.如圖為適宜溫度下，pH對人體內兩種酶作用的影響。下列相關敘述錯誤的是（）05隨堂練習DEFA.pH從2逐步上升到8的過程中，酶Ⅱ活性逐步增強B.不同酶對pH的耐受范圍不相同C.酶Ⅰ、酶Ⅱ可以對應人體的胃蛋白酶、胰蛋白酶D.若適當升高溫度，圖中曲線趨勢基本不變A例5.如圖所示為影響酶促反應的溫度、pH和底物濃度與反應速率關系的曲線圖，下列相關敘述錯誤的是()A.影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pHB.甲曲線中，a點與b點限制酶促反應速率的因素不相同C.乙曲線中，d點與f點酶的空間結構都被破壞且不能恢復D.丙曲線中，g點時對應因素升高，酶的活性不能到達h點例6.很久以前，勤勞的中國人就發(fā)明了制飴(麥芽糖)技術，這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。下列敘述正確的是（）A.麥芽含有淀粉酶，不含麥芽糖B.麥芽糖由葡萄糖和果糖結合而成C.55～60℃保溫可抑制該過程中細菌的生長D.麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低05隨堂練習CC例7.為探究影響酶活性的因素、驗證酶的專一性和高效性等，某同學設計了4套方案，如表所示。05隨堂練習B方案催化劑底物pH溫度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白塊中性室溫②淀粉酶淀粉、蔗糖適宜適宜③蛋白酶蛋白質適宜不同溫度④過氧化氫酶、氯化鐵溶液過氧化氫強酸性室溫下列相關敘述正確的是（）A.方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類B.方案②的目的是驗證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測C.方案③的目的是驗證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測D.方案④的目的是驗證酶的高