第一講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第一講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一

分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一催化劑可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而且與無機(jī)催化劑相比較，酶的作用更顯著，因而催化效率更高。第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一2.酶的催化作用反應(yīng)過程能量abcd初態(tài)終態(tài)活化態(tài)無催化劑

加酶

思考(1)bd段代表的含義是什么？(2)cd段代表的含義是什么？(3)若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則c點(diǎn)在縱軸上將哪移動(dòng)？第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.右圖表示某反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，有酶參與和無酶參與的能量變化，則下列敘述正確的是(

)A．此反應(yīng)為放能反應(yīng)B．曲線Ⅰ表示有酶參與C．E1為反應(yīng)前后能量的變化D．酶參與反應(yīng)時(shí)，所降低的活化能為E4第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.反應(yīng)P+QR,曲線E表示在沒有酶時(shí)此反應(yīng)的過程。在t1時(shí)，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。則表示此反應(yīng)進(jìn)程的曲線是()t1AEBCDC時(shí)間

[R][P]×[Q]第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一酶的概念

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。思考：酶都是在核糖體上合成的嗎？化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體主要是細(xì)胞核來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有催化作用第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一2.(2015·海南卷，4)關(guān)于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯(cuò)誤的是(

)

A．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAB．脲酶能夠?qū)⒛蛩胤纸獬砂焙虲O2C．蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D．纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1．(2016·山西康杰中學(xué)等聯(lián)考)下列關(guān)于酶的敘述正確的是(

)A．酶是由腺細(xì)胞合成的具有催化作用的有機(jī)物B．所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測(cè)都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng)C．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸D．消化酶在消化腺細(xì)胞內(nèi)合成并分泌到細(xì)胞外的過程中共穿過0層磷脂雙分子層第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，請(qǐng)思考：(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？請(qǐng)說出判斷依據(jù)。(2)乙酶活性改變的機(jī)制是什么？其活性能否恢復(fù)？(3)欲讓甲、乙兩種酶的變化趨勢(shì)換位，應(yīng)加入何類酶？第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.溫度、pH影響酶活性的曲線三、與酶有關(guān)的曲線分析第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一2.底物濃度與反應(yīng)速率其他環(huán)境條件適宜且不變：第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一3.酶濃度與反應(yīng)速率在一定范圍內(nèi)隨著酶濃度的增加，反應(yīng)速率也增加，但達(dá)到一定濃度后不再增加，原因是受到底物濃度的限制。酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

酶濃度三、與酶有關(guān)的曲線分析其他環(huán)境條件適宜且不變底物一定的條件下在底物充足的條件下第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一4.表示酶高效性的曲線三、與酶有關(guān)的曲線分析（1）催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能縮短達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡所需時(shí)間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一5、表示酶專一性的曲線加入酶B的反應(yīng)速率與無酶條件下的反應(yīng)速率相同，而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增大明顯加快，說明酶B對(duì)此反應(yīng)無催化作用，進(jìn)一步說明酶具有專一性。三、與酶有關(guān)的曲線分析第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一6.綜合（1）縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩的越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢。（2）當(dāng)pH改變時(shí)，最適溫度保持不變。三、與酶有關(guān)的曲線分析第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一判斷第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)點(diǎn)小練2.(2013·課標(biāo)Ⅱ，6)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)C．酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一高考?？嫉拿讣捌渥饔脷w納(1)DNA聚合酶：將單個(gè)的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成鏈(2)DNA連接酶：將兩個(gè)DNA片段連接起來(3)RNA聚合酶：將單個(gè)的核糖核苷酸連接成鏈，并能夠在轉(zhuǎn)錄時(shí)打開DNA堿基對(duì)間的氫鍵(4)解旋酶：在DNA分子復(fù)制過程中打開DNA堿基對(duì)之間的氫鍵(5)ATP水解酶：能打開遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵(6)ATP合成酶：能連接遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵(7)限制性核酸內(nèi)切酶：識(shí)別特定的核苷酸序列，從固定的切點(diǎn)切開磷酸二酯鍵(8)蛋白酶：將蛋白質(zhì)的部分肽鍵切斷，得到不同的肽鏈和氨基酸(9)纖維素酶、果膠酶：水解纖維素、果膠，破壞植物細(xì)胞壁第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)點(diǎn)小練(2016·江西師大附中月考)如圖曲線b表示在最適溫度和pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析正確的是(

)A．增大pH，重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，A、B點(diǎn)位置都不變B．B點(diǎn)后，升高溫度，酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)c所示變化C．酶量增加后，圖示反應(yīng)速率可用曲線a表示D．反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一1.(2016·江蘇卷，8)過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．1號(hào)管為對(duì)照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組B．2號(hào)管為對(duì)照組，其余都為實(shí)驗(yàn)組C．若3號(hào)管顯橙紅色，無需對(duì)照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D．若4號(hào)管不顯橙紅色，表明白菜梗中無過氧化物酶解析管號(hào)1%焦性沒食子酸/mL2%H2O2/mL緩沖液/mL過氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL1222－－－222－2－－322－－2－422－－－2第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一已知2H2O2=2H2O+O2↑,可以通過觀察反映過程中O2的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論，并回答問題。

實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCL3溶液，0.01%牛過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。實(shí)驗(yàn)步驟第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是____________________________

由此可得出的結(jié)論是________________________________________________________（2） 如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為800C,重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放的速度最快的是_____________，原因是_____________________________________________第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一2.（12分）現(xiàn)有一種細(xì)菌M，能夠合成某種酶，并能分泌到細(xì)胞外。為了研究其培養(yǎng)時(shí)間與細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化關(guān)系，請(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料寫出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)材料：若干個(gè)培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)液、細(xì)菌M（要求與說明：實(shí)驗(yàn)僅設(shè)一組；實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、用具及操作不做要求；實(shí)驗(yàn)條件適宜）請(qǐng)回答：（1）實(shí)驗(yàn)思路：…………（2）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)系，并繪制預(yù)測(cè)的細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線）；

（3）測(cè)定總酶濃度時(shí)，應(yīng)對(duì)細(xì)胞做_________處理。第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一3.動(dòng)物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酸酶，能專一催化1mol谷氨酸分解為1mol－氨基丁酸和1molCO2。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(duì)該酶的催化反應(yīng)過程進(jìn)行研究，結(jié)果見圖1和圖2。圖1產(chǎn)物CO2濃度隨時(shí)間變化曲線圖2酶催化反應(yīng)速率隨酶濃度變化曲線（注：酶濃度固定）（注：反應(yīng)物濃度過量）第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問題：（1）在圖1中畫出反應(yīng)過程中谷氨酸濃度隨時(shí)間變化的曲線（請(qǐng)用“1”標(biāo)注）。（2）當(dāng)一開始時(shí)，將混合物中谷氨酸脫羧酸酶的濃度增加50%或降低反應(yīng)溫度10℃，請(qǐng)?jiān)趫D1中分別畫出理想條件下CO2

濃度隨時(shí)間變化的曲線（請(qǐng)用“2”標(biāo)注酶濃度增加后的變化曲線，用“3”標(biāo)注溫度降低后的變化曲線），并分別說明原因。

(3）重金屬離子能與谷氨酸脫羧酸酶按比例牢固結(jié)合，不可解離，迅速使酶失活。在反應(yīng)物濃度過量的條件下，向反應(yīng)混合物中加入一定量的重金屬離子后，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出酶催化反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線（請(qǐng)用“4”標(biāo)注），并說明其原因。第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一管號(hào)GA溶液緩沖液水半粒種子10個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果步驟1步驟21011帶胚25℃保溫24h后去除種子，在各試管中分別加入1mL淀粉液25℃保溫10min后各試管中分別加入1mL碘液，混勻后觀察溶液顏色深淺＋＋2011去胚＋＋＋＋30.210.8去胚＋＋40.410.6去胚＋50.410.6不加種子＋＋＋＋第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一3．(2013·課標(biāo)Ⅱ，29)已知大麥在萌發(fā)過程中可以產(chǎn)生α-淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液處理大麥可使其不用發(fā)芽就產(chǎn)生α-淀粉酶。為驗(yàn)證這一結(jié)論，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：注：實(shí)驗(yàn)結(jié)果中“＋”越多表示顏色越深，表中液體量的單位均為mL?；卮鹣铝袉栴}：(1)α-淀粉酶催化______________水解可生成二糖，該二糖是__________________。(2)綜合分析試管1和2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷反應(yīng)后試管1溶液中的淀粉量比試管2中的________，這兩支試管中淀粉量不同的原因是_________________________________________________________________________________________________________。管號(hào)GA溶液緩沖液水半粒種子10個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果步驟1步驟21011帶胚25℃保溫24h后去除種子，在各試管中分別加入1mL淀粉液25℃保溫10min后各試管中分別加入1mL碘液，混勻后觀察溶液顏色深淺＋＋2011去胚＋＋＋＋30.210.8去胚＋＋40.410.6去胚＋50.410.6不加種子＋＋＋＋

淀粉

麥芽糖

少

帶胚的種子保溫后能夠產(chǎn)生α－淀粉酶，使淀粉水解第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期一3．(2013·課標(biāo)Ⅱ，29)已知大麥在萌發(fā)過程中可以產(chǎn)生α-淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液處理大麥可使其不用發(fā)芽就產(chǎn)生α-淀粉酶。為驗(yàn)證這一結(jié)論，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：注：實(shí)驗(yàn)結(jié)果中“＋”越多表示顏色越深，表中液體量的單位均為mL?；卮鹣铝袉栴}：(3)綜合分析試管2、3和5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明在該實(shí)驗(yàn)中GA的作用是____________________________________。(4)綜合分析試管2、3和4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明____________________________________。誘導(dǎo)