課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶.ppt

1、第9課時(shí) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶,本節(jié)要點(diǎn),掌握酶的本質(zhì)、作用、特性及影響酶活性的因素；能設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)探究影響酶活性的因素,斯帕蘭扎尼實(shí)驗(yàn) 過程： 現(xiàn)象： 推測(cè)： 證明： 本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明：,問題探討,肉塊放入小金屬籠內(nèi)，讓鷹吞下,肉塊消失了,是胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)將肉塊分解了,收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解,胃具有化學(xué)消化的作用,一. 酶的作用,酶在細(xì)胞代謝中的作用,概念：細(xì)胞內(nèi)全部有序的化學(xué)變化的總稱。 場(chǎng)所：活細(xì)胞（主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）,細(xì)胞代謝：,細(xì)胞代謝離不開酶的催化,實(shí)驗(yàn)：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(shù)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(fù)燃,不復(fù)燃,變亮,復(fù)燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應(yīng)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(fù)燃,不復(fù)燃,變亮,復(fù)燃,過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣,反應(yīng)條件,無關(guān)變量,對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組,其他生物材料中也含有過氧化氫酶,C,C,酶在細(xì)胞代謝中的作用,正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫

3、和的條件下快速進(jìn)行。,各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)： 加熱： Fe3+： 酶：,提高分子的能量,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,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,反應(yīng)物,產(chǎn)物,活化能,反應(yīng)進(jìn)程,能量,催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用,反應(yīng)物,產(chǎn)物,活化能,反應(yīng)進(jìn)程,能量,.,酶的作用： 同無機(jī)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(yīng)PQR。右圖中實(shí)線表示在沒有酶時(shí)此反應(yīng)的進(jìn)程。在t1時(shí)，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。圖中表示此反應(yīng)進(jìn)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(yīng)曲線，表示沒有酶催化的反應(yīng)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(xì)胞,具有生物催化作用,是,有機(jī)物。,產(chǎn)生的一類,大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。,二、酶的本質(zhì),的,酶的概念,思考？,酶與蛋白質(zhì)、激素的關(guān)系？,蛋白質(zhì),激素,酶,注意：酶、激素和維生素的比較,A,B,C,酶、蛋白質(zhì)、激素的關(guān)系圖解,酶、激素、維生素比較,酶：活細(xì)胞產(chǎn)生 催化作用（細(xì)胞內(nèi)或外） 激素：內(nèi)分泌腺或具分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生 調(diào)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(guān)于蛋白酶的敘述，不正確的是（ ）,蛋白酶是蛋白質(zhì) 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(zhì)酶的穩(wěn)定性,C,關(guān)于酶的正確與錯(cuò)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(yīng) 的速率，不改變反應(yīng)平衡常 數(shù)。酶催化反應(yīng)前后自身數(shù) 量和性質(zhì)不發(fā)生變化。,蛋白質(zhì)變性的條件下，酶都會(huì)喪失活性。相比而言，無機(jī)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(qiáng)。,高溫、低溫、過酸和過堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？,不同。 過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)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(fù)。,問題討論？,D,【點(diǎn)評(píng)】 酶的化學(xué)本質(zhì)不同于無機(jī)催化劑。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)酶是蛋白質(zhì)。過酸、過堿或溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。本題能加深學(xué)生對(duì)“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(zhì),底物量一定，底物已被消耗盡,(3),在pH2時(shí)酶已經(jīng)失活,不變,C,四、影響酶促反應(yīng)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(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。,在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化,B,C,右圖某酶在不同處理?xiàng)l件（a、b、c）下催化某反應(yīng)生成物的量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，解讀此圖可獲得的信息是（ ） A.三個(gè)處理中b是此酶促反應(yīng)的最適條件 B.三個(gè)處理?xiàng)l件的差異不可能是酶制劑的量不同 C.三個(gè)處理?xiàng)l件的差異可能是反應(yīng)底物的量不同 D.三個(gè)處理?xiàng)l件的差異很可能是處理溫度的不同,例：有關(guān)某種淀粉酶的實(shí)驗(yàn)，處理方式及結(jié)果如下表及下圖所示。根據(jù)結(jié)果判斷， 下列敘述正確的是（）,A甲物質(zhì)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(huì)失去活性,有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(yīng)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(lán)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(hào)試管,2號(hào)試管,3號(hào)試管,加入唾液淀粉酶1mL，振蕩反應(yīng)約5min,試管各加入2mL淀粉溶液,藍(lán)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(huì)影響酶的活性,藍(lán)色,探究

9、溫度對(duì)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(hào)試管,2號(hào)試管,3號(hào)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(duì)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(huì)影響酶的活性,【思考感悟】在設(shè)計(jì)“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵 的一步是什么？ 在酶與反應(yīng)底物接觸前就應(yīng)該用相應(yīng)的自變量處理酶和 反應(yīng)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(yīng)用前景。某同學(xué)正在設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)以探究溫度對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作順序,（2）在此實(shí)驗(yàn)中，因變量可以用碘液和斐林試劑檢測(cè)，兩種試劑各與何種物質(zhì)反應(yīng)生色？檢測(cè)的是底物還是產(chǎn)物？,碘液與淀粉反應(yīng)，碘液檢測(cè)的是底物；斐林試劑與還原性糖反應(yīng)，檢測(cè)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(shè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表，請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)紙上繪

11、圖反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,例2（廣東）動(dòng)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(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）,（1)在圖1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）。,請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問題：,10,30,物質(zhì)濃度（mmol/L),時(shí)間（分）,（2）當(dāng)一開始時(shí)，將混合物中谷氨酸脫羧

12、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。,圖,參考答案：當(dāng)谷氨酸脫竣酶的濃度增加50%時(shí)，見曲線2，其原因：酶量增加50%，酶催化反應(yīng)速率相應(yīng)提高，反應(yīng)完成所需時(shí)間減少。 當(dāng)溫度降低10時(shí)，見曲線3，其原因：溫度降低，酶催化反應(yīng)速率下降，但 酶并不失活，反應(yīng)完成所需時(shí)間增加。,(3）重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結(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)混合物中加人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

13、（請(qǐng)用4標(biāo)注），并說明其原因。,酶濃度,圖,催化反應(yīng)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(dāng)加人的酶量使重金屬離子完全與酶結(jié)合后，繼續(xù)加人的酶開始表現(xiàn)酶活力，此時(shí)酶的催化反應(yīng)速率與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。,例3： 為驗(yàn)證PH對(duì)唾液淀粉酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)如下： （1）操作步驟：在15號(hào)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(yīng)的緩沖液3.00ml，使各試管中反應(yīng)液的pH依次穩(wěn)定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。分別向15號(hào)試管中加入0.5%唾液1ml ，然后進(jìn)行37恒溫水浴。反應(yīng)過程中，每隔1min從第號(hào)試管中取出一滴反應(yīng)液，滴在比色板上，加1滴碘液顯色，待呈橙黃色時(shí)，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色，記錄結(jié)果。 （）結(jié)果見下表：,（“”表示藍(lán)色程度）,請(qǐng)回答： （）實(shí)驗(yàn)