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1、第第1 1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶二 酶的特性复习：1、人体细胞内时刻进行上百万次的化学反应，这些化学反应在常温常压下为何能如此快速、高效、有序、顺利进行的呢？2、化学反应需要提供能量，使参加化学反应的分子从常态变为活跃状态，那么酶是否提供了能量而加快了反应速率呢？3、酶的本质？酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物3443少量肝脏研磨液说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。107 1013 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。酶具
2、有高效性的意义：一、酶具有高效性时间平衡点加入酶加入无机催化剂未加无机催化剂、酶思考1.口腔里有唾液淀粉酶，但塞进牙缝里的肉丝两口腔里有唾液淀粉酶，但塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。这说明酶具有什么特性？天后还没被消化。这说明酶具有什么特性？专一性方案一：用同一种酶催化不同物质方案二：用不同酶催化同一种物质底物1底物2底物3只有相应的一种底物能反应+一种酶同种底物 +只有相应的一种酶能催化反应酶1酶2酶3验证酶的专一性验证酶的专一性 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均属还原性糖。还原性糖能够与
3、斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用序号序号 项目项目试管试管 1 12 21 1质量分数为质量分数为3%3%的可溶性淀粉溶液的可溶性淀粉溶液2 2质量分数为质量分数为3%3%的蔗糖溶液的蔗糖溶液3 3质量分数为质量分数为2%2%的新鲜淀粉酶溶液的新鲜淀粉酶溶液4 46060温水保温温水保温5 5加斐林试剂加斐林试剂6 6盛有热水的大烧杯中盛有热水的大烧杯中7 7观察实验结果观察实验结果结论结论2mL2mL/2mL 振荡振荡5 min5 min1m
4、L 1mL 振荡振荡1 min1 min有砖红色沉淀有砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解探究探究实践实践 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用能不能用碘液来进行检测呢？保证蔗糖的纯度和新鲜程度是关键不能，因为两者都不会变蓝。2mL 振荡振荡步骤步骤项目项目1 12 23 34 41 1加淀粉溶液加淀粉溶液2mL2mL2 2加蔗糖溶液加蔗糖溶液2mL2mL3 3加淀粉酶加淀粉酶1mL1mL5 5保温保温各自在60下保温5min6 6加斐林试剂加斐林试剂各加入2mL斐林试剂7 7沸水浴加热沸水浴加热
5、沸水浴1min8 8观察颜色观察颜色无无砖红色色有有砖红色色无无砖红色色无无砖红色色改进实验设计：改进实验设计：实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解；即酶具有专一性。步骤步骤项目项目1 12 23 34 45 56 61 1加淀粉溶液加淀粉溶液2mL2mL2mL2 2加蔗糖溶液加蔗糖溶液2mL2mL2mL3 3加淀粉酶加淀粉酶1mL1mL4 4加蔗糖酶加蔗糖酶1mL1mL5 5保温保温各自在60下保温5min6 6加斐林试剂加斐林试剂各加入2mL斐林试剂7 7沸水浴加热沸水浴加热沸水浴1min8 8观察颜色观察颜色无无砖红色色 有有砖红色色 无无砖红色色 无无砖红色色 无无砖红色
6、色 有有砖红色色改进实验设计：改进实验设计：实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解；蔗糖酶只能催化蔗糖水解，不能催化淀粉水解。即酶具有专一性。二、酶具有专一性v每一种酶只能催化 化学反应。一种或一类 v酶的专一性的意义：使细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行。v目前发现的酶有 8000 多种,它们分别催化不同的化学反应。系统集成P60典例1B典例2A1.锁匙学说 P85A：酶B：反应底物C、D：产物A、B、C哪个是催化剂？二、酶具有专一性酶有一定的空间酶有一定的空间结构，酶在反应中与结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的和锁的关系，它们的空间结构必
7、须相互结空间结构必须相互结合形成复合物才能发合形成复合物才能发生反应生反应2.诱导契合学说“诱导契合”学说指出，酶并不是事先就以一种与底物互补的形状存在,而是在受到诱导之后才形成互补的形状。底物一旦结合上去,就能诱导酶蛋白的构象发生相应的变化,从而使酶和底物契合而形成酶-底物络合物，并引起底物发生反应。反应结束当产物从酶上脱落下来后，酶的活性中心又恢复了原来的构象。答案：B【例1】如图表示一个反应过程，则图中的A、B、C分别表示 （）A.淀粉、淀粉酶、葡萄糖 B.麦芽糖、麦芽糖酶、葡萄糖 C.蔗糖、蔗糖酶、果糖 D.乳糖、乳糖酶、葡萄糖【例2】能水解脂肪酶的酶是 （）A.淀粉酶 B.蛋白酶 C
8、.脂肪酶 D.麦芽糖酶答案：B思考思考3.3.为什么感冒发烧了会不想吃饭；加酶洗衣粉的包装袋为什么感冒发烧了会不想吃饭；加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围。上，往往注明这种洗衣粉的适用温度范围。由此看来，哪些由此看来，哪些因素可能会影响酶的特性？酶为什么这么娇气？如何通过实因素可能会影响酶的特性？酶为什么这么娇气？如何通过实验来验证我们的猜想呢？验来验证我们的猜想呢？序号项目试管1231淀粉溶液 1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60 沸水冰水4碘液12滴12滴12滴5实验现象以上设计是否有错误？以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;
9、二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。探究温度对淀粉酶活性的影响序号项目试管1231淀粉溶液 1ml1ml1ml2温度60 沸水冰水3淀粉酶1ml1ml1ml4碘液12滴12滴12滴5实验现象探究温度对淀粉酶活性的影响无明显现象蓝色蓝色 除了注意对照实验设计原则，还要注意实验的顺序，如果有时间，实验组可等梯度多做几组，得出的结果更准确。1.1.能不能用能不能用H H2 2O O2 2溶液来进行温度实验呢？溶液来进行温度实验呢？不能不能，因为过氧化氢酶催化的底物，因为过氧化氢酶催化的底物H2O2在加热的条在加热的条件下分解也会加快。件下分解也会加快。2.2.能不能用斐林试剂？能不能用斐林试剂？小
10、结 （1）温度影响酶促反应速率在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；达到最适温度时，酶的活性最高；达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度时，随着温度的继续升高，超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐渐下降。酶的活性逐渐下降。温度过高会使酶的空间结构遭到破坏温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，蛋白，蛋白质变性质变性,使酶永久失活使酶永久失活,低温只是酶活性降低低温只是酶活性降低，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性还可以空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性还可以升高。酶制剂适于在升高。酶制剂适于在0 044保存。保存。每种酶都有自己
11、的每种酶都有自己的最适温度最适温度，动物：动物：35-4035-40,植物植物40-5040-50；细菌、真菌体内的酶；细菌、真菌体内的酶最适温差别较大，可高达最适温差别较大，可高达7070。1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡23min试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH7pH=12pH2将带火星的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响为什么不用淀粉酶和淀粉来探究为什么不用淀粉酶和淀粉来探究pH对酶活性的影响？对酶活性的影响？因为酸性条件促进淀粉水解。因为酸性条件促进淀粉水解
12、。小结 （2）PH影响酶促反应速率在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；达到最适pH时，酶的活性最高；超过最适pH时，随着pH的继续升高，酶的活性逐渐下降。过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，蛋白质变性,使酶永久失活。在最适合的pH下，酶的活性最高。（胃蛋白酶最适pH值为1.5，胰液为8-9,小肠液7.6，唾液6.2-7.4)。温度对酶促反应的影响曲线pH对酶促反应的影响曲线三.酶的作用条件较温和总结归纳酶的特性：总结归纳酶的特性：1.具有高效性具有高效性2.具有专一性具有专一性3.作用条件较温和作用条件较温和要有合适的温度要有合适的温度要有合适的要有合适的pH系统集成P63典例1（
13、1）B（2）加快（3）不变 60条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加（4）蛋白质或RNA 高效性、专一性、作用条件温和典例2B在其他条件适宜且酶量一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度的增大而加快，当反应物浓度达到一定值时，所有的酶与反应物结合，酶促反应速率达到最大，再继续增大反应物浓度，酶促反应速率不再增加在反应物充足且其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关A竞争性抑制剂竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时(如甲图A所示)，酶可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子，其中竞争性抑制剂与
14、底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。酶的抑制剂的作用机理如甲图B、C所示，乙图表示在不同条件下底物浓度与反应速率的关系(1)由甲、乙两图可知，影响酶促反应速率的因素有 。(2)乙图是探究不同种类抑制剂对相同酶促反应速率表示对照组的实验的影响曲线。其中曲线 结果。请列举两个实验中的无关变量 、等(3)乙图中曲线 表示非竞争性抑制剂和酶结合后的反应速率变化，这是因为这种抑制剂与酶结合后，所以增加底物浓度仍不能提高反应速率。答案(1)酶抑制剂、底物浓度(2)a 酶的种类 酶的含量(3)c 能改变酶的构型，使酶不能再与底物结合 影响酶促反应的因素影响酶促反应（有酶参与催化的化学反应）的因素有哪些？影响酶促反应（有酶参与催化的化学反应）的因素有哪些？温度、温度、PHPH、酶的抑制剂和激活剂、酶浓度、底物浓度酶的抑制剂和激活剂、酶浓度、底物浓度