降低化学反应活化能的酶一轮复习课件.ppt

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1、第第1讲降低化学反应活化能的酶讲降低化学反应活化能的酶必修一必修一 2015备考备考四川最新考纲四川最新考纲1酶的作用和本质酶的作用和本质()2.酶的特性酶的特性()3.实实验验：比比较较过过氧氧化化氢氢在在不不同同条条件件下下的的分分解解 探究影响酶活性的因素探究影响酶活性的因素考点考点1酶的本质和作用酶的本质和作用(5年年12考考)(2013课标课标、安徽理综、四川理综、重庆，、安徽理综、四川理综、重庆，2012天津、海南、全国，天津、海南、全国，2011全国全国)1酶的本质和作用酶的本质和作用绝大多数是绝大多数是少数是少数是合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所

2、核糖体核糖体主要是细胞核主要是细胞核来源来源一般来说，一般来说，都能产生酶都能产生酶生理功能生理功能具有具有 作用作用作用原理作用原理降低化学反应的降低化学反应的蛋白蛋白质质RNA 活活细细胞胞催化催化 活化能活化能 化学本质化学本质2.酶本质的探索酶本质的探索(连一连连一连)3酶的特性酶的特性(1)：催催化化效效率率约约是是无无机机催催化化剂剂的的1071013倍。倍。(2)：每每一一种种酶酶只只能能催催化化 化学反应。化学反应。(3)作作用用条条件件较较温温和和：在在 条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。高效性高效性 专专一性一性 一种或一一种或一类类 最适温度和最适温度和pH 特

3、别提醒特别提醒 酶与无机催化剂的相同之处：酶与无机催化剂的相同之处：(1)化学反应前后数量和性质不变。化学反应前后数量和性质不变。(2)加加快快化化学学反反应应的的速速度度，缩缩短短达达到到化化学学平平衡衡的的时间时间，但不能改变平衡点。，但不能改变平衡点。(3)都能都能降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能。思维激活思维激活甲甲、乙乙两两种种酶酶用用同同一一种种蛋蛋白白酶酶处处理理，酶酶活活性性与与处理时间的关系如右图所示，请思考：处理时间的关系如右图所示，请思考：(1)甲甲、乙乙两两种种酶酶的的化化学学本本质质是是否否相相同同？出出现现此此结果表明酶具哪种特性？结果表明酶具哪种特性？(2

4、)乙酶活性改变的机制是什么？乙酶活性改变的机制是什么？思维深化思维深化比较酶与激素比较酶与激素酶酶激素激素来源来源机体机体活细胞活细胞内分泌腺内分泌腺或具有内分泌功能的或具有内分泌功能的细胞，以及某些植物细胞细胞，以及某些植物细胞本质本质绝大多数是蛋白质，绝大多数是蛋白质，少数是少数是RNA有些是蛋白质，有些是固醇类有些是蛋白质，有些是固醇类物质，有些是多肽、氨基酸的物质，有些是多肽、氨基酸的衍生物等衍生物等生理生理功能功能催化催化作用作用调节调节作用作用作用作用部位部位细胞内或分泌到细胞细胞内或分泌到细胞外催化特定化学反应外催化特定化学反应随随体液体液传送至相应组织器官，传送至相应组织器官，

5、调节生理活动作用于靶细胞调节生理活动作用于靶细胞相同点相同点 含量少、作用大，都是高效能物质含量少、作用大，都是高效能物质考点考点2酶作用相关图像及曲线解读酶作用相关图像及曲线解读(5年年6考考)(2012福建理综，福建理综，2011海南、全国新课标，海南、全国新课标，2010全国卷全国卷)1表示酶专一性的图像和曲线解读表示酶专一性的图像和曲线解读(1)图像图像 图中图中 表示酶，表示酶，表示被催化的底物表示被催化的底物A B(2)酶专一性的曲线酶专一性的曲线在在A反反应应物物中中加加入入酶酶A，反反应应速速率率较较未未加加酶酶时时的的变变化化 是是 ，说说明明酶酶A能能催催化该反应。化该反应

6、。在在A反反应应物物中中加加入入酶酶B，反反应应速速率率和和未未加加酶酶时相同，说时相同，说 明明 。明明显显加快加快 酶酶B不能催化不能催化该该反反应应2表示酶高效性的曲线解读表示酶高效性的曲线解读(1)曲线曲线(2)解解读读：由由曲曲线线可可知知：的的催催化化效效率率更更高高；酶酶只只 ，不不改改变变化化学学反反应应的的 。因因此此，酶酶 (“能能”或或“不能不能”)改变最终生成物的量。改变最终生成物的量。酶酶比无机催化比无机催化剂剂 能能缩缩短达到化学平衡所需的短达到化学平衡所需的时间时间 平衡点平衡点 不能不能 3影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线(1)分分析析图图A、B可可知知，在在最

7、最适适宜宜的的温温度度和和pH条条件件下下，酶酶的的活活性性 。温温度度和和pH偏偏高高或偏低，酶活性都会或偏低，酶活性都会 。最高最高 明明显显降低降低(2)分分析析图图A、B中中曲曲线线的的起起点点和和终终点点有有何何特特点点？思考原因是什么？思考原因是什么？提提示示过过酸酸、过过碱碱、高高温温会会使使酶酶失失去去活活性性，而而低低温温只只是是使使酶酶的的活活性性降降低低。前前者者都都会会使使酶酶的的空空间间结结构构遭遭到到破破坏坏，而而后后者者并并未未破破坏坏酶酶的的分分子子结结构。构。(3)分分析析图图C中中的的曲曲线线可可知知反反应应溶溶液液中中pH的的变变化化 (会，不会会，不会)

8、影响酶作用的最适温度。影响酶作用的最适温度。不会不会思维激活思维激活若若将将A图图中中的的横横坐坐标标改改为为底底物物浓浓度度或或酶酶浓浓度度，曲线又该如何画呢？请在下面的坐标系中绘出曲线又该如何画呢？请在下面的坐标系中绘出提示提示1验证酶的本质验证酶的本质(1)验证酶是蛋白质验证酶是蛋白质实实验验组组：待待测测酶酶溶溶液液 是否出现紫色反应；是否出现紫色反应；对照组：标准蛋白质溶液对照组：标准蛋白质溶液 试剂试剂紫色反应。紫色反应。变量分析：自量分析：自变量量为 ；因；因变量量为 。实验结果分析：果分析：双双缩脲试剂缩脲试剂 双双缩脲缩脲 待待测测酶酶溶液和溶液和标标准蛋白准蛋白质质溶液溶液

9、 是否有紫色反是否有紫色反应应 实验组出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质实验组出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质(2)验证酶是验证酶是RNA实实验验组组：待待测测酶酶溶溶液液 试试剂剂是是否出现红色；否出现红色；对对照照组组：标标准准RNA溶溶液液 试试剂剂出现红色。出现红色。变变量量分分析析：自自变变量量为为 ；因变量为；因变量为 。实验结果分析：实验结果分析：吡吡罗红罗红 吡吡罗红罗红 待待测测酶酶溶液和溶液和标标准准RNA溶液溶液 是否出是否出现红现红色色 实验组出现红色，证明待测酶的化学本质是实验组出现红色，证明待测酶的化学本质是RNA2验证酶的催化作用验证酶的催化作用(1)实

10、实验验组组：底底物物相相应应的的酶酶液液底底物物是是否被分解；否被分解；(2)对对照照组组：底底物物 底底物物不被分解。不被分解。(3)变变量量分分析析：自自变变量量为为 ；因变量为；因变量为 。(4)实验结果分析：实验结果分析：根根据据底底物物性性质质利利用用相相应应试试剂剂检检测测，若若底底物物被分解，则证明酶具有催化作用。被分解，则证明酶具有催化作用。等量蒸等量蒸馏馏水水 相相应应的的酶酶液的有无液的有无 底物是否被分解底物是否被分解 思考：通常以什么为底物，如何检测实验结果？思考：通常以什么为底物，如何检测实验结果？3验证酶的专一性验证酶的专一性(1)方案一：用同种酶催化两种不同物质方

11、案一：用同种酶催化两种不同物质实实验验组组：反反应应物物相相应应酶酶溶溶液液反反应应物物被被分分解解；对对照照组组：另另一一反反应应物物 。(2)方案二：用两种不同酶催化同一物质方案二：用两种不同酶催化同一物质实实验验组组：反反应应物物相相应应酶酶溶溶液液反反应应物物被分解；对照组：被分解；对照组：。变变量量分分析析：方方案案一一中中的的自自变变量量为为 ，方方案案二二的的自自变变量量为为 ，因因变变量量均为均为 。等量相同等量相同酶酶溶液溶液 反反应应物不被分解物不被分解 相同反相同反应应物物 等量另一种等量另一种酶酶溶液溶液反反应应物不被分解物不被分解 反反应应物的不同物的不同 酶酶溶液的

12、不同溶液的不同 反反应应物是否被分解物是否被分解 4验证酶的高效性验证酶的高效性(案例案例比较过氧化氢在比较过氧化氢在不同条件下的分解不同条件下的分解)小、少、慢小、少、慢燃烧燃烧大、多、快大、多、快剧烈燃烧剧烈燃烧变量分析：变量分析：无机催化剂无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶和过氧化氢酶产生的气泡的数目多少表示产生的气泡的数目多少表示温度温度新鲜程度新鲜程度注意事项注意事项(1)实实验验时时必必须须用用新新鲜鲜的的、刚刚从从活活的的动动物物体体中中取取出出的的肝肝脏脏作作实实验验材材料料肝肝脏脏如如果果不不新新鲜鲜，肝肝细细胞胞内内的的过过氧氧化化氢氢酶酶等等有有机机物物就就会会在在腐腐

13、生生细细菌菌的的作作用用下下分分解解，使使组组织织中中酶酶分分子子的的数数量量减减少少且且活性降低。活性降低。(2)实实验验中中使使用用肝肝脏脏的的研研磨磨液液，可可以以加加大大肝肝细细胞胞内内过过氧氧化化氢氢酶酶与与试试管管中中过过氧氧化化氢氢的的接接触触面面积积，从而加速过氧化氢的分解。从而加速过氧化氢的分解。(3)滴滴加加氯氯化化铁铁溶溶液液和和肝肝脏脏研研磨磨液液时时不不能能共共用用一一支支滴滴管管，因因为为酶酶的的催催化化效效率率具具有有高高效效性性，少少量量酶酶带带入入FeCl3溶溶液液中中就就会会影影响响实实验验结结果果的的准准确确性性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。甚至使人

14、产生错觉，作出错误的判断。5温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响(1)原理解读原理解读温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路实验设计思路思考：能否用斐林试剂进行检测？为什么？思考：能否用斐林试剂进行检测？为什么？(3)实验设计程序实验设计程序注注意意：本本实实验验不不宜宜选选用用过过氧氧化化氢氢酶酶催催化化过过氧氧化化氢氢分分解解，因因为为过过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条

15、件下分解也会加快。6pH对酶活性的影响对酶活性的影响(1)原理解读原理解读pH影影响响酶酶的的活活性性，从从而而影影响响O2的的生生成成量量，可可用用点点燃燃但但无无火火焰焰的的卫卫生生香香燃燃烧烧的的情情况况来来检检验验O2生成量的多少。生成量的多少。(2)实验设计思路实验设计思路注意：本实验不宜选用注意：本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。典例透析典例透析【典例典例】(2012福福建建理理综综，26)大大菱菱鲆鲆是是我我国国重重要要的的海海水水经经济济鱼鱼类类。研研

16、究究性性学学习习小小组组尝尝试试对对大大菱菱鲆鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，查询资料得知，18 时时，在在不不同同pH条条件件下下大大菱菱鲆鲆消消化化道道各各部部位位蛋蛋白白酶酶活活性性如如图图1。由由图图可可知知，在在各各自自最最适适pH下下，三三种蛋白酶催化效率最高的是种蛋白酶催化效率最高的是_。(2)资资料料表表明明大大菱菱鲆鲆人人工工养养殖殖温温度度常常年年在在1518 之之间间。学学习习小小组组假假设设：大大菱菱鲆鲆蛋蛋白白酶酶的的最最适适温温度度在在1518 间间。他他们们设设置置15、16、17、18 的实验温度，探究三种酶的最

17、适温度。的实验温度，探究三种酶的最适温度。探探究究实实验验中中以以干干酪酪素素为为底底物物。干干酪酪素素的的化化学学本质是本质是_，可用，可用_试剂鉴定。试剂鉴定。胃胃蛋蛋白白酶酶实实验验组组和和幽幽门门盲盲囊囊蛋蛋白白酶酶实实验验组组的的pH应分别控制在应分别控制在_。为为了了控控制制实实验验温温度度，装装有有酶酶和和底底物物的的试试管管应应置置 于于 _中中 以以 保保 持持 恒恒 温温。单单 位位 时时 间间 内内_可以表示蛋白酶催化效率的高低。可以表示蛋白酶催化效率的高低。实实验验结结果果如如图图2，据据此此能能否否确确认认该该假假设设成成立立？_。理理由由是是：_。(3)研究还发现大

18、菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低中要注意降低_的比例，以减少对海洋的比例，以减少对海洋的污染。的污染。解析解析(1)分析图可知，在各自最适分析图可知，在各自最适pH下，幽门下，幽门盲囊蛋白酶活性最高，故其催化效率最高。盲囊蛋白酶活性最高，故其催化效率最高。(2)酶具有专一性，蛋白酶的作用底物只能是蛋白酶具有专一性，蛋白酶的作用底物只能是蛋白质。由图质。由图1可知胃蛋白酶最适可知胃蛋白酶最适pH为为2，幽门盲囊，幽门盲囊蛋白酶最适蛋白酶最适pH为为8。实验中为了控制温度常用

19、水。实验中为了控制温度常用水浴保持恒温。酶催化效率的高低常用单位时间浴保持恒温。酶催化效率的高低常用单位时间内底物消耗量或产物生成量来表示。图内底物消耗量或产物生成量来表示。图2显示随显示随着温度的提高，酶的活性逐渐升高，酶活性峰着温度的提高，酶的活性逐渐升高，酶活性峰值并未出现值并未出现，故学习小组作出的，故学习小组作出的“大菱鲆蛋白大菱鲆蛋白酶的最适温度在酶的最适温度在1518 间间”的假设不成立。的假设不成立。(3)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少，活大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少，活性低，故应减少饲料中淀粉和脂肪的比例。性低，故应减少饲料中淀粉和脂肪的比例。答案答案(1)幽门盲囊

20、蛋白酶幽门盲囊蛋白酶(2)蛋白质双缩蛋白质双缩脲脲2和和8水浴底物消耗量水浴底物消耗量(或产物生成或产物生成量量)不能据图可知随着温度提高酶活性逐不能据图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现步升高，酶活性峰值未出现(3)淀粉、脂肪淀粉、脂肪对点强化对点强化下下表表是是某某同同学学为为验验证证酶酶的的专专一一性性而而设设计计的的实实验验方方案案，ad表表示示4支支试试管管，表表示示实实验验步步骤骤。对该实验方案的有关评价，错误的是对该实验方案的有关评价，错误的是()。abcd淀粉溶液淀粉溶液 蔗糖溶液蔗糖溶液2 mL唾液淀粉酶溶唾液淀粉酶溶液液2 mL唾液淀粉酶唾液淀粉酶溶液溶液2

21、mL37 温水中水浴加热温水中水浴加热10 min将将c倒入倒入a，将，将d倒入倒入b37 温水中水浴加热温水中水浴加热10 min加入现配的斐林试剂溶液加入现配的斐林试剂溶液2 mL37 恒温水浴恒温水浴2 min观察并记录颜色变化观察并记录颜色变化A.加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量B应将斐林试剂改为碘液应将斐林试剂改为碘液C的温度设置有一处错误的温度设置有一处错误D第第步操作可以省略步操作可以省略解解析析考考查查与与酶酶有有关关的的实实验验设设计计。此此实实验验的的自自变变量量是是所所加加底底物物不不同同，酶酶量量属属于于无无关关变变量量，A项项正正确确；不不能能将将斐斐林林试试剂剂改改为为碘碘液液，因因为为其其一一碘碘液液无无法法检检测测蔗蔗糖糖，其其二二碘碘液液只只能能证证明明淀淀粉粉的的存存在在，对对淀淀粉粉没没有有被被水水解解和和淀淀粉粉未未完完全全水水解解的的检检测测结结果果不不容容易易区区分分，B项项错错误误；处处的的温温度度应应为为5065，C项项正正确确；第第步步操操作作省省略略不不影影响响实验结果，实验结果，D项正确。项正确。答案答案B真题演练真题演练提升考能提升考能