第8講降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一輪復(fù)習(xí)第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

酶在代謝中的作用

酶的特性及相關(guān)實驗探究

影響酶促反應(yīng)速率的因素一酶在代謝中的作用

一、細(xì)胞代謝1.概念細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝2.條件細(xì)胞代謝離不開酶3.意義細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)細(xì)胞中能量釋放、儲存和利用的途徑一酶在代謝中的作用發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活酵母細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用李比希畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納1926年用丙酮作溶劑提取出了刀豆種子中的脲酶，并證明了脲酶是蛋白質(zhì)切赫、奧爾特曼20世紀(jì)80年代，少數(shù)RNA也具有生物催化功能巴斯德之前一酶在代謝中的作用1.酶本質(zhì)的探究一酶在代謝中的作用1.酶本質(zhì)的探究一酶在代謝中的作用2.酶的本質(zhì)和功能細(xì)胞核蛋白質(zhì)RNA氨基酸或核糖核苷酸酶與激素比較酶激素產(chǎn)生幾乎所有的活細(xì)胞只有內(nèi)分泌細(xì)胞本質(zhì)絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，極少數(shù)為RNA蛋白質(zhì)、多肽、固醇、氨基酸衍生物作用機(jī)制唯一的作用為催化，即降低化學(xué)反應(yīng)的活化能作為信號分子，作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞去向改變細(xì)胞代謝情況，反應(yīng)前后其性質(zhì)和數(shù)量均不改變，可多次利用發(fā)揮作用后被滅活[歸納]高中階段學(xué)過的酶①Na+-K+泵同時具有催化和運(yùn)輸?shù)墓δ?？正確，Na+-K+泵催化ATP水解和運(yùn)輸離子②

溶酶體-水解酶吞噬細(xì)胞溶酶體合成的水解酶可以分解病原體？錯誤，溶酶體內(nèi)的酶是在核糖體形成的。③消化相關(guān)酶a.胃蛋白酶：最適pH1.5，屬于分泌蛋白b.唾液淀粉酶：最適溫度37，將淀粉水解為麥芽糖[歸納]高中階段學(xué)過的酶④酪氨酸酶催化酪氨酸合成黑色素，人體衰老時，酪氨酸酶活性降低，導(dǎo)致頭發(fā)變白。白化病人缺乏酪氨酸酶，是一種常隱。[歸納]高中階段學(xué)過的酶⑤

遺傳中相關(guān)的酶DNA酶：解旋酶：DNA聚合酶：RNA聚合酶：DNA連接酶將DNA水解為脫氧核苷酸[艾弗里用到]DNA復(fù)制時斷開氫鍵，解開雙鏈DNA復(fù)制時催化單個脫氧核苷酸形成磷酸二酯鍵轉(zhuǎn)錄時解旋DNA，催化核糖核苷酸形成磷酸二酯鍵基因工程時催化脫氧核苷酸片段形成磷酸二酯鍵[可能涉及]端粒酶端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)組成，該酶能結(jié)合到端粒上，以自身的RNA為模板合成端粒DNA的一條鏈。所以端粒酶中的蛋白質(zhì)實際是___________酶。逆轉(zhuǎn)錄酶[歸納]高中階段學(xué)過的酶⑥

脲酶：分解尿素的酶，專一性強(qiáng)。是第一個被分離提純的酶。廣泛分布于植物的種子中，但以大豆、刀豆中含量豐富。也存在于動物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。⑦

制備果汁時，為了使果汁出汁率高，應(yīng)加入果膠酶溶菌酶破壞細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽聚糖。胰蛋白酶可用于動物細(xì)胞工程中分散細(xì)胞，作用同膠原蛋白酶⑧

植物體細(xì)胞雜交時，如何去除細(xì)胞壁？纖維素酶和果膠酶一酶在代謝中的作用3.酶的作用機(jī)理①表示無酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。②表示有酶催化時反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是

段。③表示酶降低的活化能是

段。ACBCAB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。一、酶的特性1.酶的高效性

無機(jī)催化劑酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能高效性催化作用縮短二、酶的特性2.酶的專一性（1）每一種酶只能催化____________化學(xué)反應(yīng)。（2）物理模型一種或一類

酶被A催化的底物

B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)二酶的特性（3）酶專一性的曲線酶A能催化________參與的反應(yīng)，酶B不能催化底物甲參與的反應(yīng)，說明酶具有專一性。底物甲二酶的特性二酶的特性3、作用條件較溫和曲線解讀：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；_________________等條件會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；

條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。高溫、過酸、過堿低溫思考：如何保存酶？三影響酶促反應(yīng)速率的因素1、溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響乙曲線分析：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH＝7或8時，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；反應(yīng)溶液pH的變化________(填“影響”或“不影響”)酶作用的最適溫度。不影響除溫度、PH和底物濃度等外，還有哪些因素影響酶促反應(yīng)的速率？三影響酶促反應(yīng)速率的因素2、底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響底物濃度酶濃度和酶活性成正比酶促反應(yīng)速率酶活性溫度pH激活劑抑制劑底物濃度酶濃度影響強(qiáng)調(diào)：底物濃度和酶濃度通過影響底物與酶的接觸來影響反應(yīng)速率，不會影響酶活性三影響酶促反應(yīng)速率的因素三影響酶促反應(yīng)速率的因素2、調(diào)節(jié)劑對酶促反應(yīng)速率的影響①激活劑：提高酶活性的物質(zhì)，稱為酶的激活劑。選擇性必修3P77三影響酶促反應(yīng)速率的因素2、調(diào)節(jié)劑對酶促反應(yīng)速率的影響②抑制劑：抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制抑制與酶結(jié)合時，就阻止了底物與酶結(jié)合，如果底物與酶結(jié)合也會阻止抑制與酶結(jié)合。A.競爭性抑制劑：抑制劑與底物競爭酶。B.非競爭性抑制劑：抑制劑與底物不存在競爭關(guān)系。抑制劑與酶的活性中心以外的部位結(jié)合，從而使酶的活性中心結(jié)構(gòu)改變，阻止了酶與底物結(jié)合。如果酶與活性中心結(jié)合，使抑制劑結(jié)合部位的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而阻止抑制與酶結(jié)合。1.如圖曲線乙表示在最適溫度、最適pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析下列說法正確的是(

)BA.增大pH后重復(fù)該實驗，A、B點位置均會上升B.酶濃度降低后，圖示反應(yīng)速率可用曲線甲表示C.酶濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速率的主要因素D.若B點后升高溫度，將呈現(xiàn)曲線丙所示變化【課堂檢測】酶的特性：（1）高效性：酶具有催化作用，同無機(jī)催化劑相比，催化效率更高。證明酶具有高效性的實驗：《比較過氧化氫在不同條件下的分解》（2）專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。證明酶具有專一性的實驗：《淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用》（3）作用條件較溫和：證明酶具有專一性的實驗：《探究溫度、pH對酶活性的影響》四、酶的相關(guān)實驗探究1.比較過氧化氫在不同條件下的分解——驗證酶的高效性（1）實驗原理

可用__________________________的情況來檢驗O2的生成速率。點燃但無火焰的衛(wèi)生香復(fù)燃二酶的相關(guān)實驗探究1.比較過氧化氫在不同條件下的分解——驗證酶的高效性（2）實驗設(shè)計與現(xiàn)象分析對照少量促進(jìn)過氧化氫分解較多過氧化氫酶復(fù)燃明顯

降低活化能的作用更顯著更高無機(jī)催化劑FeCl3過氧化氫酶產(chǎn)生的氣泡數(shù)目的多少溫度二酶的相關(guān)實驗探究1.比較過氧化氫在不同條件下的分解——驗證酶的高效性（3）實驗變量與對照分析(4)實驗結(jié)論①②對照，說明加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率；①④對照，說明酶具有__________；③④對照，說明酶具有________。催化作用高效性二酶的相關(guān)實驗探究1.比較過氧化氫在不同條件下的分解——驗證酶的高效性2.探究酶的專一性①實驗思路：不同底物+相同酶；相同底物+不同酶②[?？糫實驗材料和檢測×麥芽糖及其水解產(chǎn)物都是還原糖，乙B組無法檢驗丙A.蔗糖+蔗糖酶B.淀粉+蔗糖酶甲A.蔗糖+蔗糖酶B.蔗糖+淀粉酶乙A.蔗糖+蔗糖酶B.麥芽糖+蔗糖酶丁A.蔗糖+淀粉酶B.淀粉+淀粉酶注意：蔗糖和蔗糖的分解產(chǎn)物均不能和碘液反應(yīng)，碘液無法檢測蔗糖是否分解，只能用斐林試劑檢測。二酶的相關(guān)實驗探究3.探究溫度對酶活性的影響①實驗材料：淀粉和淀粉酶，不宜選用H2O2和H2O2酶，為什么？H2O2本身在不同溫度分解速率不同②自變量：溫度③無關(guān)變量：pH，底物和酶的濃度④因變量：單位時間內(nèi)淀粉的減少量(加碘液后)藍(lán)色的深淺思考：本實驗不宜選用斐林試劑檢測，為什么？斐林試劑檢測需要水浴加熱，該實驗嚴(yán)格控制溫度二酶的相關(guān)實驗探究4.探究pH對酶活性的影響①實驗材料：H2O2和H2O2酶思考：本實驗不宜選用淀粉和淀粉酶，為什么？酸性條件下淀粉本身分解速度加快②自變量：pH③無關(guān)變量：溫度，底物或酶的濃度，反應(yīng)時間等④因變量：氣泡產(chǎn)生速率或點燃衛(wèi)生香燃燒情況二酶的相關(guān)實驗探究【設(shè)計方案】

5.探究酶的最適溫度和最適PH二酶的相關(guān)實驗探究

底物的分解量(或剩余量)或產(chǎn)物的生成量（1）實驗思路（2）結(jié)果檢測5.探究酶的最適溫度（最適pH）梯度法：設(shè)置等溫度（或pH）梯度的多個實驗組，通過檢測各組實驗中酶促反應(yīng)速率來確定最適溫度（或pH)的范圍。

最適pH是8；適宜溫度是35℃最適溫度是45℃；適宜pH是7二酶的相關(guān)實驗探究【特提醒】①在探究pH對酶活性的影響實驗中，不能選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結(jié)果。②在探究pH對酶活性的影響實驗中，宜先保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。①探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應(yīng)物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間，再進(jìn)行混合。②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該實驗中需嚴(yán)格控制溫度。③探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應(yīng)物，因為H2O2易分解，加熱條件下其分解會加快，氧氣的產(chǎn)生速率增加，并不能準(zhǔn)確反映酶活性的變化。

（1）試劑檢測法從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。6、驗證酶的本質(zhì)項目實驗組對照組材料待測酶溶液(等量)已知蛋白液試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色結(jié)論實驗組呈現(xiàn)紫色說明該酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白