第一讲降低化学反应活化能的酶

第一讲降低化学反应活化能的酶第1页，共31页，2023年，2月20日，星期一

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能分析实验结果：第2页，共31页，2023年，2月20日，星期一催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化剂相比较，酶的作用更显著，因而催化效率更高。第3页，共31页，2023年，2月20日，星期一2.酶的催化作用反应过程能量abcd初态终态活化态无催化剂

加酶

思考(1)bd段代表的含义是什么？(2)cd段代表的含义是什么？(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则c点在纵轴上将哪移动？第4页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.右图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是(

)A．此反应为放能反应B．曲线Ⅰ表示有酶参与C．E1为反应前后能量的变化D．酶参与反应时，所降低的活化能为E4第5页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.反应P+QR,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是()t1AEBCDC时间

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

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。思考：酶都是在核糖体上合成的吗？化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有催化作用第7页，共31页，2023年，2月20日，星期一2.(2015·海南卷，4)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是(

)

A．酶的化学本质是蛋白质或RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁第8页，共31页，2023年，2月20日，星期一1．(2016·山西康杰中学等联考)下列关于酶的叙述正确的是(

)A．酶是由腺细胞合成的具有催化作用的有机物B．所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应C．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸D．消化酶在消化腺细胞内合成并分泌到细胞外的过程中共穿过0层磷脂双分子层第9页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示，请思考：(1)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么？请说出判断依据。(2)乙酶活性改变的机制是什么？其活性能否恢复？(3)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位，应加入何类酶？第10页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.温度、pH影响酶活性的曲线三、与酶有关的曲线分析第11页，共31页，2023年，2月20日，星期一2.底物浓度与反应速率其他环境条件适宜且不变：第12页，共31页，2023年，2月20日，星期一3.酶浓度与反应速率在一定范围内随着酶浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到底物浓度的限制。酶促反应速率与酶浓度成正比。

酶浓度三、与酶有关的曲线分析其他环境条件适宜且不变底物一定的条件下在底物充足的条件下第13页，共31页，2023年，2月20日，星期一4.表示酶高效性的曲线三、与酶有关的曲线分析（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。第14页，共31页，2023年，2月20日，星期一5、表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。三、与酶有关的曲线分析第15页，共31页，2023年，2月20日，星期一6.综合（1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。（2）当pH改变时，最适温度保持不变。三、与酶有关的曲线分析第16页，共31页，2023年，2月20日，星期一判断第17页，共31页，2023年，2月20日，星期一对点小练2.(2013·课标Ⅱ，6)关于酶的叙述，错误的是(

)A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物第18页，共31页，2023年，2月20日，星期一高考常考的酶及其作用归纳(1)DNA聚合酶：将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链(2)DNA连接酶：将两个DNA片段连接起来(3)RNA聚合酶：将单个的核糖核苷酸连接成链，并能够在转录时打开DNA碱基对间的氢键(4)解旋酶：在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对之间的氢键(5)ATP水解酶：能打开远离腺苷的高能磷酸键(6)ATP合成酶：能连接远离腺苷的高能磷酸键(7)限制性核酸内切酶：识别特定的核苷酸序列，从固定的切点切开磷酸二酯键(8)蛋白酶：将蛋白质的部分肽键切断，得到不同的肽链和氨基酸(9)纤维素酶、果胶酶：水解纤维素、果胶，破坏植物细胞壁第19页，共31页，2023年，2月20日，星期一对点小练(2016·江西师大附中月考)如图曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(

)A．增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变B．B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现c所示变化C．酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示D．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素第20页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.(2016·江苏卷，8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(

)A．1号管为对照组，其余不都是实验组B．2号管为对照组，其余都为实验组C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D．若4号管不显橙红色，表明白菜梗中无过氧化物酶解析管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222－－－222－2－－322－－2－422－－－2第21页，共31页，2023年，2月20日，星期一已知2H2O2=2H2O+O2↑,可以通过观察反映过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCL3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。实验步骤第22页，共31页，2023年，2月20日，星期一（2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是____________________________

由此可得出的结论是________________________________________________________（2） 如果仅将实验中的恒温水浴改为800C,重做上述实验，O2释放的速度最快的是_____________，原因是_____________________________________________第23页，共31页，2023年，2月20日，星期一2.（12分）现有一种细菌M，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌M（要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不做要求；实验条件适宜）请回答：（1）实验思路：…………（2）预测实验结果（设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线）；

（3）测定总酶浓度时，应对细胞做_________处理。第24页，共31页，2023年，2月20日，星期一3.动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸酶，能专一催化1mol谷氨酸分解为1mol－氨基丁酸和1molCO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图1和图2。图1产物CO2浓度随时间变化曲线图2酶催化反应速率随酶浓度变化曲线（注：酶浓度固定）（注：反应物浓度过量）第25页，共31页，2023年，2月20日，星期一请根据以上实验结果，回答下列问题：（1）在图1中画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酸酶的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图1中分别画出理想条件下CO2

浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。

(3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酸酶按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一定量的重金属离子后，请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。第26页，共31页，2023年，2月20日，星期一管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1步骤21011带胚25℃保温24h后去除种子，在各试管中分别加入1mL淀粉液25℃保温10min后各试管中分别加入1mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅＋＋2011去胚＋＋＋＋30.210.8去胚＋＋40.410.6去胚＋50.410.6不加种子＋＋＋＋第27页，共31页，2023年，2月20日，星期一3．(2013·课标Ⅱ，29)已知大麦在萌发过程中可以产生α­淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α­淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。回答下列问题：(1)α­淀粉酶催化______________水解可生成二糖，该二糖是__________________。(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是_________________________________________________________________________________________________________。管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1步骤21011带胚25℃保温24h后去除种子，在各试管中分别加入1mL淀粉液25℃保温10min后各试管中分别加入1mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅＋＋2011去胚＋＋＋＋30.210.8去胚＋＋40.410.6去胚＋50.410.6不加种子＋＋＋＋

淀粉

麦芽糖

少

带胚的种子保温后能够产生α－淀粉酶，使淀粉水解第28页，共31页，2023年，2月20日，星期一3．(2013·课标Ⅱ，29)已知大麦在萌发过程中可以产生α­淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α­淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：注：实验结果中“＋”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。回答下列问题：(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是____________________________________。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明____________________________________。诱导