高三生物一轮复习课件21降低化学反应活化能的酶（第2课时）

降低化学反应活化能的酶第13讲一轮复习第2课时（共2课时）知识点25：酶的特性（与无机催化剂相比）特性含义原因曲线意义实验验证高效性与无机催化剂相比催化效率高显著降低化学反应的活化能保证细胞内及时的物质和能量代谢过氧化氢在不同条件的分解专一性催化一种或一类反应底物的结构与的酶活性中心相吻合(诱导契合)使细胞代谢能够有条不紊的进行淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温和性温和的条件(温度和pH)低温活性被抑制高温、过酸或过碱酶失活保证了细胞代谢在温和条件下进行淀粉酶(不同温度下催化)过氧化氢酶(不同pH下催化)知识点25：酶的特性（与无机催化剂相比）特性意义高效性保证细胞内及时的物质和能量代谢专一性使细胞代谢能够有条不紊的进行温和性保证了细胞代谢在温和条件下进行细胞中的各类化学反应能有序进行酶在细胞中的分布①光合作用有关的酶分布在叶绿体内②呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内……保证一、高效性含义与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。原因酶能显著降低化学反应的活化能。无机催化剂降低的活化能酶降低活化能的作用更显著酶降低的活化能能量反应过程曲线时间产物生成量反应平衡点酶无机催化剂没有催化剂①①与②对照说明酶具有高效性①与③对照不能说明酶具有高效性催化剂不能改变反应的平衡点，只能加快到达平衡点(缩短到达平衡点的时间)底物剩余量时间②③①②③酶无机催化剂没有催化剂反应平衡点比较过氧化氢在不同条件下的分解组别对照组实验组1号试管3号试管4号试管过氧化氢浓度浓度3%3%3%剂量剂量2mL2mL2mL反应条件常温FeCl32滴肝脏研磨液2滴结果产生气泡无气泡较多大量卫生香燃烧情况不复燃变亮复燃Fe3+能加快过氧化氢分解的速率过氧化氢酶加快过氧化氢分解的速率空白对照实验验证酶具有高效性二、专一性含义每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①专一性高如：①脲酶除了催化尿素分解，对其他化学反应也不起作用。

②碳酸酐酶只能作用于碳酸不同的酶专一性高低不同。②专一性低如：①胰凝乳蛋白酶不仅能够水解蛋白质还能水解酯。②RuBP羧化/加氧酶既能催化RuBP与CO2反应也能催化RuBP与O2反应。原因ABBAACDACDACDABBC+D酶AEF图1图2表示如下（图1和图2）A表示酶，因为：____________________________________。反应前后结构没有改变图1中B、E、F三种底物同时存在时，酶只催化底物B，原因是：__________________________________________________________底物B的结构与酶的结构吻合，能够结合在一起酶与底物结合后，其结构会发生改变，当产物释放后，酶的结构又恢复原状，可重新与新的底物结合(重复利用)。曲线底物A浓度反应速率加酶A加酶B或不加酶底物Ｂ浓度反应速率加酶Ｂ加酶Ａ或不加酶酶Ａ只能催化底物Ａ不能催化底物Ｂ酶Ｂ只能催化底物Ｂ不能催化底物Ａ淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验验证自变量底物的种类(淀粉、蔗糖)因变量底物是否被催化(是否产生还原糖)无关变量淀粉、蔗糖和酶的量反应的温度等。步骤项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液——2注入蔗糖溶液——3注入新鲜的淀粉酶溶液4保温5加斐林试剂6水浴加热7观察颜色变化2mL2mL2mL2mL60℃保温5min各加入2mL沸水浴1min砖红色无砖红色淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验验证能否用碘液对实验结果进行检测？不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解三、温和性含义溶液的温度和pH都对酶活性有影响。与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。原因过酸、过碱、高温低温酶的空间结构破坏酶永久失活酶的空间结构稳定酶活性抑制(可恢复)酶在适宜温度和适宜pH下活性最高。酶制剂在____________________条件下保存。低温和适宜的pH长时间酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。曲线00温度/℃

pHvv动物体内的酶35~40℃植物体内的酶最适温度40~50℃细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的可高达70℃。动物体内的酶最适温度动物体内的酶最适pH6.5~8.0例外，胃蛋白酶的最适pH为1.5植物体内的酶最适pH4.5~6.50温度/℃

v恒温动物体内酶的活性不会随着外界温度变化而变化。0外界温度/℃

v体外的酶体内的酶实验验证用淀粉酶探究温度对酶活性的影响自变量温度(低温、适温、高温)因变量淀粉是否被催化(淀粉被催化水解的程度)无关变量淀粉和淀粉酶的量反应时间、pH等如何控制淀粉和酶在各自温度下保温后再混合如何检测加入碘液，观察颜色变化的深浅实验验证用淀粉酶探究温度对酶活性的影响淀粉淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间相应温度的淀粉和淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间滴加碘液，观察颜色变化②能否用斐林试剂对实验结果进行检测？①能否用过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，这样会干扰自变量。操作1试管2试管3试管4试管5试管6试管0℃0℃60℃60℃100℃100℃加淀粉2mL—2mL—2mL—加淀粉酶—2mL—2mL—2mL保温在各自温度下保温5min混合将2加入1中将4加入3中将6加入5中保温在各自温度下保温5min加碘液2滴2滴2滴观察颜色浅棕色蓝色蓝色实验验证用淀粉酶探究温度对酶活性的影响残余酶活性是指将酶在不同温度下保温足够长时间,然后在最适温度下测得的酶活性残余酶活性在高温淀粉酶运用到工业生产前，需对该酶的最佳温度范围进行测定。图中的曲线①表示酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即图中的曲线②根据图中的数据，判断该酶使用的最佳温度范围是:__________60~70℃实验验证用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响自变量pH(低pH、适宜pH、高温)因变量H2O2分解速率无关变量过氧化氢和过氧化氢酶量反应的时间、温度等步骤操作试管11’22’33’1肝脏研磨液浸泡过的滤纸片/片50—50—50—空白滤纸片/片—50—50—502蒸馏水/mL22————稀盐酸/mL——22——氢氧化钠溶液/mL————2233%的过氧化氢溶液/mL3333334同一室温下振荡、摇匀，观察滤纸片上浮的快慢空白滤纸片的目的是什么？排除pH本身对过氧化氢分解的影响实验验证用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响如果滤纸片上浮不明显，可用以下装置将反应小室旋转180°，让过氧化氢与滤纸片接触每隔30s读取量筒中水平米面刻度一次，共记录四次。拓展：酶的调节调节酶的浓度调节酶的降解调节酶的合成通过激素调节酶活性酶的调节调节酶的活性反馈抑制调节酶活性抑制剂和激活剂对酶活性的调节……酶原激活拓展：酶的调节反馈抑制调节酶活性许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质生成的第一步的酶往往被它们终端产物抑制。ABCDP(终产物)为P所抑制激活剂大部分是无机离子或简单的有机化合物，如CI-是唾液淀粉酶的激活剂。酶会影响细胞代谢的过程,下列叙述正确的是()A.细胞代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢速度B.激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢C.酶制剂可在较低的温度和较低pH下长期保存D.酶的催化效率一定比无机催化剂高A酶原激活拓展：酶的调节1.酶原是酶的无活性前体。在特定蛋白水解酶的催化下，对酶原的肤链进行切割，形成酶的活性部位，变成有活性的酶，称为酶原的激活，酶原的激活是一个不可逆的过程。2.酶原的激活参与多种生理过程，如由胰腺细胞合成的胰蛋白酶原进入小肠后，由肠肽酶催化，切除氨基端的6肽，引起剩余多肽的构象变化，形成酶的活性部位，酶原转变为有活性的胰蛋白酶。胰腺细胞胰蛋白酶原小肠肠肽酶胰蛋白酶+六肽合成分泌合成分泌肠腔酶原激活拓展：酶的调节3.消化酶以酶原的形式存在具有重要的生理意义，例如在胰中，众多消化酶以没有活性的酶原形式存在，可保护胰腺细胞不被其水解破坏。胰腺细胞胰蛋白酶原小肠肠肽酶胰蛋白酶+六肽合成分泌合成分泌肠腔影响酶促反应速率的因素底物产物酶1.底物浓度2.酶浓度酶活性3.温度4.pH5.抑制剂6.激活剂……1.底物浓度对酶促反应速率的影响v底物浓度酶的浓度和酶的活性限制底物浓度酶浓度X酶浓度2X底物浓度25℃37℃vv底物浓度pH=5.0pH=7.0v1.底物浓度对酶促反应速率的影响底物浓度酶浓度X底物浓度25℃37℃vv该底物浓度时增加酶浓度为2X酶浓度2X该底物浓度时改变温度为37℃2.酶浓度对酶促反应速率的影响v酶浓度底物充足v酶浓度底物充足酶活性强酶活性弱3.抑制剂对酶促反应速率的影响v底物浓度无抑制剂加竞争性抑制剂加竞非争性抑制剂竞争性抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竞争与酶活性部位的结合，当抑制剂结合于酶的活性部位后，底物被排斥在酶活性部位之外，导致酶促反应被抑制。竞争性抑制剂竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用，酶酶抑制剂酶酶底物3.抑制剂对酶促反应速率的影响v底物浓度无抑制剂加竞争性抑制剂加竞非争性抑制剂非竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。非竞争性抑制剂酶可同时与底物及这类抑制剂结合，且底物和非竞争性抑制剂与酶的结合能力互不影响，但形成的三