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1、降低化学反应活化能的酶 一、降低化学反应活化能的酶 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化 学反应，统称为细胞代谢。 新陈代谢：生物体与外界环境发生的物质和 能量的交换以及生物体内的物质和能量的 转化，统称为新陈代谢。 一、酶的发现及其本质的探索 1酶的发现 1773年：斯帕兰札尼发现 胃具有 的作用。 1836年：施旺提取出了 。 1926年：萨姆纳提取出 结晶和证实 其 成分是 。 化学性消化 胃蛋白酶 脲脲酶 蛋白质质 20世纪30年代：某些科学家指出酶是一类具 有 的蛋白质。 20世纪80年代：切赫和奥特曼发现 也具有生物催化作用。 生物催化作用 少数RNA 2.酶本质的探索： 巴斯德
2、之前： 巴斯德： 李比希： 毕希纳： 萨姆纳： 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞 而不是细胞中的某些物质在起作用 发酵是纯化学反应，与生命活 动无关 酶是蛋白质 引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物 质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能起作用 酵母细胞中的某些物质能在酵母细胞 破碎后起催化作用，就像在活酵母细 胞中一样 全面而准确的说法：酶是活细 胞产生的有催化作用的有机物（绝 大多数蛋白质和少量RNA)。 切赫和奥特曼发现少数RNA 也具有生物催化功能。 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。下列分 析错误的是 A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解 B.甲酶是不可能
3、具有催化功能的RNA C.乙酶的化学本质为蛋白质 D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 二、酶的本质、产生部位、功能和特征 1.酶的产生部位、本质、功能和特性 酶：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中 绝大多数酶是蛋白质（少量的是RNA）。 在细胞内外或 生物 体外都 可起作用 细 胞 代 谢 淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖 脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪 酸 蛋白酶将蛋白质水解为多肽 过氧化氢酶将过氧化氢分解为氧和水 高中课本中出现的酶：其化学本质都为蛋白质 遗 传 、 基 因 工 程 DNA酶水解DNA为脱氧核苷酸 DNA聚合酶催化复制过程合成互补子链 RNA酶 水解RNA为核糖核苷酸
4、RNA聚合酶催化转录过程合成RNA 逆转录酶以RNA为模板合成DNA 酪氨酸酶将酪氨酸转变为黑色素 限制性内切酶识别特定核苷酸序列并在特定切 点切割DNA分子 DNA连接酶连接断开的DNA末端的磷酸二酯键 细胞工程 纤维素酶 果胶酶 去除细胞壁获得原生质体， 进行原生质体融合 胰蛋白酶使动物组织分散成单个细胞 进行动物细胞培养 免疫溶菌酶水解细菌细胞壁，达到杀菌 的目的 溶酶体酶细胞免疫中，可激活细胞内 的溶酶体酶，使细胞通透性 改变 比较项较项 目酶动动物激素 来源所有的活细细胞动动物专门专门 的内分泌腺 产产生 化学本质质蛋白质质或RNA多肽肽或蛋白质质、固醇类类 氨基酸衍生物 生理功能催
5、化作用调节调节 代谢谢 分布部位大部分在细细胞内（胞内酶 ） 有些在细细胞外（胞外酶） 主要分布在内环环境 3、酶和动物激素的比较 产生激素的细胞一定能产生酶（ ） 产生酶的细胞不一定能产生激素（ ） 对 对 2.下列有关酶的叙述正确的是 A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学 反应速率 C.在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成 单个细胞 D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延 伸 4.酶与一般催化剂的比较 （1）共同点：在起催化作用时，反应前后化学性质 和数量保持不变；不改变反应的平衡点，只是降低 了反应的活化能，从而缩短了反
6、应达到平衡的时间 。 （2）不同点：酶降低活化能的作用更显著，所以酶 比无机催化剂高效，酶具有专一性；绝大多数酶是 蛋白质，易受温度和PH影响，甚至变性失活。 v1、高效性 v2、专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反 应。就像一把钥匙开一把锁一样。 二、酶的特性： 酶的作用条件较温和，需要适宜的PH、 温度。在最适宜的PH、温度条件下，酶的 活性最高。温度和PH偏高或偏低，酶的活 性都会明显降低。过酸、过碱或温度过高 ，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久 失活。低温使酶的活性明显降低，但能使 酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下 酶的活性可以恢复。 3、酶的作用条件（温度、PH)较温和 3
7、.有一种酶催化反应P+QR，在下图中实线E 表示在没有酶时此反应的进程，P、R、Q分 别代表P、R、Q的浓度，在t1时，将催化此反应的 酶加于反应混合物中，图中表示此反应进行过程中 的曲线是（ ） A、曲线A B、曲线B C、曲线C D、曲线D C 三、影响酶促反应速率的因素 1、酶浓度的影响 在底物足够，其它条件固定的条件下 ，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及 其它不利于酶发挥作用的因素时，酶促反 应的速度与酶浓度成正比。 2、底物浓度的影响 在底物浓度较低时，反应速度随底物 浓度增加而加快，反应速度与底物浓度近 乎成正比； 在底物浓度较高时，底物浓度增加， 反应速度也随之加快，但不显著；
8、 当底物浓度很大且达到一定限度时， 反应速度就达到一个最大值，此时即使再 增加底物浓度反应也几乎不改变。 3、温度的影响 例题、下图表示某有机物加入催化剂后，置于由0渐变至80 环 境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据图判断，如果把这 些物质置于由80 渐变至0的环境中处理，某图应为（ ）B 4、PH的影响 每一种酶只能在一 定限度的PH范围内才表 现活性，超过这个范围 酶就失去活性。 分析甲乙两图可以得出的结论有： pH改变不会改变酶的最适温度； 温度改变不会改变酶的最适pH 影响酶促反应速率的因素： 酶浓度、底物浓度、温度、PH、酶的抑制剂 影响酶活性的因素： 温度、PH、酶的抑制剂
9、 (3)反应时间 与酶促反应速率之间的关系 。 4.下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反 应浓度、温度、PH值的关系，请回答： （1）图A中反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因 是_。 （2）图B中，a点所对应的温度称_。 （3）图B中,a点b点曲线急剧下降,原因是_ 。 （4）将装有酶反应物的甲、乙两试管分别放入12和75 水浴 锅中，20分钟后取出转入37 的水浴锅中保温，两试管内反应分 别为：甲_，乙_。 （5）图C表示了_催化反应的速率变化曲线。 唾液淀粉 胃蛋白质酶 胰蛋白质酶 植物淀粉酶 受反应物中的酶 浓度的限制 酶反应的最适温度 温度升高使酶活性下降
10、速度加快无催化反应 四、酶促反应曲线分析 1、“时间产物浓度”曲线 A、反应物浓度、 酶浓度均一定 其他条件适宜 B、在A的基础上 酶浓度增加一倍（蓝）； 底物浓度增加一倍（红） 产 物 浓 度 时间 产 物 浓 度 时间 2、“时间反应物浓度”曲线 A、反应物浓度 酶浓度均一定 其他条件适宜 B、在A的基础上 酶浓度增加一倍（红） 反应物浓度增加一倍（蓝） 温度降低10度（紫） 反 应 物 浓 度 时间 反 应 物 浓 度 时间 3、“反应物浓度反应速率”曲线 A、 酶浓度一定 其他条件适宜 B、在A的基础上 酶浓度增加一倍（红） 酶浓度减少一半（蓝） 反 应 速 率 反应物浓度 4、“酶浓
11、度反应速率”曲线 A、反应物浓度一定 其他条件适宜 B、在A的基础上 反应物浓度增加一倍（红） 温度降低10度（蓝） 反 应 速 率 酶浓度 5. 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol，氨基丁酸和1 mol CO2。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 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38一1和图38一2。 图38-1产物CO：浓度随时间变化曲线图 38-2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） 请根据以上实验结果，回答下列问题： （1)在
12、图38一1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）。 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸，能专一催化1 mol谷氨 酸分解为1 mol，氨基丁酸和1 mol CO2。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 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38 一1和图38一2。 （2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酶的浓度增 加50%或降低反应温度10，请在图38一1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。 （1)见曲线1（
13、评分依据： 每分解1 mmol谷氨酸则产生 1 mmol CO2,，根据CO2：浓 度变化曲线，可得到严格的 谷氨酸浓度随时间变化曲线 ）。 （2）当谷氨酸脱酸酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因： 酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间 减少。 当温度降低10时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催 化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。 (3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酸按比例牢固结合，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 加人一定量的重金属离子后，请在图38-2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。
14、 动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化1 mol谷氨 酸分解为1 mol，氨基丁酸和1 mol CO2。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 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38一1和图38一2。 （3)见曲线4（注：曲线4为一 条不经过原点的平行直线，平 移距离不限）。原因： 一定 量的重金属离子使一定量的酶 失活，当加入的酶量使重金属 离子完全与酶结合后，继续加 入的酶开始表现酶活力，此时 酶的催化反应速率与酶浓度变 化的直线关系不变。 五、探究酶特性的相关实验 （一）比较过氧化氢在不同条件下的分解- 酶
15、的催化作用与高效性 （3）质量分数为3.5 的FeCl3溶液和质量分数为20 的肝 脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏 研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 （2）实验设计及现象分析教材P79 （1）常温常压 （2）90水浴 （3）无机催化剂 FeCl3 （4）有机催化剂 H2O2酶 （3）实验注意要点 实验成功的关键是肝脏要新鲜，否则肝细胞内的 过氧化氢酶等有机物就会在腐生性细菌的作用下 分解而失去催化作用。肝脏必须研磨，以便使过 氧化氢酶释放出来，从而加速过氧化氢的分解。 实验过程要及时观察：产生的气泡的多少，及卫 生香复燃的时间。注意卫生香不要插入气泡中， 以免卫生香因潮湿而熄灭。 过氧化氢有腐蚀性，不要使其接触皮肤。 实验结论分析 1、加热能促进H2O2的分解，提高反应速率。 2、细胞内
