酶分布决定反应场所课件

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1、酶的分布决定反应场所酶的分布决定反应场所代代谢谢途径途径酶酶的分布的分布代代谢谢途径途径酶酶的分布的分布糖酵解糖酵解糖酵解糖酵解细胞质基质细胞质基质蛋白蛋白蛋白蛋白质质质质合成合成合成合成核糖体核糖体(附着或游离)(附着或游离)非糖物非糖物非糖物非糖物质质质质生糖生糖生糖生糖DNADNA合成合成合成合成细胞核细胞核(主要主要)糖原合成、分解糖原合成、分解糖原合成、分解糖原合成、分解mRNAmRNA合成合成合成合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成tRNAtRNA合成合成合成合成核基质核基质糖有氧呼吸糖有氧呼吸糖有氧呼吸糖有氧呼吸细胞质基质和细胞质基质和线粒体线粒体rRNArRNA合成合成

2、合成合成核仁核仁脂肪酸氧化脂肪酸氧化脂肪酸氧化脂肪酸氧化线粒体线粒体多种水解多种水解多种水解多种水解酶酶酶酶溶酶体溶酶体三三三三羧羧羧羧酸循酸循酸循酸循环环环环光反光反光反光反应应应应叶绿体类囊体叶绿体类囊体有氧呼吸第三有氧呼吸第三有氧呼吸第三有氧呼吸第三阶阶阶阶段段段段暗反暗反暗反暗反应应应应叶绿体基质叶绿体基质磷脂合成磷脂合成磷脂合成磷脂合成内质网内质网ATPATP合成合成合成合成细胞质基质、线粒细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体体、叶绿体类囊体胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成胆固醇合成纤维纤维纤维纤维素合成素合成素合成素合成高尔基体高尔基体1加入材料加入材料(ml)试管号试管号1 12 23

3、 34 45 53 3H H2 2OO2 25 55 55 55 55 5蒸馏水蒸馏水0.5新鲜猪肝匀浆新鲜猪肝匀浆0.53.5FeCl3溶液溶液0.5经高温处理的经高温处理的猪肝匀浆猪肝匀浆0.5经高温处理的经高温处理的3.5FeCl3溶液溶液0.5酶的特性酶的特性 (1)高效性)高效性(探究过氧化氢酶的高效性探究过氧化氢酶的高效性) 2B.下表是验证白菜梗中存在过氧化氢酶的有关操作。无色的焦下表是验证白菜梗中存在过氧化氢酶的有关操作。无色的焦性没食子酸与新生原子氧反应生成橙红色沉淀。表中性没食子酸与新生原子氧反应生成橙红色沉淀。表中“”不不是不加的试剂。是不加的试剂。方法步骤方法步骤 :1

4、.制备新鲜菜梗提取液;制备新鲜菜梗提取液;2.取四只洁净试管,并编取四只洁净试管,并编号号14,按下表加入试剂,按下表加入试剂并摇匀;并摇匀;3.观察并记录各管颜色变观察并记录各管颜色变化和沉淀的出现。化和沉淀的出现。试管号 1% 焦性 没食子酸 (ml) 3% H2O2(滴) 蒸馏水(ml) 白菜梗 提取液 (ml) 煮沸的白菜 梗提取液 (ml) 1 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 4 2 2 2 讨论对照组设计的思路:讨论对照组设计的思路:【3号实验组出现橙红色的原因可能有哪些?】号实验组出现橙红色的原因可能有哪些?】1.是是H2O2直接与焦性没食子酸发生反应?直接与焦性没食子酸

5、发生反应?1号号2.白菜梗中的过氧化氢酶催化白菜梗中的过氧化氢酶催化H2O2的分解,产生的原子氧与指示剂作用的分解,产生的原子氧与指示剂作用? 3号,实验组号,实验组3.白菜梗中的其它物质(而不是过氧化氢酶)与指示剂作用?白菜梗中的其它物质(而不是过氧化氢酶)与指示剂作用? 2号号4.若要确定结果与酶的催化有关,则加入变性的酶增强说服力。若要确定结果与酶的催化有关,则加入变性的酶增强说服力。4号号?3(2)专一性)专一性一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。 图示的含义是:图示的含义是:酶的活性部位酶的活性部位与与底物底物在在结构和形状结构和形状结

6、构和形状结构和形状上完全契合时,上完全契合时, 才能起催化作用才能起催化作用。 酶专一性的结构基础是酶专一性的结构基础是酶专一性的结构基础是酶专一性的结构基础是酶分子特定的空间结构酶分子特定的空间结构酶分子特定的空间结构酶分子特定的空间结构。 【C1P27C1P27C1P27C1P27:酶的:酶的:酶的:酶的空间结构空间结构空间结构空间结构决定了蛋白质的功能】决定了蛋白质的功能】决定了蛋白质的功能】决定了蛋白质的功能】4探究淀粉酶的专一性探究淀粉酶的专一性1淀粉液淀粉液1ml唾液唾液1ml37恒温恒温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min2淀粉液淀粉液1ml蒸馏水蒸馏水1ml37恒温恒

7、温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min3淀粉液淀粉液1ml煮沸唾液煮沸唾液1ml37恒温恒温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min淀粉酶对蔗糖淀粉酶对蔗糖的催化作用的催化作用4蔗糖液蔗糖液1ml唾液唾液1ml37恒温恒温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min5蔗糖液蔗糖液1ml蒸馏水蒸馏水1ml37恒温恒温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min6蔗糖液蔗糖液1ml煮沸唾液煮沸唾液1ml37恒温恒温15min班氏试剂班氏试剂沸水浴沸水浴2min蒸馏水代替唾液,蒸馏水代替唾液,蒸馏水代替唾液,蒸馏水代替唾液,以检查水、试剂、以检查水、试剂、以检查水、试剂、以检查水

8、、试剂、不洁器具是否含不洁器具是否含不洁器具是否含不洁器具是否含待测物质等待测物质等待测物质等待测物质等煮沸唾液代替新鲜煮沸唾液代替新鲜煮沸唾液代替新鲜煮沸唾液代替新鲜唾液,反证实验组唾液,反证实验组唾液,反证实验组唾液,反证实验组的变化由酶引起。的变化由酶引起。的变化由酶引起。的变化由酶引起。实验组实验组实验组实验组淀粉酶只能淀粉酶只能催化淀粉水催化淀粉水解,不能催解,不能催化蔗糖水解。化蔗糖水解。淀粉酶具有淀粉酶具有专一性。专一性。淀粉酶对淀粉淀粉酶对淀粉的催化作用的催化作用5例题:用所给实验材料和用具设计实验来验证哺乳动物的例题:用所给实验材料和用具设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉蔗

9、糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。酶的催化作用具有专一性。实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液,班氏试剂、种溶液,班氏试剂、37恒温水浴锅、沸水浴锅。恒温水浴锅、沸水浴锅。(1)若)若“+”代表加入适量的溶液,代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表代表不加溶液,甲、乙等代表试管管标号,号,请用用这些符号完成下表些符号完成下表实验设计。溶液溶液试管管蔗糖溶液蔗糖溶液淀粉溶液淀粉溶液蔗糖蔗糖酶酶溶液溶液淀粉淀粉酶酶溶液溶液甲甲+乙乙+丙丙+丁丁+实验步骤:实验步骤:【对照原则、控制变量原则】【对照原则

10、、控制变量原则】按照上表中的设计,取试管、加溶液。按照上表中的设计,取试管、加溶液。混匀,混匀,37恒温水浴一段时间。取出试管,恒温水浴一段时间。取出试管,各加入适量班氏试剂,混匀,沸水浴一段时间。各加入适量班氏试剂,混匀,沸水浴一段时间。观察并记录结果。观察并记录结果。(2)结果预测:结果预测:含有蔗糖和蔗糖酶的试管,含有蔗糖和蔗糖酶的试管,以及含淀粉和淀粉酶的试管中出现红黄色以及含淀粉和淀粉酶的试管中出现红黄色沉淀,其他试管中不出现红黄色沉淀沉淀,其他试管中不出现红黄色沉淀。(3)结论:结论:酶的催化作用有专一性酶的催化作用有专一性。(4)在上述实验中,如果仅将在上述实验中,如果仅将37水

11、浴温度调到水浴温度调到20,而其他条件不,而其他条件不变下重做上述实验,出现红黄色试变下重做上述实验,出现红黄色试管中的颜色会比管中的颜色会比37时浅,其原因时浅,其原因是是20低于酶的最适温度,酶活性低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少低,水解产生的还原糖少。6(3)易)易变性变性:(因为酶很脆弱,容易失活,凡能使蛋白质变性的(因为酶很脆弱,容易失活,凡能使蛋白质变性的因素,如高温、强酸强碱、紫外线、重金属离子等一般都能使酶失活)因素,如高温、强酸强碱、紫外线、重金属离子等一般都能使酶失活)【C1P60C1P60的实验是同时研究温度和的实验是同时研究温度和pHpH的影响,画出步骤表

12、格】的影响,画出步骤表格】 A.关于关于“温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响”的实验:的实验:a人体温的相对恒定有何意义?人体温的相对恒定有何意义? 【C4P48C4P48】体温过高或过低,都会影响酶的活性,从而影响新】体温过高或过低,都会影响酶的活性,从而影响新陈代谢的正常进行。体温的相对恒定,是维持机体内环境自陈代谢的正常进行。体温的相对恒定,是维持机体内环境自稳态,保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件(并使稳态,保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件(并使之能摆脱环境的限制)。之能摆脱环境的限制)。b绘酶活性与温度变化的关系曲线。解释曲线变化的原因绘酶活性与温度变化的关系曲线。解

13、释曲线变化的原因T/酶酶活活性性温度影响分子运动速度。温度升高,温度影响分子运动速度。温度升高,反应物的自由能提高,降低了反应反应物的自由能提高,降低了反应活化能,反应速度加快。活化能,反应速度加快。温度过高,酶逐渐变性失活。温度过高,酶逐渐变性失活。7B.关于关于“pH对淀粉酶活性的影响对淀粉酶活性的影响”的实验:的实验: a根据控制变量原根据控制变量原则和对照原则,列方则和对照原则,列方法步骤表格。法步骤表格。1 1 1 1号对号对号对号对照组能排除淀粉液自照组能排除淀粉液自照组能排除淀粉液自照组能排除淀粉液自身对结果的影响身对结果的影响身对结果的影响身对结果的影响 。1号2号3号4号淀粉

14、淀粉淀粉淀粉酶酶酶酶1ml1ml1mlNaOHNaOH液液液液1ml1ml盐盐盐盐酸酸酸酸1ml1ml清水清水清水清水2ml2ml1ml1ml淀粉溶液淀粉溶液淀粉溶液淀粉溶液2ml2ml2ml2ml班氏班氏班氏班氏试剂试剂试剂试剂1ml1ml1ml1mlb依据依据“3斧头斧头”写写出方法步骤。出方法步骤。 c整体思路:先调整体思路:先调节酶的节酶的pH,然后才能,然后才能加反应物,适宜条件加反应物,适宜条件下反应相同时间后再下反应相同时间后再用班氏试剂检验用班氏试剂检验 。d不能使用碘液作为指示剂。思考碘液能够检测出不能使用碘液作为指示剂。思考碘液能够检测出2号管中是否号管中是否存在淀粉吗?存

15、在淀粉吗?8影响酶促反应速度的主要因素影响酶促反应速度的主要因素 要求:要求:要求:要求:画曲线;描画曲线;描述曲线特征;说出述曲线特征;说出限制因素、理由和限制因素、理由和改变曲线形状的因改变曲线形状的因素。素。反应速率:单位时间内生成物的增加量,反应速率:单位时间内生成物的增加量,反应速率:单位时间内生成物的增加量,反应速率:单位时间内生成物的增加量, 或反应物(底物)的消耗量或反应物(底物)的消耗量或反应物(底物)的消耗量或反应物(底物)的消耗量 酶活力酶的催化效率酶活力酶的催化效率酶活力酶的催化效率酶活力酶的催化效率底物浓度底物浓度酶酶酶浓度酶浓度酶活性酶活性温度温度抑制剂或激活剂等抑

16、制剂或激活剂等pH 竞争性抑制竞争性抑制 可逆可逆 (降低酶活性,但不使酶变性)(降低酶活性,但不使酶变性)抑制剂作用机制抑制剂作用机制 (形成氢键)(形成氢键) 非竞争性抑制非竞争性抑制 不可逆不可逆 使酶永久性失活使酶永久性失活 (抑制剂与酶共价连接)(抑制剂与酶共价连接)9绘制曲线图(折线图)的基本常规:绘制曲线图(折线图)的基本常规:标题标题(以明确图的内容);(以明确图的内容); 【格式:自变量与因变量之间的关系】【格式:自变量与因变量之间的关系】 坐标轴:【直尺画】坐标轴:【直尺画】 恰当的变量名称和单位恰当的变量名称和单位恰当的变量名称和单位恰当的变量名称和单位: 通常,通常,X

17、 X轴表示自变量(如处理),轴表示自变量(如处理),Y Y轴表示因变量。轴表示因变量。 【测定的数值很大或很小时,用【测定的数值很大或很小时,用1010的乘方表示】的乘方表示】 【读图时,首先是了解轴的含义】读图时,首先是了解轴的含义】 每条轴要有刻度和数值参照标记。每条轴要有刻度和数值参照标记。每条轴要有刻度和数值参照标记。每条轴要有刻度和数值参照标记。 【轴有时不一定从【轴有时不一定从0 0刻度开始】刻度开始】 【取值范围必须包含所有数据】【取值范围必须包含所有数据】绘点连线绘点连线(至少需要(至少需要(至少需要(至少需要5 5 5 5个点;不可以随意延伸)个点;不可以随意延伸)个点;不可

18、以随意延伸)个点;不可以随意延伸) 一幅图中有几条曲线时,要在右上角表示出图例。一幅图中有几条曲线时,要在右上角表示出图例。一幅图中有几条曲线时,要在右上角表示出图例。一幅图中有几条曲线时,要在右上角表示出图例。酶作用曲线酶作用曲线10酶的催化活性易受多种因素的制约,常用坐酶的催化活性易受多种因素的制约,常用坐标图来表示。标图来表示。在解读坐标图题型时,要注意以下要点:在解读坐标图题型时,要注意以下要点:看看坐标轴坐标轴含义含义了解两个变量的关系了解两个变量的关系看看曲线走势曲线走势掌握变量的增减快慢特征掌握变量的增减快慢特征 与意义与意义看看特殊点特殊点理解特殊点的意义理解特殊点的意义 (起

19、止点、拐点、交叉点)(起止点、拐点、交叉点)看看不同曲线的异同不同曲线的异同理解曲线之间的内理解曲线之间的内 在联系与区别在联系与区别11反应速度的测定:反应速度的测定:测定反应速度时,可以测定测定反应速度时,可以测定 产物增加量产物增加量产物增加量产物增加量 或或 底物减少量底物减少量底物减少量底物减少量。如果底物过量,则测定底物减少量不容易精确,如果底物过量,则测定底物减少量不容易精确, 而产物从无到有,便于测定,只要方法灵敏。而产物从无到有,便于测定,只要方法灵敏。据图分析回答:据图分析回答:如何计算反应速度(如何计算反应速度(v)? 浓度浓度 V 斜率斜率 t描述反应速度变化的特征:描

20、述反应速度变化的特征: v只是在最初一段时间保持恒定,只是在最初一段时间保持恒定, 随着时间延长,随着时间延长,v逐渐下降直到逐渐下降直到0。反应速度下降的原因是什么?反应速度下降的原因是什么? 底物浓度的降低,产物浓度的增加,底物浓度的降低,产物浓度的增加, pH或温度的变化等。或温度的变化等。研究研究研究研究v v v v为什么应以初速度为准?为什么应以初速度为准?为什么应以初速度为准?为什么应以初速度为准?产物产物浓度浓度时间时间反应反应速度速度时间时间?最最最最初初初初阶阶阶阶段段段段12过氧化氢酶催化生成的氧气量可以用:过氧化氢酶催化生成的氧气量可以用: 排水集气法;排水集气法;排水

21、集气法;排水集气法; 或在注射器内反应,根据或在注射器内反应,根据注射器注射器注射器注射器直接读数等获得。直接读数等获得。构建实验装置:构建实验装置:方形玻璃瓶,橡皮塞,移液管,量筒,水漕,方形玻璃瓶,橡皮塞,移液管,量筒,水漕,滤纸小圆片滤纸小圆片滤纸小圆片滤纸小圆片等。等。 绘制绘制得出图示曲线的得出图示曲线的得出图示曲线的得出图示曲线的数据表格:数据表格: 过氧化氢酶催化生成的氧气量过氧化氢酶催化生成的氧气量 (每隔(每隔30s读一次)读一次)读读 次次12345678910O2(ml)时间产物浓度反应速度的测定反应速度的测定以过氧化氢酶为例以过氧化氢酶为例13在上述实验的基础上,如何研

22、究在上述实验的基础上,如何研究酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响酶浓度对反应速度的影响? 【若用滤纸小圆片浸酶液,则改变滤纸小圆片的数量,再分别测定。【若用滤纸小圆片浸酶液,则改变滤纸小圆片的数量,再分别测定。 别忘记:需排除滤纸对结果的干扰】别忘记:需排除滤纸对结果的干扰】在上述实验的基础上,如何研究在上述实验的基础上,如何研究温度对反应速度的影响温度对反应速度的影响温度对反应速度的影响温度对反应速度的影响? 不改变滤纸小圆片的数量,严格控制恒定、不同的温度,不改变滤纸小圆片的数量,严格控制恒定、不同的温度, 方形玻璃瓶何时旋转也要控制好。方形玻璃瓶何时旋转也

23、要控制好。上述三个实验的数据可以记录在同一个数据表格中。上述三个实验的数据可以记录在同一个数据表格中。 不同条件下不同条件下过氧化氢酶催化生成的氧气量过氧化氢酶催化生成的氧气量产产物物量量时间时间20,4片滤纸片滤纸20,2片滤纸片滤纸10,4片滤纸片滤纸读数每隔30s反应器中O2读数12345678910实验组1()实验组2()实验组3()结果的曲线也可以结果的曲线也可以画在同一个坐标系中。画在同一个坐标系中。14关于酶的常见曲线图关于酶的常见曲线图【关注坐标轴的含义】【关注坐标轴的含义】【关注坐标轴的含义】【关注坐标轴的含义】1.催化剂加快反应速度的本质原因:催化剂加快反应速度的本质原因:

24、降低反应活化能。降低反应活化能。降低反应活化能。降低反应活化能。2.开始时的反应物总量、酶浓度均不变。开始时的反应物总量、酶浓度均不变。 时间时间时间时间产物浓度产物浓度产物浓度产物浓度;时间时间时间时间反应物浓度反应物浓度反应物浓度反应物浓度。 每图再增加:每图再增加:酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍。3.底物浓度底物浓度底物浓度底物浓度反应速度反应速度反应速度反应速度。 再增加:再增加:酶浓度增加一倍酶浓度增加一倍酶浓度增加一倍酶浓度增加一倍; 加入竞争性抑制剂加入竞争性抑制剂加入竞争性

25、抑制剂加入竞争性抑制剂; 非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂4.酶浓度酶浓度酶浓度酶浓度反应速度反应速度反应速度反应速度。 再增加:再增加:底物浓度增加一倍底物浓度增加一倍底物浓度增加一倍底物浓度增加一倍; 温度降低温度降低温度降低温度降低1010; 反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂。5.温度温度温度温度酶活性酶活性酶活性酶活性。 再增加:再增加:嗜冷微生物、嗜热微生物的酶嗜冷微生物、嗜热微生物的酶嗜冷微生物、嗜热微生物的酶嗜冷微生物、嗜热微生物的酶 【加酶洗衣粉、【加

26、酶洗衣粉、TaqDNA聚合酶】聚合酶】 人体内呼吸作用酶活性与环境温度人体内呼吸作用酶活性与环境温度人体内呼吸作用酶活性与环境温度人体内呼吸作用酶活性与环境温度;6.pHpH唾液淀粉酶活性唾液淀粉酶活性唾液淀粉酶活性唾液淀粉酶活性。 再增加:再增加:胃蛋白酶;胃蛋白酶;胃蛋白酶;胃蛋白酶; 肠肽酶肠肽酶肠肽酶肠肽酶。151.1.1.1.催化剂加快反应速度的本质原因:催化剂加快反应速度的本质原因:催化剂加快反应速度的本质原因:催化剂加快反应速度的本质原因:降低反应活化能降低反应活化能降低反应活化能降低反应活化能反应活化能反应活化能:反应物进入活化状态所需的能量。:反应物进入活化状态所需的能量。

27、(类似于跨栏时栏的高度)(类似于跨栏时栏的高度)(只调节能够反应的反应速度)只调节能够反应的反应速度)催化剂催化剂能能降低反应活化能降低反应活化能,提高活化分子百分数提高活化分子百分数,因此加快了反应速度。因此加快了反应速度。 即:在催化反应中,只需较少的能量就可使反应物进入活化态。即:在催化反应中,只需较少的能量就可使反应物进入活化态。 某反应在不同情况下的反应速度不同,某反应在不同情况下的反应速度不同,本质原因本质原因是是反应活化能的不同反应活化能的不同反应活化能的不同反应活化能的不同。酶与无机催化剂相比,活化能水平被降得更低,显示出酶与无机催化剂相比,活化能水平被降得更低,显示出高效性高

28、效性高效性高效性。自由能自由能反应过程反应过程活化分子活化分子过渡态(活化态)过渡态(活化态)初态初态反应物反应物S平均能量水平较低平均能量水平较低终态终态产物产物P反应前后自由能之差反应前后自由能之差酶催化过程的活化能酶催化过程的活化能(酶使活化能更低)(酶使活化能更低)(酶使活化能更低)(酶使活化能更低)非催化过程的活化能非催化过程的活化能催化后活化能的减少值催化后活化能的减少值无机催化剂无机催化剂16比较:酶与无机催化剂比较:酶与无机催化剂相同点:相同点:相同点:相同点:改变反应速度,但本身的质、量不变;改变反应速度,但本身的质、量不变; 【但是,所有酶都必须参与反应过程!】【但是,所有

29、酶都必须参与反应过程!】只能催化热力学允许进行的反应;只能催化热力学允许进行的反应;加快加快v,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点;,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点;降低活化能,使降低活化能,使v加快。加快。不同点:不同点:不同点:不同点:高效性;高效性;高效性;高效性;专一性(酶对底物);专一性(酶对底物);专一性(酶对底物);专一性(酶对底物);多样性;多样性;多样性;多样性;易变性;易变性;易变性;易变性;反应条件的温和性;反应条件的温和性;反应条件的温和性;反应条件的温和性;酶活性受到调节、控制;酶活性受到调节、控制;酶活性受到调节、控制;酶活性受到调节、控制;有些酶的活性需要辅助

30、因子。有些酶的活性需要辅助因子。有些酶的活性需要辅助因子。有些酶的活性需要辅助因子。17描述曲线描述曲线 的特征(分段、准确);的特征(分段、准确);解释曲线变化的原因(解释曲线变化的原因(底物浓度降低,产物浓度增加,可能底物浓度降低,产物浓度增加,可能pH或温度发生变化等或温度发生变化等)在在的基础上,的基础上,酶浓度增加一倍酶浓度增加一倍的曲线的曲线【 】在在的基础上,的基础上,反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍的曲线的曲线【 】4条竖线提示:斜率、拐点的变化。条竖线提示:斜率、拐点的变化。反应物反应物浓度浓度时间时间改变纵坐标含义改变纵坐标含义改变纵坐标含义改变纵坐标含义比较比较 与与

31、 比较比较 与与 产物产物浓度浓度时间时间2.开始时的反应物浓度、酶浓度均不变。开始时的反应物浓度、酶浓度均不变。 时间时间时间时间产物浓度;时间产物浓度;时间产物浓度;时间产物浓度;时间反应物浓度。反应物浓度。反应物浓度。反应物浓度。每图再增加:每图再增加:酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;酶浓度增加一倍;反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍反应物浓度增加一倍。18描述曲线特征:描述曲线特征:(当酶浓度、温度和(当酶浓度、温度和pHpH恒定时)恒定时)在底物在底物浓度很低的范围内,反应速度与底物浓浓度很低的范围内,反应速度与底物浓度成正比;继续增加度成正比;继

32、续增加底物浓度,反应速底物浓度,反应速度增加转慢度增加转慢;达到最大后达到最大后保持不变保持不变(所(所有酶全部与底物结合)有酶全部与底物结合) 【解释:酶数量一定时,底物浓度越大,形成的酶【解释:酶数量一定时,底物浓度越大,形成的酶底物复合物越底物复合物越多;达到一定程度后,有限的酶全部与底物结合而达到饱和。多;达到一定程度后,有限的酶全部与底物结合而达到饱和。BCBCBCBC段有限的酶被饱和,段有限的酶被饱和,段有限的酶被饱和,段有限的酶被饱和,反应速度达到最大,再增加底物浓度,底物反应速度达到最大,再增加底物浓度,底物浓度并不影响酶的活性】浓度并不影响酶的活性】思考:思考:限制限制OAO

33、A段的因素是什么?段的因素是什么?【底物的浓度】【底物的浓度】 限制限制BCBC段的因素是什么?段的因素是什么?【酶浓度】【酶浓度】酶浓度增加酶浓度增加1 1倍,曲线发生怎样的变化?倍,曲线发生怎样的变化?【如图中的【如图中的红色曲线红色曲线】【思考:走势;斜率;拐点。相同底物浓度下,酶浓度越高,形成【思考:走势;斜率;拐点。相同底物浓度下,酶浓度越高,形成的酶的酶底物复合物越多,底物复合物越多,v越大;酶浓度越高,使酶饱和需要的越大;酶浓度越高,使酶饱和需要的底物浓度越大。说出曲线几段的限制因素。】底物浓度越大。说出曲线几段的限制因素。】请举出两种能够影响这一曲线形状的因素。请举出两种能够影

34、响这一曲线形状的因素。【酶浓度、温度和【酶浓度、温度和pHpH等】等】3.3.3.3.底物浓度底物浓度底物浓度底物浓度反应速度反应速度反应速度反应速度19底物浓度反应速度有限的酶被饱和有限的酶被饱和酶浓度限制酶浓度限制vV受底物浓度受底物浓度限制限制底物浓度反应速度酶浓度增加一倍酶浓度增加一倍;【红线,【红线,注意斜率和拐点变化】注意斜率和拐点变化】203.3.3.3.底物浓度底物浓度底物浓度底物浓度反应速度反应速度反应速度反应速度(酶浓度不变)(酶浓度不变)再增加:再增加:加入竞争性加入竞争性加入竞争性加入竞争性 / / 非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂 O 底物浓度

35、底物浓度反反应应速速率率竞争性抑制剂与底物竞争性地与酶竞争性抑制剂与底物竞争性地与酶的活性部位结合。它既与酶结合,的活性部位结合。它既与酶结合,又与酶分离,即酶与竞争性抑制剂又与酶分离,即酶与竞争性抑制剂的结合是可逆的。的结合是可逆的。竞争性抑制剂可竞争性抑制剂可以通过增加底物浓度来降低抑制剂以通过增加底物浓度来降低抑制剂与酶结合的概率,以缓解抑制。与酶结合的概率,以缓解抑制。因因此此表示竞争性抑制剂加入后的情表示竞争性抑制剂加入后的情形,随底物浓度的增加抑制作用逐形,随底物浓度的增加抑制作用逐渐减弱并接近正常的最大反应速度。渐减弱并接近正常的最大反应速度。曲线曲线曲线曲线属于非竞争性抑制剂作

36、用情形,类似于不可逆抑制剂霸属于非竞争性抑制剂作用情形,类似于不可逆抑制剂霸属于非竞争性抑制剂作用情形,类似于不可逆抑制剂霸属于非竞争性抑制剂作用情形,类似于不可逆抑制剂霸占酶。因此,存在非竞争性抑制剂相当于降低了酶的浓度,曲占酶。因此,存在非竞争性抑制剂相当于降低了酶的浓度,曲占酶。因此,存在非竞争性抑制剂相当于降低了酶的浓度,曲占酶。因此,存在非竞争性抑制剂相当于降低了酶的浓度,曲线斜率变小,很快达到最大。线斜率变小,很快达到最大。线斜率变小,很快达到最大。线斜率变小,很快达到最大。21某些抑制剂能某些抑制剂能可逆地可逆地与酶与酶 结合结合结合结合 和分离和分离和分离和分离。可逆抑制剂可分

37、为可逆抑制剂可分为可逆抑制剂可分为可逆抑制剂可分为竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂 和和和和 非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂与底物结构相似,与底物结构相似,都结合在都结合在都结合在都结合在酶活性部位上酶活性部位上酶活性部位上酶活性部位上,从而阻止酶与底物的结合。,从而阻止酶与底物的结合。可通过增加底物浓度而解除抑制。可通过增加底物浓度而解除抑制。VVmax无抑制剂无抑制剂底物浓度底物浓度加竞争性抑制剂加竞争性抑制剂使使v下降的原因:下降的原因:酶(酶(E)与抑制剂()与抑制剂(I)结合,使部分酶)结合,

38、使部分酶被抑制剂占据而不能再同时与底物结合,被抑制剂占据而不能再同时与底物结合,但但EI不能生成产物。不能生成产物。增加底物浓度,使反应液中的底物分增加底物浓度,使反应液中的底物分子增大,进而使子增大,进而使v接近接近vmax。【E总总】【】【E游离游离】【】【ES】【】【EI】例如:喝酒能治疗甲醇中毒。因为例如:喝酒能治疗甲醇中毒。因为甲醇与乙醇竞争性结合酶的活性部位。甲醇与乙醇竞争性结合酶的活性部位。竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂竞争性抑制剂的效应取决于竞争性抑制剂的效应取决于竞争性抑制剂的效应取决于竞争性抑制剂的效应取决于抑制剂与底物的相对浓度。抑制剂与底物的相对浓度。

39、抑制剂与底物的相对浓度。抑制剂与底物的相对浓度。改变改变改变改变S/IS/IS/IS/I的比值可证明之。的比值可证明之。的比值可证明之。的比值可证明之。抑制剂抑制剂抑制剂抑制剂能与酶结合并降低酶活性的分子能与酶结合并降低酶活性的分子能与酶结合并降低酶活性的分子能与酶结合并降低酶活性的分子22非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂与底物结构毫无关系,与底物结构毫无关系,其结合的部位不是酶活性部位,其结合的部位不是酶活性部位,酶与酶与非竞非竞非竞非竞争性抑制剂结合后改变了活性部位的空间争性抑制剂结合后改变了活性部位的空间争性抑制剂结合后改变了活性部位的空间争性抑制剂结合后改变了活

40、性部位的空间结构,使酶不能与底物结合。只要有非竞结构,使酶不能与底物结合。只要有非竞结构,使酶不能与底物结合。只要有非竞结构,使酶不能与底物结合。只要有非竞争性抑制剂存在,总有相应数量的酶不能争性抑制剂存在,总有相应数量的酶不能争性抑制剂存在,总有相应数量的酶不能争性抑制剂存在,总有相应数量的酶不能与底物结合,与底物结合,与底物结合,与底物结合,损失损失损失损失“ “无法弥补无法弥补无法弥补无法弥补” ”,结果与,结果与,结果与,结果与不可逆抑制剂的效果相似。不可逆抑制剂的效果相似。不可逆抑制剂的效果相似。不可逆抑制剂的效果相似。加非竞争性抑制剂加非竞争性抑制剂无抑制剂无抑制剂Vmax底物浓度

41、底物浓度Vmax变小变小非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂非竞争性抑制剂“ “损失损失损失损失” ”掉的酶掉的酶掉的酶掉的酶非竞争性抑制剂的效应取决于非竞争性抑制剂的效应取决于非竞争性抑制剂的效应取决于非竞争性抑制剂的效应取决于 抑制剂的浓度。抑制剂的浓度。抑制剂的浓度。抑制剂的浓度。增加底物浓度并不能克服抑制。增加底物浓度并不能克服抑制。增加底物浓度并不能克服抑制。增加底物浓度并不能克服抑制。23思考题:已知思考题:已知Cl-是唾液淀粉酶的激活剂是唾液淀粉酶的激活剂(增加酶活性),(增加酶活性),Cu2+为抑制剂(降低酶活性)为抑制剂(降低酶活性)。请利用下列器材和试剂,完成实。请利

42、用下列器材和试剂,完成实验验证之。验验证之。器材、试剂:唾液、试管若干支、吸管若干支、白瓷板,器材、试剂:唾液、试管若干支、吸管若干支、白瓷板,0.1淀粉溶液、淀粉溶液、1NaCl、1%CuSO4、稀碘液。、稀碘液。各管试剂及量:各管试剂及量: 单位:ml(对照组)(对照组)(实验组(实验组1)(实验组(实验组2)2.01.01.02.01.0注意:注意:用用NaCl,不能用,不能用HCl,避免混杂变量,避免混杂变量(H)的干扰;的干扰; 用蒸馏水,不能用自来水用蒸馏水,不能用自来水(含(含Cl),严格操作实验变量;严格操作实验变量;24有些有些酶酶必需在有激活必需在有激活剂的条件下才具有活性

43、。下列是有关的条件下才具有活性。下列是有关某种某种酶酶的的实验,处理方式及理方式及结果如下表及果如下表及图所示。根据所示。根据结果果判断,叙述判断,叙述不不不不正确的是正确的是A. 甲物质是该酶的激活剂甲物质是该酶的激活剂 B35分钟后试管分钟后试管中底物已被消耗殆尽中底物已被消耗殆尽C该酶在该酶在80的环境下已经失活的环境下已经失活 D该酶在中性环境中的活性比在弱碱性环境中高该酶在中性环境中的活性比在弱碱性环境中高如如图表示某种表示某种酶酶在不同在不同处理条件(理条件(a、b、c)下催化某反)下催化某反应时,反反应物的体物的体积和反和反应时间的关系,解的关系,解读此此图可可获得的信息是得的信

44、息是Aa、b、c表示温度,表示温度,则一定是一定是abcBa、b、c表示表示酶酶的的浓度,度,则abcCa、b、c表示底物的表示底物的浓度,度,则abcDa、b、c表示表示pH,则一定是一定是abc25可逆抑制和不可逆抑制作用的鉴别可逆抑制和不可逆抑制作用的鉴别 根据根据根据根据透析、过滤等物理方法透析、过滤等物理方法透析、过滤等物理方法透析、过滤等物理方法,视其能否去除抑制剂可区,视其能否去除抑制剂可区,视其能否去除抑制剂可区,视其能否去除抑制剂可区别不可逆抑制和可逆抑制作用。别不可逆抑制和可逆抑制作用。别不可逆抑制和可逆抑制作用。别不可逆抑制和可逆抑制作用。还可用下列两种方法鉴别。还可用下

45、列两种方法鉴别。方法方法2先混合的抑制剂和先混合的抑制剂和底物底物先混合的抑制剂和先混合的抑制剂和酶酶方法方法126思考:思考:细胞中酶的种类和含量始终保持不变吗?试以细胞中酶的种类和含量始终保持不变吗?试以周期中的细胞周期中的细胞周期中的细胞周期中的细胞、萌发的种子萌发的种子为例说明之。为例说明之。答:细胞中酶的种类和含量是可变的。答:细胞中酶的种类和含量是可变的。在细胞周期中,在细胞周期中,G1G1期期RNARNA和蛋白质合成旺盛和蛋白质合成旺盛(与与RNARNA和蛋白质合成有关的酶多,活性大和蛋白质合成有关的酶多,活性大),),S S期完成期完成DNADNA复制复制(与与DNADNA复制

46、有关的酶多,活性大复制有关的酶多,活性大),),G2G2:与合:与合成成RNARNA、微管蛋白、微管蛋白、ATPATP等等;M M期与期与ATPATP供能等有关的酶活性高,供能等有关的酶活性高,含量多含量多。不同的物质合成,需要的酶有差异。种子萌发时,大分子贮藏物不同的物质合成,需要的酶有差异。种子萌发时,大分子贮藏物质发生水解作用,活性高、含量多的酶应是脂肪酶、淀粉酶、蛋质发生水解作用,活性高、含量多的酶应是脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶等水解酶,但不同类型种子,酶的种类和含量不同,如萌发白酶等水解酶,但不同类型种子,酶的种类和含量不同,如萌发的大麦种子,淀粉酶的含量高的大麦种子,淀粉酶的含量高(但

47、种子形成时,则相反)。(但种子形成时,则相反)。4.4.4.4.酶浓度酶浓度酶浓度酶浓度反应速度反应速度反应速度反应速度曲线特征:曲线特征:曲线特征:曲线特征:在底物足够大(足以使在底物足够大(足以使酶饱和),而又不受其他因素影响酶饱和),而又不受其他因素影响下,下,v与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。27反应开始时加入一定量不可逆抑反应开始时加入一定量不可逆抑反应开始时加入一定量不可逆抑反应开始时加入一定量不可逆抑制剂,使部分酶失活,当加入的酶制剂,使部分酶失活,当加入的酶制剂,使部分酶失活,当加入的酶制剂,使部分酶失活,当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后,量使重金属离子完全与酶结合后,量

48、使重金属离子完全与酶结合后,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,此继续加入的酶开始表现酶活力,此继续加入的酶开始表现酶活力,此继续加入的酶开始表现酶活力,此时时时时v v v v与酶浓度变化的直线关系不变。与酶浓度变化的直线关系不变。与酶浓度变化的直线关系不变。与酶浓度变化的直线关系不变。同一个体不同种类细胞中的酶种类及活性都相同吗?同一个体不同种类细胞中的酶种类及活性都相同吗? 酶的酶的种类、种类、数量数量有差异有差异,这是,这是基因选择性表达基因选择性表达的结果;的结果;活性也活性也有变化。有变化。如哺乳动物成熟的红细胞与具有线粒体的细胞相比,呼如哺乳动物成熟的红细胞

49、与具有线粒体的细胞相比,呼吸酶的种类和活性有差异;同一细胞不同时期酶的种类和活性也吸酶的种类和活性有差异;同一细胞不同时期酶的种类和活性也不相同,如不分裂的细胞中几乎没有不相同,如不分裂的细胞中几乎没有DNADNA聚合酶;细胞衰老时有聚合酶;细胞衰老时有的酶活性升高、酪氨酸酶等酶的活性则低;同种酶的活性也因温的酶活性升高、酪氨酸酶等酶的活性则低;同种酶的活性也因温度等的不同而发生变化。度等的不同而发生变化。温度降低温度降低10酶浓度酶浓度酶浓度酶浓度反应反应反应反应速度速度速度速度底物浓度增加底物浓度增加1倍倍底物浓度低底物浓度低 开始时加入不可逆抑制剂开始时加入不可逆抑制剂开始时加入不可逆抑

50、制剂开始时加入不可逆抑制剂解释曲线解释曲线解释曲线解释曲线:相同底物浓度:相同底物浓度:相同底物浓度:相同底物浓度下,酶浓度与下,酶浓度与下,酶浓度与下,酶浓度与v v v v成正比。因为成正比。因为成正比。因为成正比。因为酶浓度越高,形成的酶酶浓度越高,形成的酶酶浓度越高,形成的酶酶浓度越高,形成的酶底底底底物复合物越多。物复合物越多。物复合物越多。物复合物越多。温度降低温度降低温度降低温度降低1010,分子运动,分子运动速度减慢,与酶结合的底物速度减慢,与酶结合的底物减少,减少,v减慢。减慢。底物浓度增加底物浓度增加底物浓度增加底物浓度增加1 1 1 1倍,倍,倍,倍,相同酶浓度下形成的相

51、同酶浓度下形成的相同酶浓度下形成的相同酶浓度下形成的酶酶酶酶底物复合物越多。底物复合物越多。底物复合物越多。底物复合物越多。28温度影响分子的运动。温度高,则反应物自由能提高,与酶的接温度影响分子的运动。温度高,则反应物自由能提高,与酶的接触机会多。但温度过高,酶变性失活触机会多。但温度过高,酶变性失活。(超过。(超过6060,绝大多数酶失活),绝大多数酶失活)思考:思考:酶的最适温度是个体生长的最适温度吗?酶的最适温度是个体生长的最适温度吗?不一定。不同的酶对生长所起的作用可能不同,有的甚至起抑制或破坏作用。不一定。不同的酶对生长所起的作用可能不同,有的甚至起抑制或破坏作用。人体温的相对恒定

52、有何意义?人体温的相对恒定有何意义? 5.5.5.5.温度温度温度温度酶活性酶活性酶活性酶活性解释解释解释解释:较低温度范围内,温度越:较低温度范围内,温度越:较低温度范围内,温度越:较低温度范围内,温度越高,分子运动速度越快,与酶结合高,分子运动速度越快,与酶结合高,分子运动速度越快,与酶结合高,分子运动速度越快,与酶结合的底物越多,的底物越多,的底物越多,的底物越多,v v越大。温度过高,越大。温度过高,越大。温度过高,越大。温度过高,酶逐渐失活。酶逐渐失活。酶逐渐失活。酶逐渐失活。曲线终点为曲线终点为曲线终点为曲线终点为0 0 0 0,因为高温使酶变性,因为高温使酶变性,因为高温使酶变性

53、,因为高温使酶变性失活;但起点不为失活;但起点不为失活;但起点不为失活;但起点不为0 0 0 0,因为低温下,因为低温下,因为低温下,因为低温下酶活性弱但不变性。酶活性弱但不变性。酶活性弱但不变性。酶活性弱但不变性。曲线在最适温度两侧不对称,因为曲线在最适温度两侧不对称,因为曲线在最适温度两侧不对称,因为曲线在最适温度两侧不对称,因为酶对高温很敏感。酶对高温很敏感。酶对高温很敏感。酶对高温很敏感。表示嗜冷表示嗜冷微生物酶的曲线微生物酶的曲线微生物酶的曲线微生物酶的曲线【加酶洗衣粉中的酶】【加酶洗衣粉中的酶】表示嗜热微生物表示嗜热微生物酶的曲线酶的曲线酶的曲线酶的曲线【TaqDNATaqDNA聚

54、合酶】聚合酶】 人离体细胞与体内细胞呼吸作用酶活性与环境温度的关系人离体细胞与体内细胞呼吸作用酶活性与环境温度的关系人离体细胞与体内细胞呼吸作用酶活性与环境温度的关系人离体细胞与体内细胞呼吸作用酶活性与环境温度的关系 都与都与都与都与一致吗?一致吗?一致吗?一致吗? T/酶酶活活性性29温度酶活性温度酶活性 耗氧量/ 产热量/ 代谢强度 20 30 40 温度()嗜冷微生物嗜冷微生物嗜热微生物嗜热微生物人体内细胞人体内细胞的呼吸作用酶活的呼吸作用酶活性与环境温度的关系性与环境温度的关系人离体细胞人离体细胞的呼吸作用酶活的呼吸作用酶活性与环境温度的关系性与环境温度的关系30下图中能为下图中能为P

55、CR提供提供DNA聚合酶的最理想微生物是聚合酶的最理想微生物是D.A B C DE31 为何酸雨能杀死很多水生生物?为何酸雨能杀死很多水生生物?为何酸雨能杀死很多水生生物?为何酸雨能杀死很多水生生物? 酸雨改变了水环境的酸雨改变了水环境的酸雨改变了水环境的酸雨改变了水环境的pHpH,影响了,影响了,影响了,影响了水生生物细胞内酶的活性和细胞膜水生生物细胞内酶的活性和细胞膜水生生物细胞内酶的活性和细胞膜水生生物细胞内酶的活性和细胞膜的稳定性,甚至使包括酶在内的所的稳定性,甚至使包括酶在内的所的稳定性,甚至使包括酶在内的所的稳定性,甚至使包括酶在内的所有蛋白质变性失活,细胞死亡。有蛋白质变性失活,

56、细胞死亡。有蛋白质变性失活,细胞死亡。有蛋白质变性失活,细胞死亡。6.pH6.pH6.pH6.pH酶活性酶活性酶活性酶活性 2468pH酶酶活活性性 唾液淀粉酶唾液淀粉酶肠肽酶肠肽酶肠肽酶肠肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 添加添加添加添加胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶和和和和肠肽酶(胰肠肽酶(胰肠肽酶(胰肠肽酶(胰蛋白酶)蛋白酶)蛋白酶)蛋白酶)的相应曲线。的相应曲线。的相应曲线。的相应曲线。 解释唾液淀粉酶活性曲线:解释唾液淀粉酶活性曲线:解释唾液淀粉酶活性曲线:解释唾液淀粉酶活性曲线:过酸、过碱都不可逆破坏酶的空过酸、过碱都不可逆破坏酶的空过酸、过碱都不可逆破坏酶的空过酸、过碱都不

57、可逆破坏酶的空间结构,使酶变性失活。间结构,使酶变性失活。间结构,使酶变性失活。间结构,使酶变性失活。 胃蛋白酶在小肠腔中能发挥催化胃蛋白酶在小肠腔中能发挥催化胃蛋白酶在小肠腔中能发挥催化胃蛋白酶在小肠腔中能发挥催化作用吗?作用吗?作用吗?作用吗?不能。因为小肠腔中的碱不能。因为小肠腔中的碱不能。因为小肠腔中的碱不能。因为小肠腔中的碱性环境使胃蛋白酶变性失活。性环境使胃蛋白酶变性失活。性环境使胃蛋白酶变性失活。性环境使胃蛋白酶变性失活。像其像其像其像其它蛋白质一样,胃蛋白酶被胰蛋白它蛋白质一样,胃蛋白酶被胰蛋白它蛋白质一样,胃蛋白酶被胰蛋白它蛋白质一样,胃蛋白酶被胰蛋白酶和肠肽酶分解,最终变成

58、氨基酸。酶和肠肽酶分解,最终变成氨基酸。酶和肠肽酶分解,最终变成氨基酸。酶和肠肽酶分解,最终变成氨基酸。 使酶变性失活的因素主要有:使酶变性失活的因素主要有:使酶变性失活的因素主要有:使酶变性失活的因素主要有:强酸、强碱、高温、紫外线、强酸、强碱、高温、紫外线、强酸、强碱、高温、紫外线、强酸、强碱、高温、紫外线、金属离子等金属离子等金属离子等金属离子等【注意温度、【注意温度、【注意温度、【注意温度、pHpHpHpH与酶活性关系的异同】与酶活性关系的异同】与酶活性关系的异同】与酶活性关系的异同】32图图38-1产物产物CO2浓度浓度随时间变化曲线随时间变化曲线(注:酶浓度固定)(注:酶浓度固定)

59、 (07广东)动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一广东)动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化催化1mol谷氨酸分解为谷氨酸分解为1mol 氨基丁酸和氨基丁酸和1mol CO2。某科研。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小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10 mmol/L、最适温度、最适最适温度、最适PH值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见图结果见图381和图和图382。根据以上实验结果。根据以上实验结果。图图38-2酶催化反应速率酶催化反应速率随酶浓度变化曲线随酶浓度变化曲线(注:反应物浓度过量

60、)(注:反应物浓度过量)33(1)在图)在图381画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(用(用“1”标注)标注)每分解每分解1 mmol谷氨酸则产生谷氨酸则产生1 mmol CO2。根据根据CO2CO2浓度变化浓度变化曲线,可得到曲线,可得到严格的严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线。谷氨酸浓度随时间变化曲线。(2)当一开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶增加)当一开始时,将混合物中谷氨酸脱羧酶增加50% ,画出理画出理想条件下想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(用浓度随时间变化的曲线(用“2”标注),说明原标注),说明原因。因。其原因是:酶浓度与其原因是:酶浓

61、度与v成正比。成正比。酶量增加到酶量增加到1.5 倍,倍,v也是原来的也是原来的1.5 倍,完成反应的时间倍,完成反应的时间301.520min。当一开始时,降低反应温度当一开始时,降低反应温度10,画出理想条件下,画出理想条件下CO2浓浓度随时间变化的曲线(用度随时间变化的曲线(用 “3”标注),说明原因。标注),说明原因。原因是:温度降低,酶活性降低原因是:温度降低,酶活性降低但不失活,但不失活, v下降,反应完成所下降,反应完成所需时间增加。需时间增加。34(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,迅速使酶失活离,迅速使酶

62、失活【此为不可逆抑制剂】【此为不可逆抑制剂】。在反应物浓度过量的。在反应物浓度过量的条件下,向反应物中加入一定量的重金属离子后,请在图条件下,向反应物中加入一定量的重金属离子后,请在图382中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注),标注),并说明其原因。并说明其原因。注:曲线注:曲线4为一条为一条不经过原点的平行不经过原点的平行直线直线,平移距离不限。,平移距离不限。其原因是:其原因是:一定量的重金属离子使一定量的酶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

63、完全与酶结合后,继续加入的酶开始表现酶活力,此时始表现酶活力,此时v与酶浓度变化与酶浓度变化的直线关系不变。的直线关系不变。很多神经毒气和有机磷农药很多神经毒气和有机磷农药能对乙酰胆碱酯酶产生不可逆抑制能对乙酰胆碱酯酶产生不可逆抑制作用,一旦被抑制,肌肉受到连续刺激并处于永久的收缩状态。作用,一旦被抑制,肌肉受到连续刺激并处于永久的收缩状态。青霉素青霉素能对细胞壁形成过程中的一个关键酶起不可逆抑制作用。能对细胞壁形成过程中的一个关键酶起不可逆抑制作用。35友情提醒:友情提醒:1.1.1.1.试题中出现的曲线图,可能会是试题中出现的曲线图,可能会是试题中出现的曲线图,可能会是试题中出现的曲线图,

64、可能会是完整曲线图的截取完整曲线图的截取完整曲线图的截取完整曲线图的截取!如下如下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是 2.2.2.2.探究酶活性的双因素实验中,可能会出现探究酶活性的双因素实验中,可能会出现探究酶活性的双因素实验中,可能会出现探究酶活性的双因素实验中,可能会出现最适条件在不同情况下最适条件在不同情况下最适条件在不同情况下最适条件在不同情况下数值的不同。数值的不同。数值的不同。数值的不同。如在不同温度下的最适如在不同温度下的最适如在不同温度下的最适如在不同温度下的最适pHpHpHpH不同,或不同,或不同,或不同

65、,或。得出结论。得出结论。得出结论。得出结论时要注意完整性。时要注意完整性。时要注意完整性。时要注意完整性。3.3.3.3.表达形式可能是二维或三维图。表达形式可能是二维或三维图。表达形式可能是二维或三维图。表达形式可能是二维或三维图。36比较人体内酶、抗体、载体、激素比较人体内酶、抗体、载体、激素物质物质来源来源化学本质化学本质 作用对象作用对象分布分布功能功能作用特点作用特点酶酶核糖体或少核糖体或少数情况下的数情况下的细胞核细胞核绝大多数绝大多数是蛋白质是蛋白质少数是少数是RNA细胞内或细胞内或细胞外特细胞外特定反应物定反应物胞内或胞胞内或胞外外(含消化含消化腔)腔)催化具催化具体反应体反

66、应高效性,高效性,专一性,专一性,易变性易变性抗体抗体脊椎动物的脊椎动物的浆细胞浆细胞球蛋白球蛋白细胞外液细胞外液中的特定中的特定抗原抗原血清、组血清、组织液、淋织液、淋巴液及乳巴液及乳汁中汁中与抗原特与抗原特异性结合异性结合特异性特异性载体载体附着型核糖附着型核糖体体蛋白质蛋白质被选择运被选择运载的物质载的物质生物膜生物膜协助特定协助特定物质的跨物质的跨膜运输膜运输选择性选择性激素激素(动(动物)物)内分泌腺或内分泌腺或内分泌细胞内分泌细胞蛋白质、蛋白质、固醇类、固醇类、氨基酸衍氨基酸衍生物生物运输并作运输并作用于具有用于具有特定受体特定受体的完整细的完整细胞胞直接分泌直接分泌到血浆到血浆提供特点提供特点的化学信的化学信息息特异性,特异性,高效性,高效性,协同与拮协同与拮抗等抗等37

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