一、酶的定义 二、酶的作用及特征 三、影响酶促反应的因素及典型图像 酶与AIP进阶(一) 1、定义 一、酶的定义 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。 绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是RNA。 注意:和分泌蛋白的辨析 2、探索历程 ① 1773年,意大利学者斯帕兰札尼证明:胃有化学性消化 ② 19世纪欧洲: a.巴斯德1857年提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在 b.德国化学家李比希认为引起发酵的是细胞死亡裂解后释放的 物质 c.德国化学家毕希纳提取不含细胞的提取液,同样可以发酵, 他将发酵物命名为酿酶 ③ 1926年:美国科学家萨姆从刀豆种子中获得脲酶结晶,证实其 本质是蛋白质,后续陆续发现胃蛋白酶,胰蛋白酶等结晶, 并证明都为蛋白质 ④ 20世纪80年代,切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化 功能 1 3、酶的命名 (1)国际系统命名法 ①名称由两部分组成:底 物+反应名称; ②不管酶催化正反应还是逆反应都采用同 一名称; (2)习惯名或常用名 ①根据酶所作用的底物命名:如,淀粉酶、蛋白酶 ②根据酶所 催化的反应命名:如,转氨酶、脱氢酶 ③在底物、反应基础 上加上酶的来源或其他特点命名:如,胰蛋白酶、唾液淀粉酶 【例1】★★ 下列有关酶的叙述正确的是( ) ①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③凡是活细胞,一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用 A.①②⑤ B.①⑤⑧ C.③⑤⑧ D.①③⑤ 点对点练习 【例2】★★ 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,也可以作为另一个化学反应的底物 【例3】★★ 关于蛋白酶的叙述,不正确的是( ) A.蛋白酶是蛋白质 B.蛋白酶可以作为药物治疗某些疾病 C.蛋白酶可以水解肽键 D.蛋白酶的形成都要经过核糖体合成、内质网加工、细胞膜分泌 等几个阶段 2 【例4】★★ 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.甲酶不可能是具有催化功能的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 1、酶的作用机理 二、酶的作用及特征 可以降低细胞化学反应的活化能。 1、酶的作用机理 1、酶的作用机理 3 1、酶的作用机理 辅助因子: 辅助蛋白酶发挥作用的一类因子,可以是有机物或无机物,主要包 括辅酶、辅基、激活剂,如核黄素、NAD+、NADP+等有机分子 ,Ca2+、 Mg2+ 、Fe2+ 等无机分子。 1、酶的作用机理 钥匙学说与诱导契合学说: 实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解: 试管编号 加入物质 处理 观察 1 2mLH2O2溶液 不作处理 基本无气泡产生 2 2mLH2O2溶液 90℃水浴加热 有气泡产生 3 2mLH2O2溶液 加2滴Fecl3溶液 有较多气泡产生 4 2mLH2O2溶液 加2滴肝脏研磨液 有大量的气泡产生 ① 高效性 2、酶的特征 催化效率一般是无机催化剂的 107~1013倍。 实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解: 试管编号 加入物质 处理 观察 1 2mLH2O2溶液 不作处理 基本无气泡产生 2 2mLH2O2溶液 90℃水浴加热 有气泡产生 3 2mLH2O2溶液 加2滴Fecl3溶液 有较多气泡产生 4 2mLH2O2溶液 加2滴肝脏研磨液 有大量的气泡产生 ① 高效性 催化效率一般是无机催化剂的 107~1013倍。 4 ② 专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的专一性是分不开 的。 淀粉溶液 蔗糖溶液 实 验 步 骤 一 二 三 实验 现象 结论 加入淀粉酶2滴,振荡,试管下半部 浸入60℃左右的热水中,反应5min 2号试管中加入2mL 蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡 约60℃水浴2min 1号试管中加入2mL 淀粉溶液 无变化出现砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ③ 作用条件温和 2、酶的特征 探究温度对淀粉酶活性的影响 步骤 试管编号 1 2 3 取三支试管注入2mL可溶性淀粉溶 液,编号1-3,置于不同温度下 5min 60℃热 水 沸水 冰块 取三支试管注入1mL新鲜淀粉酶溶 液,编号1-3,置于不同温度下 5min 60℃热 水 沸水 冰块 将编号相同的试管内的溶液混合, 摇匀,维持原来的温度5min √ √ √ 滴入1滴碘液 √ √ √ 实验现象 棕色 变蓝 变蓝 5 1号试管过氧化氢 溶液 实验 步骤 一 二 三 实验现象 结论 2号试管 3号试管 试管各加入2mL等质量分数的过氧化氢溶 液 无明显变化 pH=7 pH=12pH=2 分别滴加等量的质量分数相同的肝脏研 磨液,2—3min后将点燃但无火焰的卫 生香分别放入试管中 只有在适合的pH下酶的催化效率最好 复燃 无明显变化 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 ③ 作用条件温和 动物体内的酶最适温度在35到40℃之间,植物体内的酶最适温度 在40-50℃之间;细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有的酶 最适温度可高达70℃。 ③ 作用条件温和 动物体内的酶最适PH大多在6.5-8.0之间,但也有例外,植物体内 的酶最适PH大多在4.5-6.5之间。 过氧化氢酶(肝) 6.8 唾液淀粉酶 6.8 脂肪酶 8.3 胰蛋白酶 8.0-9.0 胃蛋白酶 1.5 1、酶活性 三、影响酶促反应的因素及典型图像 温度 PH 6 2、底物浓度 3、酶浓度 酶 促 反 应 速 率 酶的浓度 (底物足量) 酶 促 反 应 速 率 底物浓度 (酶量一定) 4、酶的抑制剂 酶抑制剂是指特异性作用于酶的某些基团,降低酶的活性甚至使酶 完全丧失活性的物质。 可分为:①不可逆性抑制,如一些重金属离子与多种酶活性中心半 胱氨酸残基的-SH结合。 ②可逆性抑制,有竞争性和非竞争性两种。 4、酶的抑制剂 ②可逆性抑制剂 竞争性抑制:抑制剂争夺底物与酶结合的活性位点; 非竞争性抑制:酶的活性位点以外的位点结合,能改变酶的构型, 使酶不能与底物结合,丧失催化活性。 4、酶的抑制剂 ②可逆性抑制剂 7 考点:酶抑制剂 酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,两者作用特点如图甲所 示,图乙表示相应的反应速度.下列有关叙述不正确的是( ) A.曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果 B.曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制 C.曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 D.竞争性抑制剂与该酶催化的底物结构相似 【例5】★★ 下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中正确表示酶量增 加1倍时,底物浓度和反应速度关系的是( ) 点对点练习 【例6】★★ 某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响,结果如图.下列分析正 确的是( ) A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右,最适PH为8左右 B.当pH为8 时,影响反应速率的主要因素是底物浓度 C.随pH升高,该酶催化反应的最适温度也逐渐升高 D.当pH为任意固定值时,实验结果都可以证明温度对反应速率的影响 点对点练习 【例7】★★ 如图甲表示某酶促反应过程,图乙表示图甲的反应过程 中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10mmol•L﹣1). 下列叙述错误的是( ) A.物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖 B.在该实验条件下物质a在2min内可被完全分解 C.若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率,则曲线①温度一定低于曲 线②和③ D.若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率,则曲线①酶浓度高于曲 线②和③ 8 【例8】★★ 如图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型,图乙表示在最适温度下, 麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系.下列相关叙述错误的是( ) A.该模型能解释酶的催化具有专一性,其中a代表麦芽糖酶 B.限制f~g上升的原因是酶的数量,故整个实验中应设置前提“麦芽 糖酶的量一定” C.如果温度升高或降低5℃,g点都将下移 D.可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解 【例9】★★ 如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量 和反应时间的关系,以下关于此图的解读,正确的是( ) A.a、b、c表示温度,则一定是a>b>c B.a、b、c表示pH值,则c>b>a C.a、b、c表示酶的浓度,则a>b>c D.a、b、c表示温度,则不可能是c>b>a 【例10】★★★ 将牛奶和姜汁混合,待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品 ﹣姜撞奶.为了掌握牛奶凝固所需的条件,某同学将不同温度的 等量牛奶中混入一些新鲜姜汁,观察混合物15min,看其是否会凝 固,结果如下表: 温度(℃) 20 40 60 80 100 结果 15min后仍 未有凝固 迹象 14min内 完全凝固 1min内完 全凝固 1min内 完全凝固 15min后仍 未有凝固迹象 注:用曾煮沸的姜汁重复这项实验,牛奶在任何温度下均不能凝固. 根据以上姜汁使牛奶凝固的结果,下列表述不正确的是( ) A.可证明新鲜姜汁含有一种酶,该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转 化成不溶状态 B.20℃和100℃时酶的活性低,是因为酶的分子结构遭到破坏而失去 活性 C.将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合,能够 提高实验的准确度 D.60和80℃不一定是酶最适温度,缩小温度范围,增加温度梯度才 可得到最适温度 9





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