第1节 降低化学反应活化能的酶
第五章 细胞的能量供应和利用
一、酶在细胞代谢中的作用
一、酶在细胞代谢中的作用
1、作用：具有催化作用
2、作用机理：
降低化学反应所需要的活化能
一、酶在细胞代谢中的作用
1、作用：具有催化作用
2、作用机理：
降低化学反应所需要的活化能
2 H2O2 → 2 H2O + O2
6
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
一、酶在细胞代谢中的作用
1、作用：具有催化作用
2、作用机理：
降低化学反应所需要的活化能
2 H2O2 → 2 H2O + O2
反应前后酶量和化学性质不变
2 H2O2 → 2 H2O + O2
1、常温下反应
2、加热
3、Fe3+做催化剂
4、过氧化氢酶
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴清水
2滴
2滴
不明显
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
加热可以促进H2O2分解，提高反应速率，
Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但
过氧化氢酶的催化效率更高
反应条件
2滴清水
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml
2ml
2ml
2ml
3%
3%
3%
3%
常温
90℃
FeCl3
肝脏研磨液
2滴清水
2滴
2滴
几乎没有
少量
较多
大量
不复燃
不复燃
变亮
复燃
加热可以促进H2O2分解，提高反应速率，
Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但
过氧化氢酶的催化效率更高
反应条件
对照组
实 验 组
对照实验
2滴清水
①对照原则:设计对照实验,既要有对照组又要有实验组。
②单一变量原则：在对照实验中,除了要观察的变量发生变化外,其他变量都应保持相同。
③ 等量原则：各组加入的试剂要等量
实验设计原则:
二、酶的本质
糖 酒精+CO2
？
关于酶本质的探索：
巴斯德（微生物学家）
是活酵母细胞
的作用
李比希（化学家）
是某些物质在
细胞死亡裂解
后的作用
糖 酒精+CO2
？
关于酶本质的探索
巴斯德（微生物学家）
是活酵母细胞
的作用
李比希（化学家）
是某些物质在
细胞死亡裂解
后的作用
是谁通过怎样的实验结束了这场争论？得到什么结论？
脲酶是蛋白质
少数RNA也具有生物催化作用
二、酶的本质
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,少数酶是RNA。
三、 酶的特性
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？
酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。
1、酶具有高效性
（1）与无机催化剂相比，酶的催化效率更更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
淀粉（非还原性糖） 麦芽糖+葡萄糖
蔗糖（非还原性糖） 葡萄糖+果糖。
现在给你淀粉酶溶液，要观察淀粉酶能催化哪种糖水解，应该如何设计这个实验？你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
酶
酶
还原性糖
分别加入淀粉酶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
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
[实验] 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
每一种酶只能催化 化学反应。
意义：细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行。
2、酶具有专一 性
一种或一类
分别加入淀粉酶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
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？
1号试管
2号试管
3号试管
加入淀粉酶2滴，振荡
试管各加入2mL淀粉溶液
蓝色
保持0℃冰水中约5min
加热至100℃，约5min
加热至60℃，
约5min
各加入两滴碘液
振荡
无明显现象
只有在一定温度下酶的催化效率最好
蓝色
探究温度对淀粉酶活性的影响
[实验] 探究酶和温度的关系
最适温度
动物：35---40摄氏度
植物 40--50摄氏度
细菌、真菌 差别较大
那么PH值不同，对酶的活性有没有影响呢？
设计一个实验，来探究pH会影响酶的催化效率（活性）？
1号试管
2号试管
3号试管
加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min
试管各加入2mL过氧化氢溶液
无明显变化
蒸馏水（pH＝7）
NaOH(pH=12)
HCl(pH＝2)
将带火星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
[实验] 探究酶和pH的关系
过氧化氢酶
最高
动物体里的酶最适PH大多在6.5---8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，
胰液中的酶为8---9）
植物体里的酶最适PH大多在4.5-----6.5之间
过酸、过碱的，会使酶的空间结构遭到破坏,蛋白质变性，使酶永久失活。
3、酶的作用条件较温和
（1）在最适温度和最适pH条件下，酶活性最高。
（2）过酸、过碱和高温，会使酶的空间结构遭到破坏,蛋白质变性，使酶永久失活。
（3）低温只是使酶活性下降，酶空间结构稳定，适宜温度下酶活性可以恢复。
四、影响酶促反应速率的因素：
1、温度
3、酶的浓度：在底物充足，
反应速率与 酶浓度成正比。
4、底物浓度：在一定浓度
范围内，反应速率随浓
度的升高而加快，但达
到一定浓度，反应速率
不再变化。
2、pH
5、酶抑制剂
受酶数量和酶活性限制
习题巩固
1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
A
B
C
反应速率
反应物浓度
（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。
B点：反应速率在此时达到最高。
C点：反应速率不再随着反应底物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。
习题巩固
1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
A
B
C
反应速率
反应物浓度
（2）如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。
如果在A点时温度升高10℃，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。
习题巩固
1、下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
A
B
C
反应速率
反应物浓度
（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲线。
该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。
1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 （ ）
A.所吃食物不能消化
B.胃没有排空
C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降
D.吃药使人没有了胃口

2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（ ）
A.pH不适合
B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了
C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用
D.小肠中没有蛋白质可被消化
C
A
巩固练习
3、胃蛋白酶的最适温度为37℃，在测定其活性时，将溶液从0 ℃ →37 ℃过程中，胃蛋白酶的活性将( )；
将溶液从100 ℃ →37 ℃过程中，胃蛋白酶的活性将( )。
A.不断上升　B.没有变化　C.先升后降　D.不断下降
B
A
巩固练习
2、为了认识酶作用的特性，以20％过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项是( )
B
A.从催化反应效率看，酶有高效性
B.从催化底物范围看，酶有专一性
C.从催化反应条件看，酶有温和性
D.从催化活性看，酶变性后就失活
1、2号试管中分别加入2mL淀粉溶液
（两试管中PH和温度正常且相同）
淀粉酶能催化淀粉水解，蛋白酶不能催化淀粉
水解
探究淀粉酶和蛋白酶对淀粉的水解作用
以上设计有两点错误:一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则;二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。
以上设计是否有错误？