第五章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
斯帕兰札尼的实验
1、是什么物质使肉块消失了？
是胃内的化学物质将肉块分解了。
1.概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
2.意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础
一、酶的作用
1.酶在细胞代谢中的作用：
用简单的实验证明酶的催化效率：
实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。
实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。
1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加新鲜肝脏研磨液液
1、常温下反应
2、加热
3、Fe3+做催化剂
4、过氧化氢酶
1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同现象？
这 一现象说明什么问题？
1
2
讨论
2号试管放出的气泡多。
说明加热能够促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
4
3
2、3号试管和4号试管未经加热，也有大量气

FeCl3和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解速率。
泡产生，这说明什么？
3、3号试管和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明了什么？
4号试管反应速率较快。
说明了过氧化氢酶的催化效率比FeCl3的催化效率高得多，酶具有高效性。
说明：
1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；
2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；
3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
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
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
反应条件
对照组
实验组
变量：实验过程中可以变化的因素。
自变量：
因变量：
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。
对照组：
实验组：
人为改变的变量。
随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量：
除自变量外，实验过程中可能还存在一些可变的因素，对实验结果造成影响，这些变量成为无关变量。
设计实验： 单一变量原则
设置对照实验思想
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能
加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快的原因分别是：
加热
Fe3+
H2O2酶
为过氧化氢分子提供能量
无机催化剂
降低化学反应的活化能
酶
显著降低化学反应的活化能
如图abc中，代表正常条件下分子活化能的是 ，代表酶促反应所需活化能的是 ；代表酶所降低的活化能的是 。
C
b
a
同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
a
b
c
酶是一类生物催化剂
活细胞产生的
具有生物催化作用的
是
有机物。
蛋白质是酶吗？
一类
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
二、酶的本质
什么是酶？
1.酶是活细胞产生的，所以只能在活细胞中作用。
2.酶都有消化作用。
3.所有酶都是蛋白质。
4.酶都是核糖体上合成的。
5.酶的基本单位是氨基酸。
判断
绝大多数蛋白质
少数RNA
核糖体
细胞核（真核）
氨基酸
核糖核苷酸
一般来说，活细胞都能产生酶
具有生物催化作用
降低化学反应的活化能
小结
所有的酶在一定的条件下，
能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，
酶本身并不发生变化。
那么，酶与无机催化剂相比，具有哪些
不同的特点呢？

1、酶具有高效性
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。
107 ～1013
三.酶的特性
出现砖红色沉淀
无砖红色沉淀
2、酶具有专一性
结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
每一种酶只能催化 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的
分不开的。
一种或一类
4000
专一性
目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。
酶具有专一性
酶的催化作用需要适宜的温度
①不同的酶，其最适温度可能不同。
② 低温抑制酶的活性，但酶的分子结构并没有破坏，酶的活性在适宜温度下可恢复。
③ 高温破坏酶的分子结构，酶的活性在适宜温度下不可恢复。
3、酶的作用条件较温和
酶的催化作用需要适宜的pH
AB段表示：
在一定的pH范围内，随pH的升高，酶的活性逐渐增强。
B点表示：
酶催化的最适pH
（在此pH下，酶的催化效率最高）
BC段表示：
pH超过一定范围后，随pH的升高，酶的活性下降。
将胰蛋白酶置于PH为1(或13)的环境下一段时间后，再将PH恢复为8，其不再具有催化作用，此事实说明了什么？
pH过低(过高)会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。
酶的催化作用需要适宜的pH
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
不同，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；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
结论：在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性 。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会 。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而 ，且不可逆。
最高
明显降低
失去活性
酶让生活多姿多彩!
课堂练习
1、下列关于酶的概念，最准确的叙述是（ ）
A、酶是一种蛋白质
B、酶是一种具有催化能力的蛋白质
C、酶是活细胞产生的一种蛋白质
D、酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物
D
3、在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其 （ ）
A、产生气泡 B、溶液呈蓝色
C、溶液呈紫色 D、产生砖红色沉淀
C
2.下列有关酶的叙述错误的是（ ）
A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸
B.少数的酶是RNA
C.每种酶都具有高效性，专一性
D.酶都具有消化功能
D
4.能够使唾液淀粉酶水解的是（ ）
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
C
5.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
6.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
7.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（ ）

A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变
C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响
D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
D
想一想：
小明刚放学回家，就看见奶奶拿着一袋洗衣粉往洗衣盆中倒了许多，然后拿着一暖瓶开水倒入盆中，盆中立刻起了许多泡沫。“您这是干吗？”“我给你洗洗你那个羊毛衫。”小明一看水盆旁边放着“雕牌加酶洗衣粉”。如果你是小明，你觉得奶奶的做法对吗？你想对奶奶说什么？
8.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？
（3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？（ ）
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
B D
脂肪酶