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 酶的作用和本质
斯帕兰札尼的实验
1、这个实验要解决什么问题？

2、是什么物质使肉块消失了？

3、怎样才能证明你的推测？
鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？
胃内的化学物质将肉块分解了
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
一、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。
二、酶在细胞代谢中的作用
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
一、细胞代谢
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
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
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：

6
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
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
实验讨论：
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？
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
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
实验讨论：
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？
2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
答：2号试管放出的气泡多。这一现象说明加　　　热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
答：不能
3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，　　这说明什么？
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
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
实验讨论：
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？
2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
答：2号试管放出的气泡多。这一现象说明加　　　热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。
答：不能
3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，　　这说明什么？
答：说明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。
4、3号和4号试管相比，哪支试管听反应速率快？　　这说明什么？
实验讨论：
4、3号和4号试管相比，哪支试管听反应速率快？　　这说明什么？
答：4号试管的反应速率比3号试管快得多。
答：细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
5、为什么说酶对于细胞反应的顺利进行至关重要？
说明：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
实验讨论：
二、酶在细胞代谢中的作用
常态分子 活跃状态分子
活化能

16
活化能：
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
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。

17
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
毕希纳
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样
萨姆纳
脲酶是蛋白质
李比希
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
三、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、酶的本质
二、酶在细胞代谢中的作用
一、细胞代谢
1．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是( )
A．能降低反应的活化能  
B．能供给反应物能量
C．改变了反应的途径    
D．降低反应活化能的作用更显著
D
闯 关

20
2．酶具有极强催化功能的原因是 （ ）
A、增强了反应物之间的接触面
B、降低了反应物分子的活化能
C、提高了反应物分子的活化能
D、酶提供使反应开始所必须的活化能
闯 关
B

21
二 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。
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利
进行。
酶具有高效性的意义：
上述实验说明了：
一、酶具有高效性
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
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
每一种酶只能催化 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与
酶的 是分不开的。
二、酶具有专一 性
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。
一、酶具有高效性
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
从上面进行的实验我们看出进行实验需要比较温和的条件，比如淀粉酶在60℃左右最好。能不能设计一个实验，来证明温度会影响酶的催化效率（活性）？
1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？
三组，高温，低温和常温！
2、我要设计几组实验？选择几个温度？
淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解
3、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？
碘液，看是否变蓝
问题聚焦
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？
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
低
活性
最适温度
空间结构
在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起
疑问：60℃时，为什么肉块长时间不能被分解？
如何找到酶活性最高时的温度？
通过以上实验可以知道，酶在最适温度下，活性最高。
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）？
以上设计缺少对照组。
以上设计是否科学？
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
pH＝7
pH=12
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
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。
★影响酶促反应速率的因素：
1、温度
3、酶的浓度：反应速率随
酶浓度的升高而加快。
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
酶量一定
2、pH
1. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶（      ）
A、种类有差异，数量相同   
B、种类有差异，数量不同
C、种类无差异，数量相同      
D、种类无差异，数量不同
B
2.细胞内合成酶的主要的场所是（ ）

A.细胞质 B. 线粒体
C.核糖体 D. 内质网
C
课堂练习:

39
3.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

4.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

40
5.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

6.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
C
D

41
7.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

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