第5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
酶在代谢中的作用（Ⅱ）
活细胞产生的
具有催化作用的
是
有机物。
一类
大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
一、酶的本质
什么是酶？
活细胞产生酶的具体部位:核糖体或细胞核
催化剂: 改变化学反应速率，而本身的质量 和化学性质在反应前后都没有变化的物质
催化剂只是加快反应速率,缩短反应所需时间，
并不改变化学平衡
分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
二、酶的作用机理-----降低活化能
图中是一种酶促反应P+Q R,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是 ( )
t1
A
E
B
C
D
C
时间
下图是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应过程，据图说明：
（1）图中代表酶的是 。
做出判断的依据是 。
（2）从图1和2可以反映出酶具有 性，做出判断的依据是 。
（3）如果D代表蔗糖，那么E、F则是 和 。
反应前后酶本身不发生变化
A
专一
在B、C、D物质同时存在时，只催化D物质
果糖
葡萄糖
酶具有专一性
每一种酶只能催化一种
种或一类化学反应。
酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍
酶的特性：
酶具有高效性
酶的作用条件温和性
1）需要适宜pH值
2）需要适宜的温度
三：
①酶浓度对酶促反应的影响：
②底物浓度对酶促反应的影响：
③pH对酶促反应的影响：
④温度对酶促反应的影响：
三、影响酶作用的因素：
如图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的示意图，图乙表示在最适温度下，pH＝b时，H2O2分解产生O2的量随时间的变化情况。若该酶促反应过程中某一个条件发生变化，下列说法正确的是 ( )
A．pH＝a时，E点下移，D点左移
B．pH＝c时，E点为0
C．温度降低时，E点不变，D点右移
D．H2O2的量增加时，E点下移，D点左移
C
不变
右
不变
上
右
底物（反应物）的利用率或
生成物的生成速率
温度更低酶活性更低
底物浓度
酶浓度
3
B
6. 影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。下图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是 （ ）

A. 若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢
B. 若在A点提高反应温度，反应速率会加快
C.若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快
D 若在A点增加反应物浓度，反应速率将加快
D
下列有关酶的叙述．正确的是

A高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
C
例．下图表示细菌的反应程序，在这个程序中一种氨基酸从另一种氨基酸通过酶的作用产生。1到6代表不同的氨基酸，v到Z代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是重要的。原始种的细菌只需要氨基酸1，而细菌的变种只有在培养基中提供氨基酸1、2、5才能生存，则在该变种细菌不存在的酶是 （ ）
A．V、W B．W、Y
C．Y、Z D．V、Z
D
将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存在37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是
A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
C
实验设计的基本思路
一、确定变量：从实验目的中获取
实验变量（实验中人为控制变化的条件）
二、设计实验步骤：
必须遵循对照实验的原则,单一变量原则, 等量原则
1. 材料初步处理、仪器分组编号
2. 各组不同处理
三、预期实验结果和结论：结论容易从目的中获得，由结论反推结果。
凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以编号便于区分。
实验组施加实验变量
对照组不施加实验变量
3.观察实验现象并记录。
验证实验结果是唯一的，结论是已知的。探究实验结果有各种可能，结论未知
无
少量
较多
很多
火星变亮
复燃
对照组
实验组
自变量
因变量
实验: 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
1.酶的高效性
.“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验注意问题
（1）实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。
（2）实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
（3）滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3 溶液中会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。
二.酶的特性
1.酶的高效性
只有把酶同无机催化剂进行对比时才能说酶具有高效性
1.高效性 2.专一性 3.反应条件的温和性
2.酶的专一性
一种酶只能催化一种或一类化学反应。
思考:
淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
2.实验步骤:P49
(1)温度对酶的活性有什么影响？
3.酶的作用条件较温和
小结与继续研究：
酶具有高效性和专一性；那么它的这两个特性
的发挥是不是在任何条件下都可以呢？
T对酶活性的影响曲线
高温使酶变性失活,活性不能恢复;低温仅降低活性,不失活,活性可恢复.
请尝试应用科学探究的步骤
(1)提出问题
(2)作出假设
(3)设计实验
确定自变量
温度对酶的活性有什么影响？
温度会影响酶的活性
温度
除控制的自变量外，其它条件应相同且处于最适合的状态
实验步骤:写的过程注意无关变量的控制及三个原则的遵守
(4)进行实验
(5)分析结果,得出结论
(4)表达和交流
D
如何找到酶活性最高时的温度？
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？
(2)探究PH对酶活性的影响
①提出问题：
PH对酶的活性有什么影响？
②作出假设：
过酸、过碱都会影响酶的活性。
③实验设计：
1.确定自变量？你将设定哪几个PH？因变量是什么？
2.实验步骤:P49-50
如何找到酶活性最高时的pH？
(2)PH对酶活性的影响
在过酸过碱环境中,酶失去活性,活性不能恢复.
我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶随食物进入胃中以后，唾液还具有催化淀粉分解的功能吗？
唾液的PH为7左右,胰液的PH为8-9
①酶浓度对酶促反应的影响：
②底物浓度对酶促反应的影响：
③pH对酶促反应的影响：
④温度对酶促反应的影响：
三、影响酶作用的因素：
此外,还有影响酶活性的促进剂与抑制剂
C
.酶是活细胞产生的具有催化活性的一类化合物。仔细分析下图，回答以下问题：
（1）在A图中，在a位置，酶催化的的反应速度最快的原因是_________________________。
（2）B图所体现的内涵是
________________________________________________ 。
在a点，酶的活性最大
不同的酶最适pH不一样；每一种酶催化的pH值范围也不一样。
（3）C图表示的是胰蛋白酶催化某种物质（底物）分解（温度保持37 ℃，pH保持在最适值）时生成物量与反应时间关系。达到140min以后，生成物的量不再变化，采取__________________可以使生成物的量继续增大？
增加反应物的浓度
3. 某学生为了验证唾液的功能，做了如下一组实验：取甲、乙两支试管，分别加入等量的淀粉糊2 mL，甲试管又加入2 mL唾液，两试管同时在37℃温水中放置10 min后取出，再各加入0.5 mL碘液。实验设计方案上的错误是（ ）
A. 乙试管内未加入胃液
B. 甲、乙两试管均呈蓝色反应
C. 乙试管未加入等量清水
D. 以上选项都不正确
3.. 请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液，斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅，沸水浴锅。
1）若“+”代表加入适量的溶液，“—”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
2）实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
② 。
③ 。
④ 。
（3）结果预测：____________________________。
（4）结论：__________________________________。
（5）在上述试验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃。而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色沉淀的试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是
。
2）②混匀，37℃恒温水浴加热一段时间； ③取出试管，分别加入适量的斐林试剂， 混匀，沸水浴加热一段时间；
④观察实验现象并记录实验结果。
3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管（试管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管（试管乙）中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀；
4).蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性；
5）20℃低于酶的最适温度，酶的活性低，水解产生的还原糖少。
3、(2010高考海南卷)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：
（1）实验中加入缓冲液的作用
是 。
维持反应液中pH的稳定
（2）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是＿＿＿＿＿＿＿，其中对酶活性有抑制作用的离子是＿ ，对酶活性有促进作用的离子是＿。
Cl-和Cu2+
Cu2+
Cl-
（3）该实验中设置4号试管的目的是＿＿＿＿＿＿＿；设置3号试管的目的是 。
对照
确定Na+ 和SO42-对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
（4）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，1～4号试管中的颜色依次是 。
根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
深砖红色、无砖红色（或蓝色）、浅砖红色、浅砖红色
斐林试剂中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性
关于能量的归纳总结
（1）生物体的主要能源物质：糖类；
（2）生物体的储能物质：脂肪、糖原（动物）、淀粉（植物）；
（3）生物体的能源物质：糖类、脂肪、蛋白质；
（5）最终能量来源（或称最初能量来源）：光能。
（4）生物体进行生命的生命直接能源：ATP
实验1
实验结论：过氧化氢酶的催化效率高，具有高效性
气泡使卫生香燃烧不烈
气泡使卫生香燃烧猛烈
产生气泡慢而少
产生气泡快而多
现象记录
√
√
振荡并伸入卫生香
2滴FeCl3
2滴肝脏研磨液
催化剂
10mL
10mL
3%H2O2溶液
2号试管
1号试管
无砖红色沉淀
生成砖红色沉淀
现象记录
1min
1min
加热煮沸
2mL
2mL
注入斐林试剂，并振荡
5min
5min
60℃温水保温
2mL
2mL
注入新鲜淀粉酶溶液，并振荡
2mL蔗糖
2mL 淀粉溶液
注入3％溶液
实验结论：酶的催化作用具有专一性
实验2
无砖红色沉淀生成
无砖红色沉淀生成
有砖红色沉淀生成
现象记录
1
1
1
加热煮沸时间（min)
2mL
2mL
2mL
加斐林试剂振荡
60℃
60℃
60℃
温度（保温5min）
2mL
2mL
2mL
注入可溶性淀粉
1 mL HCl
1 mL NaOH
1 mL水
加蒸馏水/NaOH/HCl
1 mL
1 mL
加新鲜淀粉酶溶液
1 mL
实验结论：酶的催化作用需要适宜的PH值，PH值偏高或偏低都会影响活性。
实验3
变蓝
变蓝
不变蓝
现象记录
1滴
1滴
1滴
滴入碘液,并摇匀
1 mL
1 mL
1 mL
注入新鲜淀粉酶并摇匀
0℃
100℃
60℃
温度（保温5min）
2mL
2mL
2mL
注入3%淀粉溶液
实验4
实验结论:酶的催化作用要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响实验结果。(低温降低酶活性，高温酶失活）