第5-1講降低化學反應活化能的酶1.說明酶在代謝中的作用和本質。2.進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化。葉綠體：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶線粒體:

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量酶核糖體：

氨基酸

多肽酶縮合脫水細胞中的化學反應：一、

酶在細胞代謝中的作用概念：細胞中每時每刻進行的化學反應的統稱主要場所:

細胞質基質特點:

一般都需要酶催化意義:細胞生命活動的基礎代謝也會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫，體內過氧化氫過多會導致皮膚發黃，毛發（包括頭發）變白，會加速人體衰老。醫用雙氧水小于3%2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑2H2O2

2H2O+O2↑Fe3+過氧化氫酶2H2O2

2H2O+O2↑（一）比較過氧化氫在不同條件下的分解（實驗）1.實驗原理2.實驗目的：通過比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。觀察單位時間內產生氣泡的多少觀察帶火星的衛生香的復燃情況自變量因變量a.本實驗為什么要用新鮮的肝臟？如果不是新鮮的肝臟，肝臟中的過氧化氫酶會被腐生菌分解而減少。增大酶與過氧化氫的接觸面積，加快分解速率b.實驗為什么把肝臟制備成20%的研磨液？3.材料用具3.5%Fecl3、20%肝臟研磨液、新配置的3%過氧化氫溶液實驗過程示意圖2mlH2O2溶液1號2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液2號2mlH2O2溶液90℃水浴3號2mlH2O2溶液3號4號4號氣泡：幾乎無少量較多大量復燃不明顯明顯2）3、4號試管未經加熱，也有大量氣泡產生，這說明了什么？1234341）與1號試管相比，2號試管產生的氣泡多，這一現象說明了什么？加熱能促進H2O2的分解,提高反應速率；FeCl3中的Fe3+

和新鮮肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。3）3號試管Fe3+數比4號試管H2O2酶高25萬倍，但4號反應速率更快,這說明什么？過氧化氫酶比Fe3+

的催化效率高得多。4）2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產生的氧氣最多,為什么？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同。123434步驟試管編號1234一H2O2濃度3%3%3%3%

劑量2ml2ml2ml2ml二反應條件常溫90℃FeCl3新鮮肝臟研磨液

劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結果氣泡產生衛生香燃燒結論不明顯少量較多大量不復燃不復燃變亮復燃1.高溫可以加快過氧化氫分解。2.FeCl3能催化過氧化氫分解。3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解。4.過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高。實驗過程和現象探究：比較過氧化氫在不同條件下的分解變量：

實驗過程中的變化因素稱為變量。類型:

1.自變量人為控制的對實驗對象進行處理的因素。2.因變量

因自變量改變而變化的變量叫作。3.無關變量

除自變量外,實驗過程中還存在一些對實驗結果造成影響的可變因素。對照實驗：

概念:

除作為自變量的因素外,其余因素(無關變量)都保持一致,并將結果進行比較的實驗叫作對照實驗。

類型:

對照實驗一般要設置對照組和實驗組,未作任何處理的對照組叫作空白對照。控制變量和設計對照實驗控制變量和設計對照實驗二

、酶的作用機理1.酶的作用：2.作用機理：顯著降低化學反應的活化能催化作用活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。a.加熱為什么能促進過氧化氫的分解呢？加熱使H2O2分子獲得能量（提供活化能），從常態轉變為容易分解的活躍狀態。b.Fe3+和過氧化氫酶為什么能促進過氧化氫分解呢？催化劑降低了非活化分子轉變為活化分子的門檻催化劑的催化原理：降低化學反應的活化能酶作用的機理：同無機催化相比，酶能更顯著地降低化學反應的活化能，因而催化效率更高。加熱：為反應物分子提供能量，使其達到活躍狀態Fe3+：降低化學反應的活化能酶：顯著地降低化學反應的活化能（作用機理）想一想：如何表示？無催化劑曲線：______酶促反應曲線：______無酶促反應所需活化能：______酶促反應所需活化能：______酶降低的活化能：______曲線B曲線AE2E3—E2E33.酶的催化作用的意義:使細胞代謝能在溫和條件下快速進行。02酶的本質引起發酵的是酵母菌細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母菌細胞死亡并裂解后才能發揮作用發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞中某些物質起作用

死細胞中的物質和活細胞都能引起發酵第一個提取出脲酶，并證明脲酶是蛋白質胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質少數酶是RNA發酵是純化學反應，與生命活動無關巴斯德李比希畢希納VS切赫和奧爾特曼其他科學家薩姆納假如你是切赫或奧特曼，你能總結酶的概念嗎？酶本質的探索歷程酶的化學成分

酶的來源

酶的功能活細胞產生的具有生物催化作用的是有機物。一類大部分酶是蛋白質，也有少數是RNA。試一試：1、酶的概念2、酶的本質歸納酶的本質及生理功能化學本質絕大多數是________少數是_____元素合成原料合成場所來源、作用場所生理功能作用原理蛋白質RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體核仁降低化學反應的活化能生物催化作用活細胞、體外或體內C、H、O、NC、H、O、N、P酶VS激素能產生激素的細胞一定能產生酶，能產生酶的細胞不一定能產生激素。（所有活細胞均含呼吸酶）；能產生酶的細胞一定能產生ATP，能產生ATP的細胞不一定能產生酶。（哺乳動物成熟紅細胞無氧呼吸產生ATP，但不能產生酶）常見酶的作用比較淀粉酶：催化淀粉水解成麥芽糖

麥芽糖酶：催化麥芽糖水解成葡萄糖脂肪酶：催化脂肪水解成甘油和脂肪酸

蛋白酶：作用于肽鍵，使蛋白質水解成多肽（部分氨基酸）肽酶：作用于肽鍵，使多肽水解成氨基酸

溶酶體酶：一類酸性水解酶，參與細胞內消化。溶菌酶：破壞細菌細胞壁中的肽聚糖，參與非特異性免疫，噬菌體在侵染大腸桿菌時會釋放溶菌酶。脲酶：分解尿素的酶，專一性強。是第一個被分離提純的酶。過氧化氫酶：過氧化氫酶存在于動植物細胞中，特別在動物肝臟濃度最高。將有毒的過氧化氫分解為水和氧氣。酪氨酸酶：催化酪氨酸轉變為黑色素的關鍵酶，白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因，解旋酶：作用于氫鍵，使DNA的兩條鏈解旋

DNA聚合酶（DNA復制）：以DNA為模板的DNA逆轉錄酶：使RNA逆轉錄成DNARNA聚合酶（轉錄）：催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈RNA復制酶：以RNA為模板的RNA聚合酶DNA連接酶：形成磷酸二酯鍵，使兩個DNA片段連接形成重組DNA纖維素酶、果膠酶：主要用于破壞植物細胞壁。用于制備植物細胞的原生質體胰蛋白酶（膠原蛋白酶）：使動物組織、器官分散成單個細胞，便于動物細胞培養1.高效性分析：1.酶比無機催化劑的催化效率更高；2.酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變化學反應的平衡點。3.酶不能改變最終生成物的量。與無機催化劑相比，酶能更顯著地降低反應的活化能，從而使反應更高效地進行二、酶的特性2.專一性一種酶只能催化一種或一類化學反應二、酶的特性使細胞代謝能夠有條不紊的進行還有哪些物質具有特異性或專一性？激素tRNA轉運蛋白抗體受體神經遞質細胞因子3.酶的作用條件溫和淀粉酶37℃戶外植物中的某種酶最適溫度15℃ABC①低溫降低酶活性，但不會破壞酶分子結構，溫度適宜時，酶的催化作用可以恢復。②低溫下酶空間結構穩定,所以酶一般在低溫條件下保存。高溫、強酸、強堿，破壞酶的結構。二、酶的特性測定ɑ-淀粉酶活性，結果50℃時酶的活性最高，0℃、100℃時酶活性很低。在進一步的實驗中，如何證明0℃、100℃對酶活性的影響是不同的酶濃度[E]反應速率底物充足1.酶濃度在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度呈正相關。a底物有限bcN酶濃度反應速率0ab：在一定的酶濃度范圍內（0-N），隨酶濃度的增加，反應速率增加b：當酶濃度增大到某一值時（N），反應速率達到最大值，不再增加酶濃度較低，底物沒有完全被酶結合底物完全被酶結合ab限制因素：bc的限制因素：酶濃度底物濃度酶促反應速率的影響曲線分析2.底物濃度abcM酶濃度一定底物濃度[S]反應速率Oab：在一定底物濃度范圍內（0，M），隨底物濃度的增加，反應速率增加b：當底物濃度增大到某一值時（M），反應速率達到最大值，不再增加酶沒有完全被底物結合酶完全被底物結合bc限制因素：酶濃度ab限制因素：底物濃度思考：再加入一定量的酶，曲線應該怎么變？三、酶促反應速率的影響曲線分析3.溫度和pH三、酶促反應速率的影響曲線分析不同pH條件下，酶最適溫度不變；不同溫度條件下，酶最適pH也不變，即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min,可較好地保持甜味。其原因是高溫破壞將可溶性糖轉化為淀粉的酶的活性如胃蛋白酶原進入胃腔后，在HCl作用下，從酶原分子中脫去一個小分子肽段后，轉變成有活性的胃蛋白酶。指有些酶在合成和初分泌時，不表現有催化活性，這種無活性狀態的酶的前身物稱為酶原。酶原在一定條件下，受某種因素的作用，酶原分子的部分肽鍵被水解，使分子結構發生改變，形成酶的活性中心，無活性的酶原轉化成有活性的酶稱酶原的激活。4.酶的激活三、酶促反應速率的影響曲線分析大部分激活劑是無機鹽離子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。競爭性抑制劑5.酶的抑制三、酶促反應速率的影響曲線分析非競爭性抑制劑指與酶的活性位點以外的部位結合，使酶分子形狀發生了變化，活性位點不適于接納底物分子的化學試劑。非競爭性抑制劑(1)人發燒時不想吃東西，原因是體溫升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。(2)唾液淀粉酶隨食物進入胃內就會失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8，而胃液的pH為0.9～1.5。(3)胰島素等蛋白質類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會導致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)不會被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。酶在生活中的應用實例分組編號對照組實驗組說明1號2號3號4號相同處理2mL過氧化氫溶液無關變量不同處理常溫90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液自變量氣泡產生不明顯少量較多大量因變量衛生香復燃不復燃不復燃變亮復燃結果過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素1.驗證酶的高效性

①1、4號試管對照?酶具有催化作用。②1、3、4(或3、4)號試管對照?與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。驗證酶的專一性方案一酶相同、底物不同方案二底物相同、酶不同不選碘液鑒定的原因是什么？探究酶的專一性及影響酶活性的因素步驟1淀粉＋淀粉酶蔗糖＋淀粉酶260℃保溫5min3分別加2ml斐林試劑4煮沸1min,使其停止反應現象磚紅色沉淀無顏色變化結論酶具有專一性步驟1淀粉＋淀粉酶淀粉＋蔗糖酶260℃保溫5min3分別加2ml斐林試劑4煮沸1min,使其停止反應現象磚紅色沉淀無顏色變化結論酶具有專一性建議：淀粉酶探究溫度對酶活性的影響建議：H2O2探究pH對酶活性的影響探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素探究溫度/PH對酶活性影響的實驗思路3.探究溫度對酶活性的影響思考：①為何不選斐林試劑鑒定？實驗要嚴格控制溫度，斐林試劑需加熱H2O2常溫常壓可分解，加熱分解更快②實驗材料可不可以選H2O2?探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素試管步驟11′22′33′淀粉溶液2mL/2mL/2mL/淀粉酶溶液/1mL/1mL/1mL不同溫度下處理5min0℃60℃100℃將同一溫度下的兩種物質混合后保溫5min，其它條件相同且適宜滴加碘液1滴1滴1滴結果(現象)變藍不變藍變藍結論：酶的催化作用需要在適宜的溫度下進行，溫度過高或過低都會影響酶的活性。若要探究木瓜蛋白酶的最適溫度，實驗的基本思路是

設置一系列溫度梯度，其他條件相同且適宜，分別測定木瓜蛋白酶對蛋白質的分解速率4.探究pH對酶活性的影響實驗步驟一1號2號3號二各加入肝臟研磨液2滴三加蒸餾水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH三各加入3%過氧化氫2mL四在37℃條件下反應約5min，記錄氣泡產生情況實驗現象幾乎無氣泡較多氣泡幾乎無氣泡結論過酸、過堿會影響酶的活性，適宜pH下酶的催化效率最高思考：為什么選肝臟研磨液，而不選淀粉酶？酸性條件下淀粉會分解四、探究酶的專一性、高效性及影響酶活性的因素注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結果。(3)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合，保證反應從一開始就是預設的溫度。(4)在探究pH對酶活性的影響實驗中，宜先保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調至實驗要求的pH后再讓反應物與酶接觸，不宜在未達到預設pH前，讓反應物與酶接觸。(5)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。（6）用不同底物、同種酶來探究酶的專一性時，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(兩種底物)，則應用斐林試劑作為檢測試劑，不能選用碘液作為檢測試劑。因為碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色例.下列關于酶特性實驗設計的敘述中，正確的是(

)A.驗證酶的專一性時，自變量一定是酶的種類B.驗證酶的高效性時，自變量是酶的濃度C.探究溫度對酶活性影響時，自變量是溫度D.探究酶催化作用的最適pH時，應設置過酸、過堿、中性三組答案C解析驗證酶的專一性時，自變量可以是酶的種類，也可以是底物的種類，A錯誤；驗證酶的高效性時，自變量是催化劑的種類，B錯誤；探究溫度對酶活性影響時，自變量是溫度，C正確；探究酶催化最適pH時，過酸、過堿會使酶變性，使結果不精確，應設置酸性、中性、堿性多組不同pH的實驗組，使實驗盡可能精確，D錯誤。例.某興趣小組在生物實驗室中發現一酶試劑，由于標簽受損，無法確定該酶的具體種類，已知其可能是淀粉酶或蔗糖酶。為判斷該酶的具體種類和作用條件，該小組成員給出了以下建議，其中不合理的是(

)A.取部分酶和少量淀粉溶液混合，一定時間后，滴加碘液檢測B.取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一定時間后，利用斐林試劑檢測C.若已確定該酶是淀粉酶，可使用斐林試劑作檢測試劑探究溫度對酶活性的影響D.若已確定該酶是蔗糖酶，可利用蔗糖來研究pH對酶活性的影響答案C解析使用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，因此在探究溫度對酶活性的影響時不能使用斐林試劑作檢測試劑，C錯誤；取部分酶和少量淀粉溶液混合，若該酶為淀粉酶，則淀粉被水解，一定時間后，滴加碘液溶液不變藍色；若該酶為蔗糖酶，則淀粉不被水解，一定時間后，滴加碘液后溶液變藍色，A正確；取部分酶和少量蔗糖溶液混合，若該酶為蔗糖酶，則蔗糖被水解，利用斐林試劑檢測會出現磚紅色沉淀；若該酶為淀粉酶，則不出現磚紅色沉淀，B正確；可用蔗糖作為底物來探究pH對蔗糖酶活性的影響，D正確。例.下列關于實驗中“一定”的敘述，正確的是(

)A.探究pH對酶活性的影響時，一定先將酶與底物混合處理，再調節pHB.探究溫度對酶活性的影響時，用過氧化氫酶進行實驗一定能成功C.比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗，持續加溫一定會使衛生香的復燃更猛烈D.探究人體消化酶的最適pH時，一定要先將水浴調整到相同且適宜的溫度答案D解析探究pH對酶活性的影響時，應先將酶與底物在相應的pH條件下處理，然后混合，若先將酶與底物混合再調pH，則在調pH前已發生反應，會影響實驗結果，A錯誤；溫度會影響過氧化氫的分解，探究溫度對酶活性的影響時，不能用過氧化氫和過氧化氫酶進行實驗，B錯誤；在比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中，持續加溫會導致過氧化氫酶失活，故不一定使衛生香復燃更猛烈，C錯誤；探究人體消化酶的最適pH時，pH是該實驗的自變量，溫度屬于無關變量，實驗中無關變量應保持相同且適宜，D正確。例.已知淀粉在酸性條件下能被水解，如圖表示pH對淀粉酶活性的影響結果。下列有關敘述正確的是(

)

A.分析實驗結果可知，該淀粉酶的最適pH為7B.若在強酸條件下淀粉的剩余量較少，則淀粉酶具有活性C.當pH＝3時，淀粉酶的活性比pH＝9時的活性高D.分離在pH＝13時的淀粉酶，其能與雙縮脲試劑產生紫色反應答案

D解析分析柱形圖可知，1h后，這幾組實驗中pH為7的條件下淀粉的剩余量最少，淀粉酶的最適pH在7左右，但最適pH并不一定是7，A錯誤；在強酸條件下，酶的空間結構發生改變，淀粉酶失活無法發揮作用，且因淀粉在酸性條件下能被水解，因此在強酸條件下淀粉的剩余量較少，并不是淀粉酶催化(淀粉酶沒有活性)的結果，B錯誤；分析柱形圖可知，pH為3條件下和pH為9條件下淀粉剩余量基本相等，由于淀粉在酸性條件下能被水解，因此pH為3條件下的酶活性低于pH為9條件下酶的活性，C錯誤；淀粉酶的化學本質為蛋白質，pH為13條件下，淀粉酶的空間結構會發生改變，但肽鍵沒有斷裂，故仍然能與雙縮脲試劑產生紫色反應，D正確。例．下列關于酶的敘述，正確的是A．酶提供了反應過程所必需的活化能從而提高了化學反應速率B．活細胞能通過轉錄、翻譯產生酶，或通過轉錄產生酶C．人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能在人體的內環境中起作用D．酶的形成都要經過核糖體的合成、內質網和高爾基體的加工等幾個階段【答案】B【解析】酶的作用機理是降低化學反應所需的活化能，A項錯誤；酶的化學本質是蛋白質(經轉錄、翻譯合成)或RNA(經轉錄合成)，B項正確；酶在細胞內或細胞外均可起作用，C項錯誤；在細胞內發揮作用的酶一般不需要內質網和高爾基體的加工，少數酶是RNA，其合成不需要核糖體、內質網和高爾基體參與，D項錯誤。例.下列有關酶的實驗中，選材及檢測指標能達到實驗目的是（）選項實驗目的選材檢測指標A探究酶具有高效性蛋白質、蛋白酶用雙縮脲試劑檢測，觀察顏色變化B探究酶的最適pH淀粉、新鮮的唾液加入碘液，觀察顏色變化C探究酶的最適溫度過氧化氫、過氧化