降低化学反应活化能的酶上课

第5章细胞的能量供应和利用本节聚集：1.细胞代谢为什么离不开酶？2.酶是什么？3.科学家是怎样研究酶的本质的？第1节降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质细胞代谢=细胞中的化学反应一酶的作用和本质细胞代谢过程中会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。幸而细胞中的过氧化氢酶能分解过氧化氢，使其变成氧和水。2H2O2

2

H2O+O21.常温2.加热3.FeCl3

4.加肝脏研磨液（一）酶在细胞代谢中的作用步骤试管编号

1234

一

H2O2浓度

剂量二

剂量结果气泡产生卫生香燃烧“对照实验”与“控制变量”2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%不处理90℃FeCl3肝脏研磨液2滴2滴不明显少量较多大量变亮复燃反应条件自变量因变量无关变量对照组实验组对照实验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。酶凭什么能担此大任？1molH2O2由常态变为容易分解的活跃状态时需要吸收75KJ的热量，这75KJ就是每molH2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29KJ的热量就可以转变为活跃的状态。如何解释需要吸收的热量减少了呢？

酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。使细胞代谢在温和条件下快速进行。1.从探求葡萄酒为什么变酸开始说起(2)那时人们认为酿酒过程是一个纯化学过程，与生命活动无关。(1)酿酒的基本原理：糖类发酵酒精+二氧化碳（二）关于酶本质的探索巴斯德认为糖类转变为酒精必须有什么参与？酵母菌活细胞人物巴斯德李比希争论的焦点发酵与活细胞有关发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用引起发酵的是细胞中的某些物质这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用

美国生物化学家萨姆纳从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（这种酶能使尿素分解成氨和二氧化碳，刀豆中脲酶多，易于测定）。他尝试了各种方法，经历一次又一次的失败，终于在1926年成功地分离出了脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。

直到1930年至1936年间，诺塞洛泼和库尼兹相继得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质，酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受。

很多年来，人们一直认为所有的酶都是蛋白质。20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德糖发酵成酒精必须有酵母菌活细胞参与引起糖发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，并且这些物质只有在细胞外才起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，称该物质为酿酶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？酶(Enzyme)的概念:绝大多数是蛋白质,还有极少数的是RNA。酶是

产生的一类具有

作用的

。活细胞催化有机物下列说法正确吗？A.酶只能在细胞内起作用（）B.酶都是在核糖体上合成的（）C.凡是活细胞都能产生酶（）D.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶（）E.酶是细胞代谢所必需的（）××√√√1、酶的基本组成单位是（）

A．氨基酸B.核苷酸

C.氨基酸或核苷酸D.甘油和脂肪酸C2、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,这种药片的主要功能是()

A.增强免疫力B.提供能量

C.减肥D.助消化D3、绝大多数酶彻底水解后的产物为()

A.多肽B.氨基酸

C.核苷酸D.核糖核苷酸B4、下列关于酶本质的研究,按研究时间的先后顺序,排列正确的是()①证明了脲酶是一种蛋白质②酒精发酵需要活细胞的参与③发现少数RNA也具具有生物催化功能④人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳⑤用不含酵母菌的提取液进行发酵获得成功,证明生物体内的催化反应也可能在体外进行A.①⑤④②③B.③④⑤②①C.⑤③④①②D.④②⑤①③D

路易斯·巴斯德（公元1822-1895年）法国微生物学家、化学家。他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。循此前进，在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问题。从此，整个医学迈进了细菌学时代，得到了空前的发展，人们的寿命因此而在一个世纪里延长了三十年之久。巴斯德曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所所长。在他的一生中，曾对同分异构现象、发酵、细菌培养和疫苗等研究取得重大成就，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学，被后人誉为“微生物学之父”。

二酶的特性（一）酶具有高效性比较过氧化氢酶和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？

3.FeCl3

4.加肝脏研磨液酶的具有高效性1、事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的

倍。107～10133、酶具有高效性的意义：

保证了细胞代谢的顺利进行。2、上述实验说明了：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

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？你有怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？淀粉溶液蔗糖溶液实验步骤一二三实验现象结论加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min2号试管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林试剂振荡约60℃水浴2min1号试管中加入2mL淀粉溶液白色无变化棕色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

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。许多无机催化剂能够在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应（盐酸催化淀粉水解需要245kPa的高压和140---150℃的高温下进行）。

酶起催化作用需要怎样的环境条件呢？探究影响酶活性的条件酶活性:酶对化学反应的催化效率。初中做消化酶实验时，需要控制温度。加酶洗衣粉的包装袋上，往往注明这种洗衣粉的适用浓度范围。探究温度对淀粉酶活性的影响(1)自变量：温度（已知淀粉酶的适用温度范围是50～75℃）(2)因变量：(3)无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、时间、温度是否达到预设的温度等（0℃、60℃、100℃）如何检测？淀粉淀粉酶麦芽糖2.实验用品：质量分数为3％的可溶性淀粉溶液、质量分数为2％的淀粉酶溶液、冰水（0℃）、热水、碘液(4)实验原则：单一变量原则、重复性原则1.实验设计时要考虑的问题：

试管

3.具体操作步骤加入淀粉酶溶液保温5分钟加入淀粉溶液1231mL1mL1mL0℃60℃100℃2mL2mL2mL1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化1’2’3’0℃60℃100℃将对应编号的溶液混合将1’试管淀粉溶液倒入1号管，2’试管的倒入2号管，3’试管的倒入3号管，振荡摇匀0℃60℃100℃////////////保温5分钟4.进行实验/实验：探究温度对酶活性的影响材料用具：碘液。新鲜的淀粉酶溶液。可溶性淀粉溶液。60℃左右的热水。大烧杯和沸水。冰水。试管架、试管、温度计、量筒、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴。实验步骤：取三只洁净的试管，编上号1，2，3，并分别注入1ml淀粉酶溶液。将三只试管分别放入沸水，60℃左右的热水，冰水中，维持各自的温度5分钟。再向1'，2'，3'，三只试管中各注入2ml新鲜的淀粉溶液。依次放入沸水，60℃左右的热水，冰水中，维持各自的温度5分钟。分别将1'，2'，3'试管中的淀粉溶液倒入1号，2号，3号试管中，然后摇匀，再放入各自温度的烧杯中，维持各自的温度5分钟。再向1号，2号，3号试管中各滴入一滴碘液，然后摇匀。观察并记录这三只试管中，溶液颜色的变化情况。实验现象：2号试管中的液体未变蓝，1号和3号试管中的液体变蓝。

123

1滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0℃60℃100℃保温5.分析实验结果，得出结论

温度会影响酶的活性温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在消化道中起作用的。唾液pH为6.2—7.4，胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。探究pH对过氧化氢酶活性的影响(1)自变量：(2)因变量：(3)无关变量：(4)实验原则：实验设计时要考虑的问题：无气泡产生

（三）酶的作用条件较温和思维拓展：①当分析底物浓度对酶催化反应速率的影响时，一定要考虑酶浓度条件，如图5-1-3所示。图5-1-3②当分析酶浓度对酶催化反应速率的影响时，一定要考虑底物浓度的条件，如图5-1-4所示。丙（底物浓度一定)丁（底物充足）图5-1-4酶酶[2014·