4.2 酶催化细胞的化学反应课件高一上学期生物沪科版必修1

酶催化细胞的化学反应第二节第四章细胞的代谢高一生物

必修一1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。1、为什么要将肉块放在金属笼内？2、是什么物质使肉块消失了？便于取出实验材料（肉块），排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。是胃内的化学物质将肉块分解了问题探讨酶在生命活动中起什么作用？

在细胞中，几乎所有的化学反应都有酶的参与。观察酶的催化作用思考与讨论：1.指出本实验中的对照组，说明其在实验中的作用。2.描述试管B、C的实验现象，并尝试分析肝脏中过氧化氢酶的作用。

动物肝脏细胞中有丰富的过氧化氢酶，可催化过氧化氢（H2O2）的分解，放出O2。FeCl3是无机催化剂，也可催化H2O2分解。通过比较两种催化反应的气泡产生量，可以判断酶的催化效率。取3支试管，分别标记为A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。然后，用带火星的线香插入各试管内测试火光亮度变化，并将实验结果记录在表中。1．酶是生物催化剂

在“观察酶的催化作用”实验中看到，H2O2在常温下分解缓慢；加入新鲜的动物肝脏匀浆液后，H2O2迅速分解，释放出O2，说明肝脏中的过氧化氢酶可以加快反应速率。蒸馏水组FeCl3组

动物肝脏匀浆组H2O2H2O2H2O21．酶是生物催化剂---“利他不舍己”H2O2分解的反应式如下：从反应式中可以看到，酶既不是反应物，也不是产物，而是起催化剂的作用。在反应中，酶可以重复使用，反应物称为酶的底物。1．酶是生物催化剂α-淀粉酶是一种与糖、脂代谢密切相关的酶，图1显示了α-淀粉酶催化底物水解过程。抑制α-淀粉酶的活性能有效阻止食物中碳水化合物在机体内的消化和水解，从而减少糖分的摄入，控制血糖升高。

（1）上图中字母

B和

D分别代表（

）A.淀粉；麦芽糖B.淀粉；

葡萄糖C.α-淀粉酶；麦芽糖D.α-淀粉酶；葡萄糖②

酶都是蛋白质

（

）③

酶只在细胞内有催化作用

（

）酶是活细胞产生的具有催化作用的生物大分子其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA？判断酶的来源酶的功能酶的本质✗✗酶的本质✽有些酶在

发挥作用，有些酶在

发挥作用（如：消化酶），酶也可以

发挥作用（如：加酶洗衣粉中的酶）细胞内细胞外在体外酶活性

我们将酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，也叫酶活力，可用其在一定条件下催化某一化学反应的速率表示。化学反应速率：单位时间内底物的消耗量和产物的生成量两幅图展示了两个工人1h内的搬砖数量，你认为左右两个工人谁的效率高？如果把工人想成酶那么谁的酶活性更高？左边，相同时间内搬的砖多左边2．酶的功能与其分子结构相关

酶的命名：习惯上根据酶的底物或所催化的反应来命名。例如，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶。酶的特性（1）酶具有高效性

无机催化剂遇到酶---“小巫见大巫”

酶具有非常高的催化效率（高效性）。例如，单个过氧化氢酶分子在1s内可以催化四千万个过氧化氢分子分解；相比无机催化剂（FeCl3)催化效率高酶的特性

（2）酶具有专一性

细胞中已知的酶有数千种，每一种酶通常只催化一种或一类化学反应（专一性）。能否用碘液代替斐林试剂？不能，蔗糖和碘液本来就不反应淀粉水解后也不反应酶的特性---专一性白化病酪氨酸酶缺乏黑色素合成缺陷白化病白化病病因酶活性受环境因素影响-温度影响组别第一组第二组第三组试管1号2号3号4号5号6号实验步骤一2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液2mL淀粉溶液1mL淀粉酶溶液二冰水中水浴60℃中水浴沸水中水浴三1与2试管混合摇匀，充分反应3与4试管混合摇匀，充分反应5与6试管混合摇匀，充分反应四取出试管，滴2滴碘液，观察取出试管，滴2滴碘液，观察取出试管，滴2滴碘液，观察预期现象蓝色不变蓝蓝色实验结论温度过低或过高都会影响淀粉酶的活性，60℃左右淀粉酶的活性最高343．酶活性受环境因素影响-温度影响

酶通常在其适合的温度时活性最高，如人体内酶的最适温度范围是35~40℃，低于或高于最适温度，酶活性均会降低。高温会破坏酶的空间结构，产生不可逆的变化，使酶活性丧失。3．酶活性受环境因素影响-温度影响

不同种类的生物，其细胞中的酶有各自最适温度。例如，一些生活在高温温泉中的微生物甚至能在100℃水体中生存，它们细胞中的酶在高温环境下活性较高。美国黄石公园的热泉中微生物酶活性受环境因素影响-pH影响口腔内的唾液淀粉酶适合中性环境，胃蛋白酶的最适pH范围则在2左右，胰腺分泌的胰蛋白酶在小肠工作，适应弱碱性的环境。酶制剂活性中心

酶的功能与其分子结构密切相关。酶分子上有与底物结合并起催化作用的空间区域，称为活性中心。底物只有与酶的活性中心契合时才能被催化。反应完成后，酶释放出产物，又会接受下一个底物分子进行新一轮反应。广角镜：酶抑制剂--药物设计

有一些物质会对酶产生抑制作用，引起酶的活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。常见的抑制形式有：

①抑制剂与底物竞争酶的活性中心，减少底物与酶的有效结合；

②抑制剂与酶的其他部位结合，改变了酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合。广角镜：酶抑制剂许多农药和药物是依据这种机理设计的，如竞争性抑制剂：除草剂草甘膦-抑制植物体内重要的酶进而导致植物死亡竞争性抑制剂：抗癌药物等-氟尿嘧啶（Fluorouracil）、替加氟（Tegafur），卡培他滨（Capecitabine）。

它们抑制胸苷酸合成酶，导致DNA合成原料胸腺嘧啶缺乏。

竞争性抑制剂：镇痛的布洛芬-抑制环氧合酶（COX）活性非竞争性抑制剂：利匹韦林-实验4-2研究温度对淀粉酶活性的影响酶活性是反映酶功能的重要指标，一般通过测定单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，DNS试剂（主要成分为二硝基水杨酸）与还原糖反应产生颜色变化，还原糖量越多，颜色变化越大。可通过分光光度法定量测定颜色变化来测定淀粉酶活性。实验目标实验原理探究温度对淀粉酶活性的影响实验4-2研究温度对淀粉酶活性的影响实验材料

0.005%淀粉酶溶液、0.25%可溶性淀粉溶液、DNS试剂、5%NaOH溶液、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、温度计、分光光度计、冰块、恒温水浴锅等。实验4-2研究温度对淀粉酶活性的影响分析结果1．测定的吸光度与酶活性之间的关系是什么？2．描述你绘制的曲线，解释温度对酶活性的影响。从曲线中能否得出该淀粉酶反应的最适温度？

课堂练习1．在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向瓶中迅速加入等量的如图中的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列相关分析正确的是()A．实验中的自变量是温度B．肝脏研磨液中的H2O2酶通过提供能量而起催化作用C．上述装置中，沉入底部的烧瓶最先浮起的是图3D．图1与图2对照或图2与图3对照，均能说明酶具有高效性C2．在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行是因为()A．酶的催化效率具有