5.1 酶

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第5章 细胞的能量供应和利用

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

缩合酶

第1节 降低化学反应活化能的酶

讨论一：这个实验要解决什么问题？

讨论二：是什么物质使肉块消失了？

讨论三：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。

是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。

1、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

高温 /Fe3＋ /过氧化氢酶

实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。

实验原理：过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。

比较过氧化氢在不同条件下的分解速率

2ml

2ml

2ml

3%

3%

3%

常温

90℃

FeCl3

肝脏研磨液

2滴清水

2滴清水

2滴

2滴

过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。酶的催化效率最高。

反应条件

对照组

实验组

(1)与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？

2号试管放出的气泡多。说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率

(2)在细胞中，能通过加热来提高反应速率吗？

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？

在一定催化剂和较温和的条件下，过氧化氢就可以被分解。

(4)3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？

4号试管中的反应速率快，可以说明，与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率要高某某

(5)这个实验为什么要选择新鲜的肝脏？为什么要研磨？

过氧化氢酶是蛋白质，放置久了会受到细菌的作用，使组织中的酶分子数量减少或活性降低。研磨目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，加速分解。

(6)滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？

不能。否则滴入的氯化铁溶液中因含有少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性

9

现象解释：

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称为活化能

加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道

酶的催化机理——降低反应活化能

m

⑴1、4对照说明：

⑵3、4对照说明：

酶具有催化作用

酶具有高效性

时间

0

生成物的量

酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。

说明：

13

反

应

物

量

时间

0

1

3

4

14

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。

各条件使反应加快的本质：

加热：

Fe3+：

酶：

提高分子的能量

降低化学反应的活化能

更显著地降低化学反应的活化能,

催化效率更高

分析实验结果：

一、酶的本质

阅读课本81-82页“资料分析”：2min

找出每一位科学家的研究背景、

过程、结论及贡献

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

毕某某

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

李某某

切赫、奥特曼

少数RNA也具有生物催化功能

来源

二、酶的概念

本质

功能

酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？

酶在细胞内外都能发挥作用

活化能

反应进程

能量

下图表示化学反应中的能量变化，请在图中添加无机催化剂和酶催化下的曲线图

底物

产物

酶所催化的反应叫酶促反应。 酶促反应中被酶作用的物质叫做底物， 经反应生产的物质叫做产物。

思考：酶促反应的速率用什么来表示？

酶催化能力的大小用什么来表示？

酶促反应的速率：单位时间底物的消耗量或者产物的生成量

三、酶的特性

1、酶具有高效性

酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013 倍

酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。

请用坐标曲线图表示酶的高效性

未加酶

时间

生成物的量

每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

四、酶的特性

2、酶具有专一性

⑴ H2O2酶只能催化 的分解；

⑵脲酶只能催化 的分解；

⑶二肽酶能催化 的水解。

H2O2

尿素

任何二肽

（一类反应）

⑴方法：

⑵举例：

⑶练习：

①催化脂肪水解的酶： ；

催化脂肪酶水解的酶： 。

②催化植物细胞壁水解的酶：

<来源>+底物+“酶”

胃蛋白酶、唾液淀粉酶、DNA酶

脂肪酶

蛋白酶

纤维素酶和果胶酶 。

酶的命名

2、酶具有专一性

思考：怎样设计实验验证酶具有专一性？

方案一：同一种酶+不同底物

方案二：同一底物+不同的酶

淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。

验证淀粉酶的专一性

小知识

酶的专一性的机理

酶对于它所作用的反应物有着严格的选择,它只能催化反应物的结构与自身空间结构相匹配的反应，就如同一把钥匙配一把锁一样,这就是锁和钥匙学说。

问题聚焦

1、选择淀粉还是H2O2作为实验材料？

三组：高温，低温和常温！

2、要设计几组实验？选择几个温度？

淀粉。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

探究温度对酶活性的影响

探究温度对淀粉酶活性的影响

1、实验原理

⑴淀粉 麦芽糖+葡萄糖

⑵淀粉+碘液→蓝色

2、实验步骤

淀粉酶

均2滴

均2mL

蓝色

0℃

100℃

60℃

无明显现象

只有在一定温度下酶的催化效率最高

蓝色

探究温度对淀粉酶活性的影响

均2滴

3、实验结果

4、实验结论：

2.to之前，酶的活性受到抑制。（温度升高活性可恢复）

应用：低温（0-4℃）保存酶。

3.to之后，酶的空间结构破坏，逐渐变性失活。

（活性不可恢复）

动物：35---40摄氏度

植物: 40--50摄氏度

细菌、真菌:差别较大

1.每种酶都有自己的最适温度.

探究pH对酶活性的影响

1、实验原理

2、实验步骤

2 H2O2 → 2 H2O + O2

要设计几组实验？选择几个PH？

观察指标怎么确定？

1号试管

2号试管

3号试管

均加入过氧化氢酶2滴，振荡

均加入2mL过氧化氢溶液

无明显变化

蒸馏水 1ml

NaOH 1ml

HCl 1ml

将带火星的卫生香分别放入试管中

只有在适合的pH下酶的催化效率最高

复燃

无明显变化

探究pH对酶活性的影响

1.每种酶有最适的pH.

⑴动物体:6.5---8.0（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8---9）

⑵植物体:4.5-----6.5

（不可恢复）

PH

过氧化氢酶

四、酶的特性

3、酶的催化作用需要适宜的条件

1）需要适宜的温度

2）需要适宜的pH值

高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？

不同，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。

1.影响酶活性的因素：

2.影响酶促反应速率V的因素：

酶浓度

底物充足

底物浓度、酶浓度

V

酶浓度

V

底物有限

温度、pH等

酶浓度的限制

V

底物浓度

酶浓度/底物浓度/反应物浓度

酶活性

P86拓展题

课堂小结

1、下列说法正确吗？

A.酶只能在细胞内起作用

B.酶能提供使反应开始所必需的活化能

C.酶在催化过程中不断被消耗

D.酶都是在核糖体上合成的

E.凡是活细胞都能产生酶

F.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶

G.酶是细胞代谢所必需的

反馈训练

1.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本

原因是 ( )

A.消化道内食物尚未消化

B.发烧使胃肠蠕动减弱

C.体内的食物残渣排出受阻

D.高烧使酶的活性减弱

随堂联系

D

2.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

随堂联系

C

3、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放

在370C的恒温水浴中，酶的催化效率前后

变化是 ( )

A、不断降低 B、先升后降

C、先降后升 D、没有变化

随堂联系

D

4.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

随堂联系

5、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值至2.0，保存于37 ℃的水浴锅中，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

A

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