第1节 降低化学反应活化能的酶

问题探讨

问题探讨 1、为什么将肉块放入金属笼内？ 2、是什么物质使肉块消失了？ 3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？ 排除物理性消化 是胃内的化学物质将肉块分解了。 3、胃内起催化消化作用的物质主要是什么？

2 H2O2 → 2 H2O + O2 2 H2O2 → 2 H2O + O2 2 H2O2 → 2 H2O + O2 Fe3+ 2 H2O2 → 2 H2O + O2 过氧化氢酶 2 H2O2 → 2 H2O + O2 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 检验方法？ 带火星的卫生香

想一想 1、为什么要选用新鲜的肝脏？ 2、为什么要将肝脏制成研磨液？

过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 实验步骤： 实验组 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 二 观察 结论 对照组 对照实验 变量 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3% 无关变量 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 肝脏研磨液 反应条件 常温 90℃ FeCl3 自变量 剂量 2滴 2滴 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 因变量 带火星的木条 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 实验

无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一 人为控制改变 控制变量与对照实验： 自变量：实验中 的变量。 因变量：随 而变化的变量。 无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些 ，对 造成影响。 人为控制改变 自变量 可变因素 实验结果 对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。 对照实验一般要设置对照组与实验组。 实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则； 等量性原则；科学性原则

试一试对现象的分析 1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？ 2号试管，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率； 2） 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率， 3）3号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快,这说明了什么？ 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多，

实验的注意事项： 1 必须用新鲜肝脏做实验材料。 2 实验使用肝脏的研磨液,加大肝脏内过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。 3 不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。 4 过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 5 观察产生氧气多少的途径： A、观察产生气泡的数目的多少。 B、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火焰的卫生香复燃。

？ 问题质疑： 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 1、与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢就能分解？ 加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。 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

FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号试管的相同吗？ 降低了化学反应的活化能

酶具有高效性 与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 3号试管加FeCl3溶液 4号管加 新鲜肝脏研磨液 质量分数为20%的肝脏研磨液 质量分数为3.5%的FeCl3溶液 过氧化氢酶 Fe3+ 所含酶相对数量：1 Fe3+的相对数量：25万 3号试管加FeCl3溶液 4号管加 新鲜肝脏研磨液 气泡：较多 气泡：大量 卫生香：不猛烈 卫生香：猛烈 与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 酶具有高效性

没有酶催化 酶使活化能降低 能量 有酶的催化 反应过程

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

2、现象解释：

一、 酶的本质 阅读教材P81－82,“关于酶本质的探索”思考： 巴斯德、李毕希、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各是什么？

酶 功能 来源 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。 合成原料？？？ 酶的本质： 化学本质 催化性 大部分是蛋白质，少部分是RNA 降低化学反应活化能 酶的本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。

D 课堂练习 1.下列有关酶的叙述错误的是 A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B.少数的酶是RNA C.每种酶都具有高效性，专一性

B B．自变量要始终保持相同 C．无关变量要始终相同且适宜 D．要遵循单因子变量原则 2．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是 A．要设置对照组和实验组 B．自变量要始终保持相同 C．无关变量要始终相同且适宜 D．要遵循单因子变量原则 B

A 3．同无机催化剂相比，酶具有更高的 催化效率的原因是 A．降低反应的活化能的作用更显著 B．能供给反应物能量 C．改变了反应的途径 D．能降低反应活化能 A

4下列能水解脂肪酶的酶是( ) A.脂肪酶　　B.淀粉酶　　 C.蛋白酶　　D.肽酶 C

二、酶的特性 1.酶具有高效性 超效加酶 事实上，酶的催化效率一般是无机催化剂的107～1013倍。

酶高效性的曲线 （1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化 剂相比，酶的催化效率更高。 （2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间, 不改变化学反应的平衡点。 （3）酶只能催化已存在的化学反应。

酶具有专一性 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。 口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。 无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。 口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。 由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。 酶具有专一性

2、酶具有专一性 酶催化反应的机制（底物-酶结合）

实验：酶具有专一性 广东省四会市四会中学 方仲扬 淀 粉 酶 蔗 糖 酶 有 无 有 无 序号 项 目 试管 1 2 3 4 淀 粉 溶 液 项 目 试管 1 2 3 4 淀 粉 溶 液 2mL / 蔗 糖 溶 液 淀 粉 酶 蔗 糖 酶 5 斐 林 试 剂 6 砖红色沉淀 广东省四会市四会中学　方仲扬 有 无 有 无

2、酶具有专一性 酶A 未加酶 反应速率 （酶B） 底物A浓度

3、酶的作用条件较温和 温度低于最适温度时 酶活性随着温度的升高而上升 最适温度时： 酶活性最高 温度高于最适温度时 υ/mmol. s-1 温度低于最适温度时 酶活性随着温度的升高而上升 最适温度时： 酶活性最高 最适温度 温度高于最适温度时 t/℃ 酶活性受温度影响示意图 酶活性随着温度的升高而下降 动物:35~40oC； 植物:40~50oC之间； 微生物最适温度差别很大 有些人工酶：60oC

实验： 探究温度对酶活性影响实验 一系列温度梯度分别处理淀粉和淀粉酶溶液，淀粉和相应温度淀粉酶溶液混合一段时间，其它因素一致，滴加碘液，检测是否出现蓝色及蓝色的深浅，即达到实验目的。 操纵自变量，控制无关变量。 检测因变量，表达实验结果。

注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒 （2）实验设计程度 ①取淀粉、淀粉酶分别放入试管 ↓ ②各自在所控制的温度下处理一段时间 ③淀粉与相应温度的淀粉酶混合 ④在各自所控制的温度下保温一段时间 ⑤滴加碘液，观察颜色变化 注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒

pH低于最适pH时 酶活性随着pH的升高而上升 最适pH时： 酶活性最高 pH高于最适pH时 酶活性随着pH的升高而下降 动物:6.5~8.0 例外，胃蛋白酶的最适pH:1.5 植物:4.5~6.5。

实验 探究PH值对酶活性影响实验的实验思路 一系列PH梯度的溶液分别处理H2O2酶，用不同PH值处理的H2O2酶催化H2O2分解，其它因素一致，观察气泡的产生量及卫生香的助燃情况，即达到实验目的。 操纵自变量，控制无关变量。 检测因变量，表达实验结果。

pH对酶活性的影响 实验程序 注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH 步 骤 实验操作 内容 试管1 试管2 试管3 1 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2 注入不同pH 的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH 3 注入等量的 H2O2溶液 2 mL 4 观察现象 有大量气泡 产生 无气泡 注意：实验程序中2、3步一定不能颠倒

实验探究出影响酶活性的条件 a.材料的确定：过氧化氢不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。研究温度对酶活性影响的实验时不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂的使用需要加热，而加热会改变酶的活性。 b.实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时， 可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。 c.变量的确定：本实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；pH的控制可加入强酸或强碱，用pH试纸进行测量。

d.对照组的设置：应将温度或pH调到该酶最适温度或pH水平上，其他条件与实验组相同。验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先达到相应的环境后，再让酶与反应物相遇。 e.实验组的设置：探究pH对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组pH明显高于对照组，一组pH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。

问题讨论 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？ 防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。 2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？ 不能，这样可能在改变溶液pH之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。

低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？ υ/mmol. s-1 失活 失活 抑制 失活 最适温度 t/℃ 酶活性受温度影响示意图 酶活性受pH值影响示意图 低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？

影响酶促反应速率的因素？？？

1.温度、pH

2.底物浓度 酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量的限制。

3.酶浓度 在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。

在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能较长时间保持不变，在生成物浓度较高时，反应速率随明显下降 反应速率 3.生成物浓度 在生成物浓度较低时，反应速率随反应时间能较长时间保持不变，在生成物浓度较高时，反应速率随明显下降 反应速率 底物（生成物）浓度

4.激活剂和抑制剂 酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂； 另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。 很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。

例题精选 1.下列关于酶的叙述中，正确的是 （ ） A.人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能 在人体的内环境中起作用 1.下列关于酶的叙述中，正确的是 （ ） A.人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能 在人体的内环境中起作用 B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和 高尔基体的加工等几个阶段 C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和 叶绿体基质中 D.酶均是由腺细胞合成的,具有高效性、专一性

例题精选 2、（2009辽宁、宁夏卷）下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是 A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降 B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升 C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存 D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重

例题精选 3、下图表示在不同条件下，酶促反应的速率变化 曲线，下列说法中错误的是 （ ） 酶促反应的速率可用底物消失所需的时间 曲线，下列说法中错误的是 （ ） 酶促反应的速率可用底物消失所需的时间 （或产物生成的 速率）来表示 B.Ⅱ和Ⅰ相比较，酶促反应速率不同，这是 因为它们的酶浓度和温度不同 C. AB段影响酶促反应速率的主要限制因子是底物 浓度 D. 若想探究不同温度对酶活性的影响， 至少应设计3种不同的温度

4.下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是 （考点：影响酶活性的外界因素） 4.下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是 通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循单一变量原则和对照原则。

酶与疾病 人体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。如果遗传因素或环境因素影响了酶的合成或活性，就会引起疾病；甚至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关。例如：白化病 黑色素合成酶，苯丙酮尿症 苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨酸代谢异常，产生对大脑有损害的苯丙酮酸，病人表现智力障碍。 缺乏 缺乏

C D 课堂练习： A.大多数酶是由活细胞产生的 A.氨基酸 B.核苷酸 1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明（ ） A.大多数酶是由活细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽 2、酶的基本组成单位是（ ） A.氨基酸 B.核苷酸 C.核糖核苷酸 D.A或C C D

C A 课堂练习： 3.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃没有排空 D.吃药使人没有了胃口 4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用， 主要原因是（ ） A.pH不适合 B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了 C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用 D.小肠中没有蛋白质可被消化 C A

课堂练习: C 5.细胞内合成酶的主要的场所是（ ） A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网

6、能水解脂肪酶的酶是 A、淀粉酶 B、蛋白酶 C、脂肪酶 D、麦芽糖酶 B

7、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？ （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？ 脂肪酶

THE END