5.1降低化学反应活化能的酶

比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
少量肝脏 研磨液
3
4
3
4
为什么4号试管的反应速率比3号试管快得多？
说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率(活性)高得多。
酶具有高效性
酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。
酶具有高效性的意义： 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利 进行、能量供应的稳定 。
合成场所 来源 作用场所 生理功能
氨基酸
核糖体
核糖核苷酸
主要是细胞核(真核生 物)
一般来说，活细胞都能产生酶 细胞内、外或生物体外均可 生物催化作用
作用原理
降低化学反应的活化能
2016/9/8
练习答案：
基础题 1.巴斯德：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。 李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是 这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥 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，就像在活酵母细胞中一 样。 萨姆纳：酶是蛋白质。
口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里 的肉丝两天后还没被消化? 研究发现淀粉酶只能催化淀粉分解成麦芽 糖，而不能分解别的物质。
表示酶专一性的曲线
10 反 应5 速 率
加酶A
1
2
3 4 A反应物浓度
无酶条件(加酶B)
加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，
说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应
3% 3% 2ml
4
3% 2ml 肝脏研 磨液
说明
2ml
2ml
反应条件 剂量
常温
90℃ FeCl3
2滴清水 2滴清水 2滴
2滴
大量
复燃
现 气泡产生 象 卫生香燃烧 结论
不明显
少量
较多
变亮
不复燃 不复燃
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样
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？
1、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？ 淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解。 2、我要设计几组实验？选择几个温度？ 三组，高温，低温和适宜温度！
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； 还原糖检测需要加热。
探究温度对淀粉酶活性的影响
1、1'号试管
一 实 验 步 骤 二 三 四
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
酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
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（二）、酶的本质
1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意 义？各有什么局限性？ 人物 合理性 巴斯德 认为发酵与活 细胞有关 李比希
引起发酵的是细 胞中的某些物质
2016/9/8
5.其他科学家的研究过程及结论
20世纪80年代美国科学家切 赫和奥特曼发现少数RNA也有催 化功能 什么是酶？
6.请给酶下个较完 整的定义？
2016/9/8
（二）、酶的本质
酶是一类生物催化剂
什么是酶？
是 活细胞产生的 具有生物催化作用的 有机物。
☆大部分酶是蛋白质 也有少数是RNA。
加热可以促进H2O2分解，提高反应速率
2、在细胞内，能通过加热提高反应速度吗？
不能
3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生说 明什么？
Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解
4、3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速度快？说 明什么？为什么酶对于细胞内的化学反应的顺利进行至 关重要？ 过氧化氢酶的催化效率更高 酶具有高效性
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【高考警示钟】 不要认为酶只在细胞内发挥作用 酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细
胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，
如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作
用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。
酶概念的理解
化学本质 绝大多数是蛋白 质 少数是RNA
合成原料
2、2'号试管
3、3'号试管

1、2、3试管各加入2mL淀粉溶液 1'、2'、3'试管各加入1mL淀粉酶溶液
1、1'加热至60℃， 2、2'保持0℃冰水中 3、3'加热至100℃， 保温约5min 保温约5min 保温约5min
1和1'、2和2'、3和3'分别混合，在各自的温度 下保温一段时间
各加入两滴碘液
2016/9/8
3.请分析一下毕希纳的研究过程，从毕 希纳的实验可以得出什么结论？
过程： 酵母细胞研磨 加水搅拌 加压过滤
不含酵母细胞的提取液 现象：冒出气泡
加入葡萄糖
毕希纳的实验说明，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。
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4.你认为萨姆纳成功的主要原因是什 么？ 萨姆纳历时九年用正确的科学方法， 坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶 提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。
速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有
专一性。
2016/9/8
酶的作用条件比较温和
哪些因素会影响酶的活性？
酶对化学反应的催化效率为酶的活性。
1、在不同的温度下，同一种酶的活性 是否会受到影响？ 2、在不同的pH下，同一种酶其活性是 否会改变？
请设计相关的实验，验证你们的假设
实验设计
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科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
影响酶活性的条件
（温度/pH 会影响酶的活性吗？） （温度/pH 会影响酶的活性）
（设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
分析结果 （分析实验结果，得出结论：……）
表达与交流
（总结，写实验报告并适当交流）
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探究温度对酶活性的影响
降 低 活 化 能 ……………… 无机
催化剂
生物 催化剂
产物
反应进程
（二）、酶的本质
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 毕希纳
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关 李比希 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
因变量
思考：3 、4两支试管的唯一区别是催化 剂不同，如果两试管的温度也不同，对 实验结果有影响吗？
2、单一变量原则：在对照实验中,除了 要观察的变量发生变化外,其他变量都应 保持相同。 3、等量原则：加入的试剂的量相等
为什么加热能促使过氧化氢分解呢？
加热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（激发态）.
实验:比较过氧化氢在 不同条件下的分解
2 H2O2 → 2 H2O + O2
条件对照： 1、常温下反应 2、加热 3、Fe3+做催化剂 4、过氧化氢酶
检测指标： 1、气泡产生的情况； 2、点燃的卫生香生燃 烧情况
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
步骤 一 H2O2 浓度 剂量 二
1
3%
试管编号 2 3
与酶有关的曲线分析
表示酶高效性的曲线
加入酶
平 衡 点
加入无机催化剂 未加酶
时间
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(1)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平衡所需的时间，不能改 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
每一种酶只能催化一种或一类化学 反应。
意义：使细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行
步骤一中各组加入可溶性淀粉溶液的量保证相同。
步骤四中各组加入碘液的量保证相同。
【拓展】
(1)步骤二三能否颠倒？
提示：不能，颠倒将导致实验结果不准确，因为在达
到相应温度之前酶已经对淀粉进行了水解。
(2)步骤三中可溶性淀粉溶液加入前在相应温度下保
温有无必要？
提示：有，若直接加入会对设置的酶温度造成影响。
振荡 蓝色
实验现象 无明显现象 结论
蓝色
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只有在一定温度下酶的催化效率最好
【分析】
实验设计的关键是实验变量的确定和控制，分析如下：
(1)自变量：温度。 控制方法：设置几种不同温度(0 ℃、60 ℃、100 ℃)， 使淀粉酶在接触淀粉溶液前即处在这几种温度下。 (2)因变量：淀粉酶的活性。 检验方法：滴加碘液，观察颜色变化。 (3)无关变量的控制
思考：如果只用试管4能否证明酶具有高效性？
1、对照原则:
对照实验：除一个因素以外，其余因素都保持 不变的实验。一般要设置对照组和 实验组。 实验组：指接受自变量处理的对象组。
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 对照实验 步骤
一
对照组
1
2ml
试管编号 实验组 2 3
3% 3% 2ml
说明 4
3%
变量
3.D。
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1.提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。
在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要 是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。
2.提示：
（1）如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。
（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。
2016/9/8
二、酶的特性
酶是活细胞产生的具有催化作用的有 机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶的催 化功能与无机催化剂有什么不同呢？
2016/9/8
催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无机催化 剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越性——酶降低 活化能的作用更显著，因而催化效率更高。