酶的作用和本质,特性

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产物浓度对酶活性的影响
当酶促反应的产物浓度达到一定量时，产物会与酶相 结合，改变酶的空间结构，使酶活性降低，反应速率 降低。当产物由于消耗而减少时，产物与酶分离，酶 的空间结构恢复，酶活性恢复。细胞中通过产物浓度 对酶活性进行调解，维持细胞正常的稳态。
底物 正常反应
酶
产物 抑制
产物
恢复正常
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·3号和4号试管相比，哪支试管中的反 应速率快？这说明什么？
结论：同无机催化剂相比，酶降低活
化能的作用更显著，因而催化效率更 高！
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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？
-百度文库1-
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二、酶催化作用的原理 降低了化学反应的活化能。
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无变化
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
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每一种酶只能催化 一种或一类 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的 专一性 是 分不开的。
目前发现的酶有 4000 多种,它们分别催化不同
的化学反应。 酶具有专一性的意义： 使细胞代谢高效有序地进行
从上面进行的实验我们看出酶的催化需要一 定的条件，比如淀粉酶需要60℃左右的环境。能不能 设计一个实验，来证明温度会影响酶的活性？
实验现象 无明显变化
复燃
无明显变化
结论 只有在适合的pH下酶的催化效率最高
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在最适合的pH下， 酶的活性 最高
过氧化氢酶 一般地，动物体内 的酶最适pH在6.5－ 8.0之间； 植物体内的酶最 适温度在4.5－6.5之 间； 细菌和真菌体内 的酶最适温度差别较 大。
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 空间结构 遭到破坏而失去 活性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作 用
温度对淀粉酶活性的影响 pH对过氧化氢酶活性的影响
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影响酶促反应速率的因素 ①温度、pH ②底物浓度 ③酶浓度 ④生成物浓度 ⑤激活剂和抑制剂
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①温度、pH
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反 应 速 率
②底物浓度
底物浓度[s]
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，
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7.抑制剂对酶的影响
1
2
3
2ml
2ml
2ml
冰水中
37℃水浴 60℃水浴
放置2min
1ml
1ml
1ml
摇匀混合，放置反应5min
1滴 变蓝
1滴 不变蓝
1滴 变蓝
唾液淀粉酶在37℃中活性最强
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每种酶都有自己的
最适温度 一般地，动物体内的酶 最适温度在35~40℃之间；
植物体内的酶最适温度 在40~50℃之间；
细菌和真菌体内的酶最 适温度差别较大。
以过氧化氢为例探讨酶在细胞代谢中的作用
过氧化氢可以分解产生水和氧气
实验 原理: H2 O2 可 以在 F e3+ 的催 化下, 分解成水和氧。新 鲜的动 物肝 脏中 有较多的过 氧化氢酶。
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实验步骤
比较过氧化氢在不同条件下的分解
编号 分组
1
2
3
4
每支试管加2ml过氧化氢溶液
设置对照
不处理 90℃水浴
结论：同无机催化剂相比， 酶降低活化能的作用更显 著，因而催化效率更高。
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三、酶及其本质的发现过程
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
李比希
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
由上述资料可看出酶具有什么特性？
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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 学反应的平衡点和方向。 （3）酶只能催化已存在的化学反应。
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酶的高效性对生命活动有什么意义？ 能够快速高效的促进细胞内化学反应的进行，保证了 正常生命活动。 例如：生物体内要同时进行很多的化学反应，有些化 学反应的产物要参与其他的化学反应，因此高效性就 保证了这些反应的正常高效进行
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⑤激活剂和抑制剂 激活剂：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； 抑制剂：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）。
反应前后酶的性质和数量均没有变化。
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探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉溶液
蔗糖溶液
实 一 1号试管加入2mL淀粉溶2号试管加入2mL蔗糖溶
验液
液
步 二 加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左
骤
右的热水中，反应5min
三 加入斐林试剂 振荡 约60℃水浴2min
实验现 白色 象
棕色
砖红色沉淀
结果预测
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实验步骤：
对照步骤实验 对照组 试管实编验号组
1
2
3
4
说明
变量
一 H2O2 浓度
剂量
二 反应条件
剂量
3% 2ml
常温
3% 2ml
90℃
3%
3% 无关变量
2ml 2ml
肝脏研 FeCl3 磨液 自变量
2滴 2滴
观 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 察 带火星的卫生香 不复燃 不复燃 变亮 复燃
原因是受到酶数量的限制。
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反 应 速 率
③酶浓度
酶浓度[E]
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。
若酶浓度一定，酶反应速率随底物（反应物）浓度 变化的曲线是怎样的？
若酶的浓度增加时，曲线应如何变化？
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反 应 速 率
生成物浓度 ④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，反应速率会明显下降
υ/mmol. s-1
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υ/mmol. s-1
失活
抑制
0 最适温度
t/℃
酶活性受温度影响示意图
失活
失活
0
最适pH
pH
酶活性受pH影响示意图
低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响一样的吗？
酶的特性： 具有高效性
具有专一性
作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的pH
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总结：
比较过氧化氢酶和Fe3＋的 催化效率
如H2O2的分解速率或酶活性。 （4）无关变量：是指除自变量外，其他对实验结果
能造成影响 的可能因素。如H2O2浓度,肝脏研磨 液新鲜程度等。 （5）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。它一般要设 置 对照 组和 实验 组。
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3、 过氧化氢在不同条件下的分解实验
在最适温度的两侧，反应速率都比较＿＿低＿高的温 度容易使酶的空＿间＿结＿构＿遭到破坏而失去＿活＿性。
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探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢
溶液
1号试管
2号试管
3号试管
一
实验 步骤
二
三
试管各加入2mL过氧化氢溶液
加入过氧化氢酶2滴，振荡
pH＝2
pH＝7
pH=12
四 各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后将 点燃的卫生香分别放入试管中
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
脲酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质
什么是酶？
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酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。
酶的来源
酶的作用
催化作用的本质： 降低活化能
酶的化学成分
化学本质：绝大多数是蛋 白质，少数是RNA。
滴入2滴 FeCl3溶液
滴入2滴肝 脏研磨液
结果
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实验
试管编号 1
2
3
4
第一步
每支试管加2ml过氧化氢溶液
第二步
空白
90℃水 滴入2 滴 滴入2滴肝 浴 FeCl3溶液 脏研磨液
2-3min后，将点
检验方法
燃的卫生香分别 放入试管上方，
观察卫生香燃烧
情况。
1min分钟后，将点 燃的卫生香放在液面 的上方
酶是活细胞产生的，只能在活细胞中发挥作用吗？
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化学本质 合成原料 合成场所
来源 生理功能 作用原理
多数蛋白质 氨基酸
少数RNA 核糖核苷酸
核糖体
细胞核（真核生物）
活细胞都能产生酶 生物催化作用
显著降低化学反应的活化能
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四、酶的特性 （一）高效性
在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量的实验 数据,发现酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。
14 降低化学反应活化能的酶
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一、酶在代谢中的作用
1、细胞代谢的概念
细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应，称为：细胞代谢
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2、关于变量
（1）变量：是指实验过程中可以变化 的因素。 （2）自变量 ：是指人为改变 的变量，如氯化铁和肝脏
研磨液。 （3）因变量 ：是指随着自变量的变化而变化的变量。
酶活性：酶对化学反应的催化效率。
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实验设计 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
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温度对唾液淀粉酶活性的影响
3%可溶性淀粉 温度
唾液淀粉酶 碘液 颜色 结论
因变量
结论
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
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• 2号试管为什么能产生气泡？
• 加热提供了使H2O2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，使H2O2分解为水和O2。
活化能：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。
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（二）专一性
酸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。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起 作用。
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?
由上述资料可看出酶具有什么特性？
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思考：以上哪个字母分别代表的是酶，反应物， 产物？酶在化学反应前后是否有变化？