5.1降低化学反应活化能

• 酶的专一性是普遍存在的 • 准确地说，酶的专一性是指一种酶只能催 化一种化合物或一类化合物的化学反应。

目前发现的酶有4000多种,它们分别催化不 同的化学反应。
酶的专一性 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
现在给你淀粉酶溶液， 淀粉溶液 蔗糖溶液
1.如何设计实验探究淀粉酶催化哪一种糖分解？
2.你又怎么知道淀粉酶催化了糖的水解呢？
反应过程
2、现象解释：
互动二
小结：
二、酶在细胞代谢中的作用
作用：
催化作用
降低化学反应的活化能
作用本质：
1、为什么将肉块放入金属笼内？
排除物理性消化
2、是什么物质使肉块消失了？
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？
一、 酶的本质
阅读教材P81－82,“关于酶本质的探索”思考：
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
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
酶的作用条件较温和
• 娇气的酶 酶一般在比较温和的条件下催 化化学反应的进行。
酶的特性小结
酶的高效性 酶的专一性
酶的催化效率是无机催 化剂的107 ~1013倍
每一种酶只能催化一种 化合物或一类化合物的 化学反应
酶的作用条件较温和
需要适宜的温度 和pH
影响酶促反应的因素常有：
♫ 温度 ♫ PH值
酶活性受pH影响示意图
pH对酶活性的影响
酶的名称
过氧化氢酶（肝） 唾液淀粉酶 脂肪酶 胰蛋白酶 胃蛋白酶
最适PH
6.8 6.8 8.3 8.0~9.0 1.5~2.2
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。
影响酶活性的因素： 温度 pH
试一试：设计实验探究影响酶活性的条件
1.温度对酶活性的影响
2.pH对酶活性的影响
1.实验中的自变量是什么？
2.实验中选用何种试剂？
探究温度对淀粉酶活性的影响
编号 1号试管
2号试管 37℃水浴
3号试管
一 每管各加入2mL淀粉溶液；
0℃冰水
实验 步骤 二
60℃水浴
分别加入已恒温至0℃、 37℃、 60℃的 唾液淀粉酶2滴，混匀，维持各自温度反 应5min
酶为什么能催化生物化学反应？
H2O2 (常态)
能量
H2O2(活跃状态)
• 分子从常态转变为容易发生化学反应 催化剂： 降低反应所需的活化能。 的活跃状态所需的能量称为活化能。
酶： 更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。
加热：
使分子获得能量，易于反应
没有酶催化
能 量
有酶的催化
酶 使 活 化 能 降 低
酶的特性
少量肝脏 研磨液
3
4
3
4
• 酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013倍
质量分数为20%的肝脏 质量分数为3.5%的 研磨液 FeCl3溶液
过氧化氢酶 所含酶相对数量：1 Fe3+ Fe3+的相对数量：25 万
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
练一练
课堂练习
1．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．要遵循单一变量原则
B
）
2．关于活化能，下列说法不正确的是( ) A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量 B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能 C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加 快反应速率 D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易 进行
C
）
2.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
A
3.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
C
）
4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是 （ ）
实验现象 无明显变化 结论
复燃
无明显变化
过氧化氢酶在中性条件中活性最强
温度对酶活性的影响
υ/mmol. s-1
1.在一定范围内，随着温度的升高， 酶的活性逐渐增强； 2.达到最适温度时，酶的活性最高； 3.超过最适温度时，随着温度的继续 升高，酶的活性逐渐下降。
最适温度
0
t/℃ 4.温度过高会使酶的空间结构遭到破
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 （ ） A. 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
酶活性受温度影 响示意图
坏，使酶永久失活
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
pH对酶活性的影响
υ/mmol. s-1
1.在一定范围内，随着pH的升高， 酶的活性逐渐增强； 2.达到最适pH时，酶的活性最高；
0
最适pH
pH
3.超过最适pH时，随着pH的继续 升高，酶的活性逐渐下降。 4.过酸、过碱会都使酶的空间结构 遭到破坏，使酶永久失活
C
变量： 实验过程中可以变化的因素。
自变量： 指实验中人为改变的变量。
因变量： 指实验中由于自变量而引起的变化和结果。 无关变量： 除自变量以外，其余一些可能对实验结
果造成影响的因素。
对照实验
对照实验： 是指在只有一个条件(因
素)不同，其他条件(因素) 都相同的情况下所进行的 一组实验。
实验组：
酶A
专一性
未加酶（酶B）
底物A浓度
（1）在A反应物中加入酶A,反应速率较未加 酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。 （2）在A反应物中加入酶B,反应速率和未加 酶时相同，说明酶B催化底物A参加反应。
哪些因素会影响酶的活性呢？
日常生活中……
发烧时，食欲会下降…… 加酶洗衣粉在温水中使用效果更明显……
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 切赫、奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
互动三
四、酶的概念:
酶是活细胞产生的一类具有
来源
生物催化作用的有机物。
功能 本质
绝大多数酶是蛋白质, 少数的酶是RNA.
科学性原则 简便可行性原则
等量原则
平行重复原则
二、实验步骤的设计
①分组编号（处理实验材料）
②加变量 无关变量（等量原则） 自变量（单一变量原则） ③检测因变量，观察记录实验结果。
分析讨论
实验分析讨论：
1.2号试管与1号试管相比，哪个是实验组？哪个是对照组？ 两者比较可以得出什么结论？ 1号是对照组，2号是实验组；加热可以促进过氧化氢的分解 有无催化剂，催化剂可以促进过氧化氢的分解 2.将1号试管分别与3号、4号试管作比较，自变量是什么？可 以得出什么结论？若将3号试管与4号试管作比较，自变量是什 么？又可以得出什么结论？ 催化剂的种类，酶比Fe3+在促进过氧化氢分解的过程中能力更强
4
3%
说明 变量
无关变量
2ml 肝脏研 二 反应条件 FeCl 常温 90℃ 3 磨液 自变量 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 2ml
不明显 少量 结 气泡产生 果 卫生香燃烧 不复燃 不复燃 较多 大量
2ml
2ml
结论
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
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
编号 一 1号试管
2mL淀粉溶液
2号试管
2mL蔗糖溶液
实二 每管各加入淀粉酶2滴，置于37℃左右的热水 验 中，反应5min 步 骤 三 加入斐林试剂，振荡混匀，60℃水浴2min 实验 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 现象 结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解
反 应 速 率
因变量
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？
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。
♫ 酶的浓度
♫ 底物浓度
♫ 抑制剂
♫ 激活剂
1.温度、pH
2.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。
3.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.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。
（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。
课堂练习：
1.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 C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口
2 H2O2 → 2 H2O + O2
1、加热
2、Fe3+做催化剂
3、过氧化氢酶
酒精灯水浴加热 滴加FeCl3溶液
猪肝研磨液
实验探究
Leabharlann Baidu怎样设计实验比较过氧化氢在不同条 件下的分解快慢？
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 对照实验
步骤 一 H2O2 浓度 剂量
对照组
1
3%
实验组 试管编号 2 3 3% 3%
D
A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
5.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）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（B D ） A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 （4）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
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？
三、酶本质的探索
巴斯德之前
互动二
发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德(微生物学家） 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 李比希（化学家） 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
三 每管各加入两滴碘液，振荡，观察现象。 实验现象 结论 变蓝 不变蓝 变蓝
唾液淀粉酶在37 ℃中活性最强
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
编号 一 实验 步骤 三 1号试管 2号试管 3号试管
每管各加入2mL过氧化氢溶液 5%HCl1ml 蒸馏水1ml 5%NaOH1ml
二
各加入2滴过氧化氢酶溶液，2—3min后将 点燃的卫生香分别放在试管口
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。
我们熟悉的酶：
蛋白酶，淀粉酶，蔗糖酶，肽酶， 麦芽糖酶 ……
由这些酶的名字你能想到什么吗？
酶的特性
专一性
5.1 降低化学反应活化能的酶
叶绿体、线粒体、核糖体有 思考：
什么生理功能？
CO2+H2O
光能 叶绿体:
酶 酶 酶
有机物 +O2
核糖体： 氨基酸
脱水缩合
多肽(蛋白质） CO2+H2O+能量
线粒体: 有机物 +O2
细胞中每时每刻都进行着的许多化学 反应，统称为细胞代谢。
3
互动一
二、酶在细胞代谢中的作用
进行了实验者所要操纵的因素或条件（自 变量）处理的一组是实验组。 未经处理的一组（自然状态下或者已知实 验结果的一组）称为对照组。
对照组：
实验设计原则:
①对照原则:设计对照实验,一般既 要设置对照组又要设置实验组。 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 量都应保持相同且适宜。