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第四章 细胞的代谢
第2节 酶催化细胞的化学反应
生活中的现象：当皮肤受伤时，用双氧水（过氧化氢）清洗消毒伤口，会立即出现很多气泡。
思考
1、气泡是什么？怎么产生的？
2、H2O2在伤口处为什么分解？
加入材料 （mL） 试管号 A B C
3%H2O2 5 5 5
蒸馏水 1
新鲜动物肝脏匀浆 1
3.5% FeCl3溶液 1
实验结果 气泡发生量 +++ +
线香亮度 +++ +
对照组
小金鱼实验：观察酶的催化作用
含丰富的过氧化氢酶
无机催化剂
O2
反应物称为底物
酶作为催化剂，可重复利用
过氧化氢酶
酶活性：
酶催化特定化学反应的能力；可用酶促反应的速率表示
分析肝脏中过氧化氢酶的作用？
2H2O2 2 H2O+O2
生活中的现象：当皮肤受伤时，用双氧水（过氧化氢）清洗消毒伤口，会立即出现很多气泡。
思考
1、气泡是什么？怎么产生的？
2、H2O2在伤口处为什么分解？
人体细胞中有过氧化氢酶,能将过氧化氢催化分解成水和氧气
酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA
1926年，美国生物化学家萨姆纳完成了一个决定性的实验。他首次从刀豆得到脲酶结晶，并证明了脲酶的蛋白质本质，又在1931年在过氧化氢酶的研究中再次证明其为蛋白质。后续研究者通过提取结晶陆续发现了包括胃蛋白酶等消化酶在内的两千多种酶均是蛋白质，萨姆纳因此获得了1946年诺贝尔化学奖。
科学史话一
科学史话二
1926年，美国生物化学家萨姆纳完成了一个决定性的实验。他首次从刀豆得到脲酶结晶，并证明了脲酶的蛋白质本质，又在1931年在过氧化氢酶的研究中再次证明其为蛋白质。后续研究者通过提取结晶陆续发现了包括胃蛋白酶等消化酶在内的两千多种酶均是蛋白质，萨姆纳因此获得了1946年诺贝尔化学奖。
1981年，美国科学家切赫和奥特曼在研究四膜虫的rRNA前体和细菌的核糖核酸酶时发现部分RNA也具有催化作用，称为核酶,从此酶的化学本质扩大到RNA，两人也因此获得1989年的诺贝尔化学奖。
酶的本质
酶是活细胞产生的具有催化能力的生物大分子，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
酶的来源
酶的作用
酶的功能
酶的本质
胰蛋白酶、DNA聚合酶、唾液淀粉酶、胰脂肪酶……
酶的定义
根据其来源及催化的底物或反应
酶的命名：
加入材料 （mL） 试管号 A B C
3%H2O2 5 5 5
蒸馏水 1
新鲜动物肝脏匀浆 1
3.5% FeCl3溶液 1
实验结果 气泡发生量 +++ +
线香亮度 +++ +
资料
酶的催化效率是无机催化剂的107—1013倍。
结论：
酶的催化作用具有高效性
酶的特性
淀粉酶只能催化淀粉水解
脂肪酶只能催化脂肪水解
过氧化氢酶只能催化过氧化氢水解
结论：
酶的催化作用具有专一性
酶
底物
活性中心
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶的特性:
专一性和高效性
结论：
酶的活性受温度影响，高温使酶失活
加入材料 （mL） 试管号 A B C D
3%H2O2 5 5 5 5
蒸馏水 1
新鲜动物肝脏匀浆 1
3.5% FeCl3溶液 1
经高温处理的肝脏匀浆 1
实验结果 气泡发生量 +++ +
线香亮度 +++ +
0
最适温度
t/℃
υ/mmol. s-1
在最适温度的两侧，反应速率都比较 ;
低温： 酶的活性，升温 恢复。
高温：破坏了酶的 ，使酶失去 且 恢复。
低
活性
空间结构
在最适温度下，酶的活性_____。
抑制
最高
酶活性受环境因素影响：
温度
不可
不同种类的生物，其细胞中的酶有各自最适温度
可以
υ/mmol. s-1
最适pH
0
pH
在最适pH下，
酶的活性
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏
而失去 且 恢复。
最高
空间结构
活性
酶活性受环境因素影响：
不可
PH
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
酸性← 中性 →碱性
PH
胃蛋白酶
淀粉酶（植物）
淀粉酶（唾液）
胰蛋白酶
反应速度
每一种酶都有其最适pH范围，与其发挥作用的环境pH一致
探究实验4-2 探究温度对淀粉酶活性的影响
实验目标
实验原理
淀粉
淀粉酶
还原糖
自变量
因变量
自变量组别设置：
4℃、25℃、45℃、65℃、85℃
因变量的定量观测：
一定时间内底物（淀粉）的消耗量或
一定时间内产物（还原糖）的生成量
借助DNS法，分光光度计
DNS试剂：碱性条件下，遇到还原糖，水浴加热（85℃，5min）会反应产生颜色变化（黄色到棕红色），还原糖量越多，颜色变化越大。可通过分光光度计采用波长540nm,测定吸光值。
探究温度对淀粉酶活性的影响，推测酶的适宜反应温度
温度
酶
的
活
性
？
组别
1
2
3
4
5
0
1ml
蒸馏水1ml
NaOH1ml
无需反应
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
淀粉溶液A
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
淀粉酶溶液B
4℃
25℃
45℃
65℃
85℃
温度
5min
5min
5min
5min
5min
反应时间
确保酶和底物接触的整个过程中温度恒定
实验步骤
先保温后混合原因：
保温
NaOH溶液
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
终止反应
对照组
组别
1
2
3
4
5
0
1ml
蒸馏水1ml
NaOH1ml
无需反应
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
淀粉溶液A
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
淀粉酶溶液B
4℃
25℃
45℃
65℃
85℃
温度
5min
5min
5min
5min
5min
反应时间
吸光度OD540
NaOH溶液
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
DNS试剂
以此进行调零，分别测1-5组的OD值
每个样品重复测三次，取平均值，以减少误差
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
1ml
可以确定最适反应温度吗？
不可以，缺乏数据，需在45℃到85℃之间继续取值，测酶活性。
低温和高温对酶活性的影响一样吗？
谢谢观看！

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