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第五章 细胞的能量供应和利用
降低化学反应活化能的酶
第五章 第1节
二、酶的特性
产生场所
活细胞
生理作用
催化作用
化学本质
蛋白质
RNA
降低化学反应活化能
▊ 根据大家的化学知识，催化剂具有哪些特点？
酶
加快反应速率
不改变反应的平衡点
反应前后无变化
特性 1
酶具有高效性：酶的催化效率极高 ！
（1）保证了细胞代谢的快速进行
（2）保证了细胞内能量供应的稳定
酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍
思考 讨论
对加酶洗衣粉的研究
纤维素酶
蛋白酶
脂肪酶
淀粉酶
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉...
具有在洗衣粉配方中所占成本较少而洗涤效果提高很大的特性。
思考 讨论
对加酶洗衣粉的研究
（1）右侧是某品牌洗衣粉的产品信息，为什么加酶洗衣粉不宜洗涤丝毛类织物？这说明了什么？
（提示：丝毛织物含有大量的蛋白质）
丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，蛋白质可以被洗衣粉中的蛋白酶水解。
酶具有专一性的特性
思考 讨论
对加酶洗衣粉的研究
（2）加酶洗衣粉的包装袋上，常常都有这么一句“使用温水30~40℃效果最佳，切勿用60℃以上的热水。”
下表是某兴趣小组“探究温度对加酶洗衣粉的影响”的研究结果：
温度/℃ 20 30 40 45 50 60
普通洗衣粉去污力/% 15 18 20 21 21.5 22
加酶洗衣粉去污力/% 30 40 48 50 48 37
依据上述实验结果思考下列问题：
①在相同温度下_______________去污力高；
②使用加酶洗衣粉时的最适宜的温度为_________．
③加酶洗衣粉和普通洗衣粉有什么不同？_____________________________
加酶洗衣粉
45℃
加酶洗衣粉去污能力受温度影响更大
思考 讨论
对加酶洗衣粉的研究
（3）不同消化液的pH是不一样的。唾液的pH为6.2~7.4，胃液的pH为0.9~1.5，小肠液的pH为7.6。唾液淀粉酶会随唾液流入胃，胃蛋白酶会随食糜进入小肠。
pH
酶具有专一性
探究 实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验原理
淀粉和蔗糖都是非还原糖。
淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成还原糖。
通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定酶促反应产物。
1. 实验原理
探究 实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
设计思路
2. 设计思路
实验组：底物A+相应酶液A 底物被分解
对照组：另一底物B+相同酶溶液A 底物未被分解
检测
检测
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 序号 项目 试管1 试管2
1 注入可溶性淀粉溶液 2ml —
2 注入蔗糖溶液 — 2ml
3 注入新鲜的淀粉酶溶液 2ml 2ml
探究 实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验步骤
探究 实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验步骤
加入物质（毫升） 试管A 试管B
3%的淀粉溶液 2 ——
3%的蔗糖溶液 —— 2
淀粉酶溶液 1 1
温度 60℃ 60℃
斐林试剂 2 2
沸水浴（分钟） 2 2
实验结果
实验结论
砖红色沉淀
无砖红色沉淀
淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解
自变量
因变量
无关变量
能否用碘液代替斐林试剂检测生成物呢？
特性 2
酶具有专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
脲酶——催化尿素分解
过氧化氢酶——催化过氧化氢分解
蛋白酶——催化蛋白质水解
定义
保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。
每一步化学反应都需要不同的酶来催化
有序
可控
意义
即学即练
1.二肽酶只能催化二肽水解，并且能催化多种二肽水解，不能说明酶具有专一性 （ ）
2.催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶 （ ）
×
√
影响酶活性的条件
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验原理
温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。
检测指标：根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可以判断酶的活性。
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验设计
▊ 该实验自变量和因变量分别是什么？
自变量：温度 因变量：淀粉酶活性
▊ 如何控制自变量？
水浴控温：冰水、蒸馏水、热水
▊ 至少要设置几组温度？
三组：低温 常温 高温
▊ 为什么不选择过氧化氢酶和过氧化氢来探究温度对酶活性的影响？
因为过氧化氢本身受热易分解，会对实验结果造成干扰。
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 1
1’
2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
1
1’
2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
淀粉
淀粉
淀粉
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
淀粉酶
淀粉酶
淀粉酶
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 1
1’
2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
1
1’
2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
冰水
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
37℃水
在沸水中水浴5min
沸水
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
1
2
2’
3
3’
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
冰水
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
37℃水
在沸水中水浴5min
沸水
1与1′试管混合摇匀
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 3
3’
2mL淀粉溶液
2
3
3’
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
冰水
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
37℃水
在沸水中水浴5min
沸水
1与1′试管混合摇匀
2与2′试管混合摇匀
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 2mL淀粉溶液
1
2
3
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
冰水
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
37℃水
在沸水中水浴5min
沸水
1与1′试管混合摇匀
2与2′试管混合摇匀
3与3′试管混合摇匀
冰水中水浴数分钟
37℃水浴数分钟
沸水中水浴数分钟
取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象
探究 实践
探究温度对淀粉酶活性的影响
实验步骤
1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管
实 验 步 骤 1
2 3 4 5 2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
2mL淀粉酶溶液
在冰水中水浴5min
在37℃水中水浴5min
在沸水中水浴5min
1与1′试管混合摇匀
2与2′试管混合摇匀
3与3′试管混合摇匀
冰水中水浴数分钟
37℃水浴数分钟
沸水中水浴数分钟
取出试管，分别滴加2滴碘液摇匀，观察现象
实验 现象
结论 变蓝
不变蓝
变蓝
①淀粉酶在37℃时催化淀粉水解，在0℃和100℃时不能发挥催化作用。
②酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都影响其催化效率。
探究 实践
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验原理
2H2O2 2H2O + O2
过氧化氢酶
检测指标：气泡冒出情况
探究 实践
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验设计
▊ 该实验自变量和因变量分别是什么？
自变量：pH 因变量：过氧化氢酶活性
▊ 如何控制自变量？
控制pH：加入酸或碱
▊ 至少要设置几组pH？
三组：中性、酸性、碱性
▊ 为什么不选择淀粉酶和淀粉来探究PH对酶活性的影响？
因为淀粉在酸性条件下也会分解
探究 实践
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验步骤
探究 实践
探究PH对过氧化氢酶活性的影响
实验步骤
试管1 试管2 试管3
H2O2溶液
pH
肝脏研磨液
观察 实验现象
结论 1mlHCl
1mlH2O
1mlNaOH
2ml
2ml
2ml
观察气泡产生量
不明显
大量
不明显
pH会影响酶活性，
pH过高或过低都会降低酶活性。
2滴
2滴
2滴
特性 3
酶的作用条件较温和
科学家在不同的pH和温度条件下测定同一种酶的活性，根据数据绘制成曲线
最适温度：酶活性最强时的环境温度，此时酶促反应速率最快。
最适PH：酶活性最强时的环境PH，此时酶促反应速率最快。
特性 3
酶的作用条件较温和
▊ 低温对酶活性的影响不同于高温、过酸或过碱
过酸、过碱和高温
能使酶分子的空间结构遭到破坏而永久失活，不可恢复。
低温
酶的活性降低，但酶的空间结构保持稳定，适宜的温度下酶的活性可以恢复。（低温保存酶）
即学即练
1.酶在最适温度条件下活性最高，因此酶适合在此温度下保存 （ ）
2.低温、高温、强酸、强碱条件下酶的活性都很低，且酶的空间结构都发生了不可逆的改变 ( )
×
×
3.某人在感冒发烧时，常出现厌食、恶心等不良症状，如果体温过高还可能会出现生命危险。请结合酶的知识解释出现这一现象的原因。
感冒发烧时,体温升高,酶的活性降低，如果温度过高酶会失活，从而导致细胞代谢不能进行。
酶
2
专一性
3
作用条件温和
酶的特殊性质（特性）
1
高效性
酶相关曲线的分析
平衡点
0
时间
加入酶
无机催化剂
未加催化剂
1、酶高效性的曲线分析
（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平衡所需时间，不能改变化学反应的平衡点。
2、酶专一性的曲线分析
0
底物A浓度
加酶A
加酶B或未加酶
（1）加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显加快
（2）加入酶B的反应速率与未加酶的空白对照条件下的反应速率相同
酶促反应速率
3、底物浓度影响酶促反应速率曲线分析
0
底物浓度
酶促反应速率
（1）底物浓度较低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而加快
（2）当所有的酶与底物结合后，再增加底物浓度，酶促反应速率不再加快（此时限制酶促反应速率的因素是酶的数量）
4、酶浓度影响酶促反应速率曲线分析
0
酶浓度
酶促反应速率
在有足够底物且不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比
5、温度或pH对酶活性的影响
0
温度
反应物剩余量
0
pH
反应物剩余量
ph=1
ph=3
ph=7
30℃
37℃
35℃
不同pH条件下，酶最适温度不变（反应溶液pH的变化，不影响酶作用的最适温度）
不同温度条件下，酶最适pH不变（反应溶液温度的变化，不影响酶作用的最适pH）

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