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第5章第1节
降低化学反应活化能的酶
第1课时
便于取出实验材料(肉块)，排除物理消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学消化。
意大利科学家斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用……
1773年
问题探讨
巧妙之处？
是胃内的化学物质将肉块分解了。
收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
常见有机化学反应的条件
高温 高压
强酸 强碱
剧烈条件
细胞内外的环境
温和
常温
常压
水溶液环境
pH接近中性
一、酶的本质和作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。
幸而细胞中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢及时分解为氧气和水。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
细胞代谢离不开酶
1
2
3
4
细胞代谢
1、酶在细胞代谢中的作用
2H2O2 2H2O + O2
反应条件
加热是化学反应的常见条件
Fe3+是无机催化剂
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶
不同条件
O2的产生量
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
1. 实验原理
新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶
通过O2的产生量判断H2O2的分解情况
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
2. 实验设计
试管编号 1 2 3 4
实验 处理 无 90℃水浴加热 2滴 FeCl3 2滴
肝匀浆
H2O2溶液 （3%） 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
检测 指标 1. 气泡产生情况 2. 卫生香复燃情况
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
3. 实验结果和分析
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？
在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
2号试管放出的气泡多，这一现象说明加热促进H2O2的分解，提高反应速率。
不能
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
3. 实验结果和分析
3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？
说明Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率。
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+的催化效率高得多。
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
4. 实验结论
① H2O2在不同条件下分解速率不同
②加热、Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2的分解
③过氧化氢酶的催化作用具有高效性
自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素
因变量：因自变量改变而变化的变量
控制变量和设计对照实验
1号与2号的自变量是_________。
1、3、4号的自变量是_________________。
3、4号自变量是__________________。
温度
催化剂的种类
催化剂的有无
科学方法
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
无关变量：实验过程中存在的其他一些会对实验结果造成影响的可变因素
控制变量和设计对照实验
科学方法
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
如：酶的用量、FeCl3的用量、
H2O2溶液的体积分数、H2O2溶液的用量等
对照实验一般要设置对照组和实验组
控制变量和设计对照实验
科学方法
探究·实践
比较H2O2在不同条件下的分解
实验过程中遵循的原则：
单一变量原则
对照性原则
等量性原则
谢谢观看！
一、酶的本质和作用
加热：使H2O2得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
Fe3+和过氧化氢酶：没有给过H2O2提供能量，而是降低了H2O2分解反应的活化能。
1、酶在细胞代谢中的作用
①、酶的作用：
生物催化剂
②、酶的作用机理：
降低化学反应的活化能
一、酶的本质和作用
1、酶在细胞代谢中的作用
酶的高效性曲线模型
②降低活化能，使反应速率加快
①反应前后本身性质不改变
③只能缩短达到化学平衡的时间，并不改变化学反应的平衡点。
①
②
③
产物的量
平衡点
一、概念检测
1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ）
A.酶不能脱离生物体起作用
B.酶只有释放到细胞外才起作用
C.所有的酶都是蛋白质
D.酶是具有催化作用的有机物
2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是（ ）
A.能为反应物提供能量
B.能降低化学反应的活化能
C.能在温和条件下催化化学反应
D.催化化学反应更高效
D
D
练习与应用P80
意大利科学家斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用……
1773年
鹰胃中的分泌物（胃液）
对肉有消化作用！
一、酶的本质和作用
2、酶的本质
探索酶的本质
巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德: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,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
萨姆纳等：酶是蛋白质
一、酶的本质和作用
2、酶的本质
探索酶的本质
切赫和奥尔特曼：少数RNA也具有催化功能！
活细胞产生的
——酶的来源
有机物
——酶的化学本质
具有催化作用
——酶的功能
一、酶的本质和作用
2、酶的本质
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
1
酶的特性
2
影响酶活性的因素
学习任务
二、酶的特性
二、酶的特性
①高效性
酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍 ！
107～1013
概 念
酶促反应:
由酶催化的化学反应称为酶促反应
底物:
受酶催化而发生化学反应的分子叫
底物（反应物）
探究·实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
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
底物的种类
自变量：
因变量：
是否出现砖红色沉淀
探究·实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2. 实验设计
实验的自变量、因变量以及无关变量分别是什么？
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 淀粉酶
溶液
1 2 mL — 2 mL
2 — 2 mL 2 mL
斐林试剂 反应
条件
2 mL 沸水浴
1 min
2 mL 在已知淀粉酶能够催化淀粉水解的情况下，本实验设置1号试管还有没有必要 ？
产物鉴定
探究·实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
2. 实验设计
试管 编号 淀粉 溶液 蔗糖 溶液 淀粉酶 溶液 蒸馏水
1 2 mL 2 mL
2 2 mL 2 mL
3 4 mL
斐林试剂 反应
条件
2 mL 沸水浴
1 min
2 mL 2 mL
探究·实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
3. 实验结果
4. 实验结论
淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解！
试管1出现砖红色沉淀
试管2无产生砖红色沉淀
探究·实践
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
问题1：能不能将实验中的斐林试剂换成碘液作为实验材料？
因为碘液只能检测淀粉有没有被水解，而无法检测到蔗糖有没有被分解，故不可用碘液代替斐林试剂进行鉴定。
问题2：有没有另外一种实验思路？
方案一：酶相同，底物不同；
方案二：酶不同，底物相同。
二、酶的特性
②专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应！
酶的专一性曲线模型：
曲线分析：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率 ，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有 。
专一性
相同
二、拓展应用
A 代表某类酶, B 代表底物, C 和 D 代表产物。
这个模型的含义是:酶 A与底物 B 专一性结合,催化反应的发生,
产生了产物 C 和 D。
这个模型可以类比解释酶的专一性。
练习与应用
酶活性:
酶催化特定化学反应的能力
在一定条件下催化某一化学反应的速率
酶活性的定义
影响酶活性的因素
生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多种酶，可以杀灭有害菌，清除淀粉等食物残渣。
联系生活：
30℃
温水刷
唾液（淀粉酶）
pH 6.2~7.4
胃液（胃蛋白酶）
pH0.9~1.5
小肠液（含多种酶）
pH 7.6
唾液淀粉酶进入胃后还能消化淀粉吗？
影响酶活性的因素
联系生活：
探究·实践
影响酶活性的条件
探究1 探究温度对淀粉酶活性的影响
1. 实验原理
淀粉 麦芽糖
淀粉酶
温度（0℃、60℃、100℃）
自变量：
因变量：
是否变蓝（或蓝色的深浅）
2. 实验步骤及结果
3. 实验结论
温度会影响淀粉酶的活性
探究·实践
操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管
0℃ 0℃ 60℃ 60℃ 100℃ 100℃
加淀粉 2mL — 2mL — 2mL —
加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL
保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝
不变蓝
变蓝
探究·实践
影响酶活性的条件
探究2 探究pH对过氧化氢酶活性的影响
1. 实验原理
pH（盐酸、NaOH溶液、蒸馏水）
自变量：
因变量：
气泡的产生情况
2. 实验步骤及结果
探究·实践
1号试管
1号试管 2号试管 3号试管 实验步骤 一 二 三 四 实验现象
加入过氧化氢酶2滴，振荡2min
试管各加入2mL过氧化氢溶液
大量气泡
少量气泡
少量气泡
1ml蒸馏水
1mlNaOH
1mlHCl
观察气泡的产生情况
3. 实验结论
pH会影响过氧化氢酶的活性
注意：
A.不宜用H2O2探究温度对酶活性和影响，因为H2O2在加热条件下分解
C.底物和酶混合之前，必须先在一定的温度或PH条件下分别处理一段时间
B.不宜用淀粉酶探究PH对酶活性和影响，因为淀粉能在酸性条件下分解
探究·实践
影响酶活性的条件
数学模型
二、酶的特性
③酶的作用条件较温和
温度
pH
最适温度
最适pH
①描述曲线含义？
在一定温度(pH)范围内，随温度（pH）的升高，酶活性逐渐增强，超过这一范围酶的活性减弱。
酶的活性
②低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
数学模型
二、酶的特性
③酶的作用条件较温和
温度
pH
最适温度
最适pH
酶的活性
抑制
失活
失活
失活
高温、过酸、过碱：破坏酶的空间结构，使酶失活。
低温：使酶活性受抑制，但在适宜温度下其活性可以恢复。
酶制剂适合在_____条件下保存。
低温
二、酶的特性
影响酶促反应速率的因素
1. 温度
3. 酶的浓度：
2. pH
酶促反应速率
酶的浓度
（底物充足）
4.底物浓度：
受酶量和酶的活性的限制
酶促反应速率
底物浓度
（酶量一定）
p
2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
练习与应用
A 点:在一定的范围内，随
着反应底物浓度的增加,
反应速率加快。
B 点:反应速率在此时达到最高 。
C 点:反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。
2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化 为什么 请画出变化后的曲线。
练习与应用
如果 A 点时温度升高 10℃,曲线上升的幅度变小。
因为图中原曲线表示在最适温度下催化速率随底物浓度的变化。温度高于或低于最适温度,反应速率都会变慢。
2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。
(3)如果在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化 为什么 请画出相应的曲线。
练习与应用
该曲线表明,B 点是酶的数量限制了反应速率的提高,这时加入少量的酶,会使反应速率加快。

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