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第1节 降低化学反应活化能的酶
必修一 分子与细胞
第5章 细胞的能量供应和利用
第二课时
温故知新
酶在代谢中的作用：
酶的本质：
酶具有催化作用，能显著降低化学反应的活化能。
绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA---核酶。
酶的定义：
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
酶的作用：
催化作用。
不具有传递信息、调节的作用。
在相同条件下，比较FeCl3和过氧化氢酶对过氧化氢的分解速率。
一、酶的特性
3号
4号
3号：
加2滴FeCl3
4号：
加2滴肝脏研磨液
每滴溶液中Fe3+的数量是
过氧化氢酶的分子数的25万倍。
酶与无机催化剂的催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。
酶与无机催化剂都不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。
时间
O2量
加Fe 3+
加过氧化氢酶
过氧化氢的反应曲线
高效性
一、酶的特性
（一）高效性
保证了细胞内化学反应的顺利进行，保证了细胞内能量供应稳定。
意义：
与无机催化剂相比，酶的催化效率高，是无机催化剂的107~1013倍
（二）专一性
一种酶只能催化一种或一类反应。
保证了细胞内化学反应有序进行。
一、酶的特性
3.原因：
1.内容：
2.意义：
4.实验设计思路及预测结果与结论
项目 对照组 实验组
底物 A B
酶 酶A 酶A
现象 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性 （二）专一性
一、酶的特性
你还有其他的思路吗？
用同一种酶催化两种不同物质
用不同种酶催化同一种物质
5.实验验证
项目 试管1 试管2
可溶性淀粉溶液
蔗糖溶液
新鲜的淀粉酶溶液
保温 斐林试剂 水浴加热 颜色变化
2mL
—
—
2mL
2mL
2mL
60℃保温5min
各加入2mL
沸水浴1min
砖红色
无砖红色
能否用碘液检测实验结果？
不能，因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解
6.曲线表示
（二）专一性
一、酶的特性
1.含义
酶通常在一定pH范围和一定温度范围内才能起作用，而且在某一pH、某一温度下作用最强。
2.意义：
保证细胞代谢能够在温和条件下高效进行。
3.原因：
过酸、过碱、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活，低温使酶的活性抑制，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂需要在低温和适宜的pH下保存。
（三）条件温和
一、酶的特性
4.实验验证--温度对酶活性的影响
操作 1试管 2试管 3试管 4试管 5试管 6试管
加淀粉
加淀粉酶
保温 混合 保温 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝
不变蓝
变蓝
0℃
0℃
60℃
60℃
100℃
100℃
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
在各自温度下保温5min
在各自温度下保温5min
将2加入1中
将4加入3中
将6加入5中
变蓝
不变蓝
思考
本实验中，能否将淀粉和淀粉酶混合均匀后，再在不同温度下处理？
为什么不能用斐林试剂对实验结果进行检测？
该实验的自变量是温度，用斐林试剂检测时需要水浴加热，会干扰自变量。
为什么不能用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。
不能，底物和酶可能还没有经过自变量的处理，便已反应完全
4.实验验证--pH对酶活性的影响
项目 试管1 试管2 试管3
注入新鲜的肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴
注入不同pH的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL 盐酸 1 mL
NaOH
溶液
注入等量的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL
观察现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
该实验中,能否将先加H2O2溶液，再加不同pH的溶液
该实验不宜选用淀粉酶催化淀粉的水解做实验,为什么
因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应,无法排除无关变量的干扰。
不能。若调换步骤,在调节pH之前,试管中已经发生了反应,从而影响实验结果。
思考：
5.曲线
在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度后，酶促反应速率随着温度的升高而下降。
在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。
最适温度
V/mmolS-1
5.曲线
最适pH
V/mmolS-1
动物体内的酶最适pH大多在6.5~8之间，胃蛋白酶最适pH为1.5；
植物体内的酶最适pH大多在4.5~6.5之间。
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 ；
在最适合的pH下，酶的活性最大；
二、影响酶促反应速率的因素
（一）酶促反应
由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。
（二）酶促反应速率：
单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。
（三）影响酶促反应速率的因素：
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶的活性
pH
温度
抑制剂
激活剂
二、影响酶促反应速率的因素
温度从a降低，酶促反速率下降，原因是低温下酶的活性很低，空间结构没有被破坏；
温度从a升高，酶促反速率下降，原因是高温破坏了蛋白质的空间结构。
（一）温度
pH从b降低或升高，酶促反速率均下降，下降的原因过酸过碱的情况下，破坏了蛋白质的空间结构。
二、影响酶促反应速率的因素
（二）pH
底物浓度为c时，酶促反应速率达到最大，底物浓度再增加，酶促反应速率不再改变是因为酶数量有限。
二、影响酶促反应速率的因素
（三）底物浓度
二、影响酶促反应速率的因素
（四）酶浓度
例：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。
反应速率在此时达到最高;
A 点:
B 点:
C 点:
反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高。
随着反应底物浓度的增加,反应速率加快;
如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化 为什么
A 点时温度升高 10℃,曲线上升的幅度变小。因为在最适温度下改变温度,反应速率都会变慢。
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
B 点反应速率达到最大，是酶的数量限制了反应速率,加入少量酶,会使反应速率加快。
酶的特性：
1.酶具有高效性
2.酶具有专一性
3.酶的作用条件温和
小结
(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。
回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是___组。
B
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会______。
加快
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_____，原因是
____________________________________________________________________________。
60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)生物体内酶的化学本质是_____________，其特性有______________(答出两点即可)。
蛋白质或RNA
高效性和专一性
不变

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