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5.1 降低化学反应活化能的酶
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢：细胞中每时每刻进行的 。
2.活化能：分子从 态转变为容易发生 的 态所需要的能量。
3.实验：
①原理:
②目的：通过比较 H2O2 在 的分解，从而了解 H2O2 酶的作用。
1
③实验设计
反应条件：常温、 、无机催化剂 Fe3+ 、 酶。
反应快慢的指标：单位时间内产生 或带火星的卫生香 。
④实验步骤：
试管编号 1 2 3 4 变量
第一步 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3%
剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
第二步 反应条件
剂量 2 滴清水 2 滴清水 2 滴 2 滴
结果 气泡产生
卫生香复 燃情况
(1)与 1 号试管相比，2 号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？细胞能通过加热来提高反应速率吗？
(2)3 、4 号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么
(3)3 、4 号试管哪个反应速率更快？这说明什么？为什么酶对细胞代谢的顺利进行至关重要？
(4)该实验可得出什么结论？
PS 科学方法：控制变量和设计对照实验
·变量：实验过程中的 。
·自变量： 的对实验对象进行处理的因素。
·因变量：因 改变而变化的变量。
·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 。
·对照实验：除 量以外，其余因素（ 变量）都保持一致，并将结果进行 的实验。
一般要设置 组和 组。其类型分为 对照实验、 对照实验、
对照实验。对照实验的原则为： 。
4. 酶的作用：
5. 酶的作用原理：降低反应的 。
PS:与无机催化剂相比酶降低活化能的作用更 ，催化效率更 。
(
引
起
发
酵
的
是
酵
母
菌
细
胞 中
的
，但这些物质只有
在酵母细胞
后才能发
) (
切赫、奥尔特曼
) (
发现少数
具有催化功能
) (
萨姆纳之后
) (
科学家们获得
酶、
酶等许多酶的结晶，并证明这些
酶的化学本质是
。
) (
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞
后继续起
作用，就像在
中一样。
) (
萨姆纳
) (
萨姆纳：从刀豆中提纯
，并证明其化学本质是
。
) (
（
4
）分解肉块的化学物质究竟是什么？
2
、酶本质的探究历程：
) (
巴斯德之前：发酵是
，
与生命活动无关。
) (
化学本质
绝大多数是
少数是
合成原料
组成元素
至少含有
合成场所
细胞核
(
真核生物
)
来源
作用
作用的原理
) (
3
、酶的定义：
产生的
，具有
作用的
。
)
6.酶的作用意义：正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在 条件下 进行。
二、酶的本质
1 、问题探讨：
（1）为什么要将肉块放在金属笼内？
（2）是什么物质使肉块消失了？
（3）怎样才能证明你的推测？
2
巴斯德
发酵是由 的存在所致， 需要 的参与。
毕希纳
李比希
作用的场所
酶的命名 作用场所+反应物+“酶 ”
三、酶的特性
(
酶的一般特点：
)①不改变 ，即化学反应的 。
②加快反应 ，缩短反应 。
③反应前后 。
（一）高效性：与 相比，酶降低活化能的作用更显著。（催化效率是 的 107~ 1013 倍）
（二）专一性：
1 、无机催化剂作用范围较广：酸可催化 、 、 水解。
2 、实验：
(
淀粉和蔗糖都是
糖。
) (
通过
试剂鉴定溶液中是否有还原糖，确定淀粉酶是否只能催化
特定的化学反应。
·
实验目的：探究淀粉酶是否只能催化特定的化
学反应。
)·实验原理淀粉和蔗糖在酶的作用下都能水解成 糖。
·实验设计：
1 号试管 2 号试管
步 骤 一 2ml 淀粉溶液 2ml 蔗糖溶液
二 加入 2ml 新鲜的淀粉酶溶液，振荡，约 60℃ 保温 5min
三 加入 2ml 斐林试剂，水浴加热 ，煮沸 1min
现象
(
·
讨论
)1 号试管有砖红色沉淀生成，2 号试管没有，说明什么？你能从该实验得到什么结论？
实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
该实验的自变量和因变量分别是什么？
本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
3、 酶专一性的定义：每一种酶只能催化 或 化学反应。
4、 酶专一性的意义：保证 有条不紊地进行。
（三）酶的作用条件较 。
1 、酶活性定义：酶催化特定化学反应的 。可用酶在一定条件下催化某一化学反应的
表示。
2 、探究温度对酶测定的影响
①淀粉酶 or 过氧化氢酶？
②温度梯度如何设置？
③淀粉和酶先保温再混合，还是先混合再保温？
3
④如何检测酶活性大小？碘液 or 斐林试剂？
序号 项目 1 1* 2 2* 3 3*
1 注入可溶性淀粉溶液保温 5 min 2 mL - 2 mL - 2 mL -
2 注入淀粉酶溶液保温 5 min - 1 mL - 1 mL - 1 mL
3 温度条件(℃) 0 60 100
4 相同温度下淀粉溶液与淀粉酶 溶液混合，保持温度 3 mL 混合液 3 mL 混合液 3 mL 混合液
5 碘液检验
3、探究 pH 对酶活性的影响
①淀粉酶 or 过氧化氢酶？
②pH 梯度如何设置？
③过氧化氢和酶先调 pH 再混合，还是先混合再调 pH？
④如何检测酶活性大小？
序号 项目 试管 1 试管 2 试管 3
1 注入新鲜的肝脏研 磨液 每支试管各 1 mL
2 不同 pH 的处理 注入物质的量浓度为 0.01 mol/L 的盐酸溶液 1 mL 注入蒸馏水 1 mL 注入物质的量浓度为 0.01 mol/L 的 NaOH 溶液 1 mL
3 注入过氧化氢溶液 每支试管各 2 mL
4 用带火星的卫生香进行检验
5 预期实验现象
总结：
1 、动物、植物、细菌、真菌的最适温度/pH 是多少？
2 、为什么酶的作用条件较温和？
3 、如何保存酶？
4
(
4
、酶的激活剂
/
抑制剂
·
激活剂：
①无机阳离子：
Na
+
/K
+
/
Cu
2+
/
Ca
2+
②无机阴离子：
Cl
-
/
Br
-
/I
-
/
SO
4
2-
/
PO
4
2-
③有机化合物：维生素
c
、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽
等。
·
抑制剂：
) (
1
、酶浓度
V
2
、底物浓度
V
3
、酶活性（
T
、
PH
）
) (
酶浓度
底物浓度
)
4 、将温度从 A 升高到 B 再恢复到 A ，酶还有活性吗？A 升高到 C 再恢复到 A 呢？换成 pH 呢？
5 、同一个体，最适温度/pH 相同吗？
6 、如何探究酶的最适温度/pH？
四、影响酶促反应的因素
竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂
5

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