1、 生物要生存必须要获取生物要生存必须要获取能量能量，植物吸收光能，动物（植食，肉食）植物吸收光能，动物（植食，肉食）摄取有摄取有机物中的能量机物中的能量 第1节 降低化学反应活化能的酶 斯帕兰扎尼实验斯帕兰扎尼实验过程：过程：现象：现象：推测：推测：如何证明推测：如何证明推测：本实验能证明：本实验能证明：问题探讨问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了肉块消失了是胃内的化学物质将肉块分解了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质在体外是否也能将肉块分解胃具有化学消化的作用胃具有化学消化
2、的作用排除物理性消化排除物理性消化为什么将肉块放入金属笼内？为什么将肉块放入金属笼内？1.1.细胞代谢细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多：细胞中每时每刻都进行着许多 化学化学反应，统称为细胞代谢，它是反应，统称为细胞代谢，它是生命活动的基础。生命活动的基础。合成合成代谢（代谢（同化同化作用）作用）分解分解代谢（代谢（异化异化作用）作用）C CCOOHCOOHH HN NR R1 1R R2 2OOH HH HC CNHNH2 2C OHC OHHH+R R1 1C CNHNH2 2C C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HH一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质2H2O
3、22H2O+O2？1 1、常温下反应、常温下反应2 2、加热、加热3 3、FeFe3+3+做催化剂做催化剂4 4、过氧化氢酶、过氧化氢酶2.酶在细胞代谢中的作用步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4 一一二二 观观察察结论结论2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴滴2 2滴滴过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量变量变量 H H2 2OO2 2 浓度浓度剂
4、量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生带火星的木条带火星的木条对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组实验步骤：实验步骤：P79对照实验单一变量原则等量原则增大酶与过氧化氢的面积加FeCl3和过氧化氢酶不能用同一只滴管不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃控制变量与对照实验：控制变量与对照实验：自变量：实验中自变量：实验中 的变量。的变量。因变量：随因变量：随 而变化的变量。而变化的变量。无关变量：无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一除自变量外，实验过程中可能还会存在一 些些 ，对，对 造成影响造成影响。实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则；
5、实验设计的基本原则：对照性原则；单因子变量原则；等量性原则；科学性原则等量性原则；科学性原则对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。对照实验一般要设置对照组与实验组。人为控制改变人为控制改变自变量自变量实验结果实验结果可变因素可变因素变量：实验过程中可以变化的因素。变量：实验过程中可以变化的因素。问题质疑：问题质疑：1 1、与、与1 1号试管相比，为什么号试管相比，为什么2 2号试管加热后过氧化氢就号试管加热后过氧化氢就能分解？能分解？加热使反应加快的本质：加热使反应加
6、快的本质：使使过氧化氢过氧化氢分子得到能量，分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。从常态转变为容易分解的活跃状态。常态常态活跃状态活跃状态 分子从分子从常态常态转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的活跃活跃状态状态所需要的所需要的能量能量称为称为降低降低了化学反应的了化学反应的活化能活化能2 2、FeClFeCl3 3中中FeFe3+3+和肝脏研磨液的和肝脏研磨液的过氧化氢酶过氧化氢酶都能加都能加快过氧化氢分解，原因与快过氧化氢分解，原因与2 2号试管的相同吗？号试管的相同吗？酶酶更显著地更显著地降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能酶酶使使活活化化能能降降低低能量能量反应
7、过程反应过程没有酶催化没有酶催化有酶的催化有酶的催化条件条件活化能活化能/kJ.mol-1无催化剂催化无催化剂催化 75过氧化氢酶过氧化氢酶29 并未供给过氧化氢能量，而是并未供给过氧化氢能量，而是了过氧化氢了过氧化氢分解反应的分解反应的。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，因而催化效率更高。因而催化效率更高。酶的作用原理：降低反应的活化能酶的作用原理：降低反应的活化能作用：作用：催化作用催化作用 原理：原理：降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能意义：意义：使得细胞代谢能在使得细胞代谢能在温和的条件温和的条件下快下快速进行速进行小结：酶在
8、细胞代谢中的作用小结：酶在细胞代谢中的作用巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发酵有关，发酵是整个细胞而不是细胞中是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用某些物质起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中的某些物质细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用并裂解后才能发挥作用毕希纳毕希纳酵母细胞中的酵母细胞中的某些物质某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白
9、质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能3.3.酶的本质酶的本质（1）探索历程）探索历程酶是酶是活细胞活细胞产生的一类具有生物产生的一类具有生物催化作用催化作用的的有机物有机物。来源来源功能功能本质本质绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数的酶是少数的酶是RNA.作用场所：作用场所：酶在活细胞中产生，但可以在酶在活细胞中产生，但可以在细胞内，细胞外甚至在体外起作用细胞内，细胞外甚至在体外起作用（2 2）酶的本质）酶的本质特别特别提醒提醒练习题：酶知识的正误辨析，并说明理由练习题：酶知识的正误辨析，并说明理由1.具有分泌功能的细胞才能产生
10、具有分泌功能的细胞才能产生2.酶的化学本质是蛋白质酶的化学本质是蛋白质正确：凡是活细胞都能长生（不考虑成熟红细胞）正确：凡是活细胞都能长生（不考虑成熟红细胞）正确：有机物（或多数是蛋白质，少数是正确：有机物（或多数是蛋白质，少数是RNA）3.酶具有调节、催化等多种功能酶具有调节、催化等多种功能4.酶有的来源于食物酶有的来源于食物正确：酶只起催化作用正确：酶只起催化作用正确：生物体内合成正确：生物体内合成（X）（X）（X）（X）酶为生活添酶为生活添姿彩姿彩3443少量肝脏少量肝脏研磨液研磨液 比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3+3+的催化效率的催化效率酶的催化效率是无机催化剂的酶的催化效
11、率是无机催化剂的10107 710101313 倍倍 酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行意义：意义：含义：含义：无机催化剂无机催化剂既能催化蛋白质的水解，也能既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。催化脂肪、淀粉水解。蛋白酶蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脂肪、淀粉等的水解。口腔里有口腔里有唾液淀粉酶唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的，可塞进牙缝里的肉肉丝丝两天后还没被消化。两天后还没被消化。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。酶具有专一性酶具有专一性含
12、义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应锁钥关系注意：注意：1 酶作为酶作为催化剂催化剂在反应前后质量和结构是不变的在反应前后质量和结构是不变的 2 无机催化剂没有无机催化剂没有专一性专一性这一特点这一特点涉及到酶的命名，例：蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、脂肪酶催化脂肪酶水解的酶是？意义：意义：使细胞代谢有条不紊地进行使细胞代谢有条不紊地进行2、酶具有专一性、酶具有专一性模型中模型中A代表某类酶，代表某类酶，B代表反应底物，代表反应底物，C和和D代表反应代表反应产物。产物。这个模型的含义是：这个模型的含义是：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应每种酶只能催化
13、一种或一类化合物的化学反应酶的专一性解释常用酶的专一性解释常用“锁和钥匙学说锁和钥匙学说”，如图所示：，如图所示：酶酶A与底物与底物B专一性结合，催化反应的发生，产生了专一性结合，催化反应的发生，产生了产物产物C和和D。这个模型揭示了酶的专一性。这个模型揭示了酶的专一性。序号项 目试管12341淀 粉 溶 液2mL2mL/2蔗 糖 溶 液/2mL2mL3淀 粉 酶2mL/2mL4蔗 糖 酶/2mL2mL/5斐 林 试 剂2mL2mL2mL2mL6砖红色沉淀有有无无无无有有实验：酶具有专一性实验：酶具有专一性无机催化剂可在高温，高压，强酸，无机催化剂可在高温，高压，强酸，强碱条件下进行，酶需要什
14、么条件呢强碱条件下进行，酶需要什么条件呢酶活性：酶对化学反应的催化效率酶活性：酶对化学反应的催化效率科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度（温度/pH 会影响酶的活性吗？）会影响酶的活性吗？）（温度（温度/pH 会影响酶的活性）会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件3%可溶性淀粉溶液、可溶性淀粉溶液
15、、2的淀粉酶溶液、的淀粉酶溶液、沸水、沸水、60水、冰水水、冰水5HCl、5NaOH、蒸馏水、蒸馏水、斐林试剂斐林试剂提供的材料提供的材料因变量因变量温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响摇匀混合，放置各自温度反应摇匀混合，放置各自温度反应5min5min结论：淀粉酶在结论：淀粉酶在60 中活性最强中活性最强1号号2号号3号号4号号5号号6号号3%可溶性可溶性淀粉淀粉2ml2ml2ml2%淀淀粉酶粉酶1ml1ml1ml温度温度冰水冰水60水浴水浴 沸水浴沸水浴冰水冰水60水浴水浴沸水浴沸水浴放置放置2分钟分钟混匀混匀4号倒入号倒入1号；号；5号倒入号倒入2号；号；6号倒入号倒入3号号菲林试剂菲林
16、试剂在各混合试管中滴加斐林试剂在各混合试管中滴加斐林试剂2ml（水浴加热）（水浴加热）颜色颜色无砖红色无砖红色无砖红色无砖红色变砖红色变砖红色摇匀混合摇匀混合，50-65 水浴加热水浴加热自变量自变量 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从而失去对照作用，影响实验效果。从而失去对照作用，影响实验效果。问题讨论问题讨论0最适温度最适温度t/mmol.s/mmol.s-1-1酶活性受温度影响示意图酶活性受温
17、度影响示意图 一般地，一般地，动物动物体内的体内的酶最适温度在酶最适温度在35354040之间；之间；植物植物:40:405050之间之间 细菌和真菌最适温度差细菌和真菌最适温度差别较大，有的达别较大，有的达7070。温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响酶活酶活性性1 在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；渐增强；2 达到达到最适温度最适温度时，酶时，酶的活性最高；的活性最高；3 超过最适温度时，随着温超过最适温度时，随着温度的继续升高，酶的活性逐度的继续升高，酶的活性逐渐下降。渐下降。4 温度过高温度过高会使酶的空间会使酶的空间结构遭到破坏，
18、使结构遭到破坏，使酶永久酶永久失活，温度过低失活，温度过低只降低酶只降低酶活性活性，不破坏酶，不破坏酶失失活活P抑抑制制pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1mlpHpH3 3可溶性淀粉可溶性淀粉 斐林试剂斐林试剂颜色颜色 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL5%HCl1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml2mL2mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在6060水浴中反应水浴中反应5min5min砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性最强淀粉酶在中性条件
19、中活性最强2mL2mL2mL2mL摇匀混合，摇匀混合，50-65 水浴水浴1min1min自变量自变量因变量因变量问题讨论问题讨论 2、pH对酶活性影响的实验中，能不能先加对酶活性影响的实验中，能不能先加淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化钠、盐酸？为什么？化钠、盐酸？为什么？不能，这样可能在改变溶液不能，这样可能在改变溶液pH之前淀之前淀粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。粉酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。/mmol.s/mmol.s-1-1最适最适pH0pH 酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内的酶最适一般地，动物体内的
20、酶最适pHpH在在6.56.58.08.0之间；但是之间；但是胃蛋白酶的胃蛋白酶的最适最适pHpH为为1.51.5;植物体内的酶最适植物体内的酶最适pHpH在在4.54.56.56.5之间；之间；pH对酶活性的影响对酶活性的影响1 在一定范围内，随着在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性逐渐的升高，酶的活性逐渐增强；增强；2 达到达到最适最适pH时，酶的时，酶的活性最高；活性最高；3 超过最适超过最适pH时，随着时，随着pH的继续升高，酶的活的继续升高，酶的活性逐渐下降。性逐渐下降。4 过酸、过碱过酸、过碱会使酶的会使酶的空间结构遭到破坏，使空间结构遭到破坏，使酶永久失活酶永久失活失活失活失活
21、失活Q不同酶的最适不同酶的最适pH不同不同通过探究温度、通过探究温度、pHpH对酶活性影响的实验结果对酶活性影响的实验结果酶的作用条件温和酶的作用条件温和温度过高、过低；温度过高、过低；pH过酸、过碱都会影过酸、过碱都会影响酶的活性响酶的活性原因：绝大多数酶是蛋白质，蛋白质受温度，原因：绝大多数酶是蛋白质，蛋白质受温度，pH值的影响值的影响1 酶具有高效性酶具有高效性2 酶具有专一性酶具有专一性3 酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和指单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量(mmol/s)酶促反应速率酶促反应速率酶的浓度酶的浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度前提：酶量一定前提：酶量
22、一定前提：底物充足前提：底物充足酶数量的限制酶数量的限制（酶达到饱和）（酶达到饱和）（1）A点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。点：随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。B点：点：反应速率在此时达到最高。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。的增加而升高，维持在相对稳定的水平。酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度ACB(2)(1)(3)课本课本P86的拓展题的拓展题1.（2）如果）如果A点时温度升高点时温度升高10，曲线上升的幅度变小。因为，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
23、底物浓度的变化。温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。度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。（3）该曲线表明，）该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是酶的数点的反应底物的浓度足够大，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。加快。2.细胞内合成酶的主要的场所是（细胞内合成酶的主要的场所是（）A.细胞质细胞质 B.线粒体线粒体 C.核糖体核糖体 D.内质网内质网C C3.能水解脂肪酶的酶是能水解脂肪酶的酶是A.淀粉酶淀粉酶 B.蛋白酶蛋白酶 C.脂肪酶脂
24、肪酶 D.麦芽糖酶麦芽糖酶1.1.酶的基本组成单位是（酶的基本组成单位是（）A.氨基酸氨基酸 B.核苷酸核苷酸 C.核糖核苷酸核糖核苷酸 D.A或或CD课堂练习：课堂练习：4.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.A.所吃食物不能消化所吃食物不能消化 （）B.B.胃没有排空胃没有排空C.C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降体温超过合适温度，消化酶的活性下降D.D.吃药使人没有了胃口吃药使人没有了胃口 5.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用，主要原因是（主要原因是（）A.pHA.pH不适合不适合
25、B.B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了胃中已经起了消化作用，不能再起作用了C.C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用D.D.小肠中没有蛋白质可被消化小肠中没有蛋白质可被消化CA 7、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：下面的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？物上的奶渍和血渍？（2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么
26、酶？衣粉中还可以加入什么酶？脂肪酶脂肪酶酶酶高效性高效性的曲线的曲线 （1 1）催化剂可）催化剂可加快化学反应速率加快化学反应速率，与无机催化，与无机催化 剂相比，酶的催化效率更高。剂相比，酶的催化效率更高。（2 2）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间）酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。不改变化学反应的平衡点。（3 3）酶只能催化已存在的化学反应。）酶只能催化已存在的化学反应。酶A未加酶（酶B）2、酶具有专一性、酶具有专一性底物A浓度反应速率 4.4.激活剂和抑制剂激活剂和抑制剂 酶的活性常受到某些物质影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂；另一些物质则降低酶的活性，称为抑制剂。很少量的激活剂或抑制剂就会影响酶的活性，而且常具有特异性（值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，有些物质在低浓度时为某种酶的激活剂，而在高浓度时则成为该酶的抑制剂，NaCl是唾液淀粉酶的激活剂，但NaCl浓度到1/3饱和度时就可抑制唾液淀粉酶的活性）。
