1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第第1节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 二、酶的特性二、酶的特性 南溪二中南溪二中 袁胜聪袁胜聪酶的概念：酶的概念：酶酶是是活细胞活细胞所产生的一类具所产生的一类具催化作用催化作用的的有机物有机物。酶的来源酶的来源酶的作用酶的作用酶的化学本质酶的化学本质大部分酶是蛋白质，也有少数是大部分酶是蛋白质，也有少数是RNARNA。3443少量新鲜肝少量新鲜肝脏研磨液脏研磨液 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 哪支试管反应速率更快？哪支试管反应速率更快？说明了什么？说明了什么？4 4号号大量的实验
2、数据表明：大量的实验数据表明：酶的催化效率酶的催化效率大约是无机大约是无机催化剂的催化剂的10107 7 10101313倍。倍。酶具有高效性酶具有高效性酶的高效性酶的高效性保证了保证了细胞内化学反应的顺利细胞内化学反应的顺利进行，使进行，使能量供应稳定能量供应稳定。酶具有高效性的意义：酶具有高效性的意义：淀粉酶，可溶性淀粉，蔗糖，斐林试剂淀粉酶，可溶性淀粉，蔗糖，斐林试剂淀粉淀粉 麦芽糖（麦芽糖（还原糖还原糖）分解分解蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 （还原糖还原糖）分解分解还原糖还原糖使使斐林试剂斐林试剂发生变化，产生发生变化，产生砖红色沉淀砖红色沉淀。探究：酶是否具有专一性探究：酶是否具
3、有专一性材料用具：材料用具：实验原理实验原理：本实验能不能用碘液？本实验能不能用碘液？不能用碘液不能用碘液：碘不与蔗糖及其产物反应：碘不与蔗糖及其产物反应有砖红色沉淀有砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀1 1号试管号试管2 2号试管号试管一、加入一、加入底物底物2ml2ml淀粉淀粉2ml2ml蔗糖蔗糖二、加入二、加入淀粉酶淀粉酶1ml1ml1ml1ml三、反应过程三、反应过程适宜条件下一段时间适宜条件下一段时间四、加入四、加入 试剂试剂1ml1ml1ml1ml五、五、加热加热3min3min3min3min六、观察记录结果六、观察记录结果实验步骤：实验步骤：斐林斐林水浴水浴资料：资料：脲酶脲酶
4、只能催化只能催化尿素尿素分解。分解。过氧化氢酶过氧化氢酶只能使只能使过氧化氢过氧化氢分解。分解。二肽酶二肽酶可以使所有的可以使所有的二肽二肽分解。分解。一种酶能催化多种物质的反应吗？一种酶能催化多种物质的反应吗？不能不能2、酶具有专一性、酶具有专一性：每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学反应。化学反应。保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。酶具有专一性酶具有专一性意义：意义：3、酶的作用条件较温和、酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应酶所催化的化学反应一般一般是在比较温和的条是在比较温和的条件下进行的。件下进行的。比较温和的条件：比较温和的条件
5、：常温、常压、常温、常压、PH为中性为中性1、温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响探究探究提出问题提出问题：温度对酶的活性是否影响温度对酶的活性是否影响？作出假设作出假设：高温、低温都会影响酶的活性。高温、低温都会影响酶的活性。设计实验：设计实验：酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和进行实验：进行实验：分析结果：分析结果：表达与交流：表达与交流：1、可否选择、可否选择H2O2酶和酶和H2O2作为实验材料？作为实验材料？2、本实验的自变量、因变量分别是什么？、本实验的自变量、因变量分别是什么？不能，不能，H2O2受温度影响也会分解受温度影响也会分解因变量：酶的活性因变量：酶的活性自变量：温度自变
6、量：温度设计实验、进行实验：设计实验、进行实验：实验探究一：温度对酶活性的影响实验探究一：温度对酶活性的影响取取 支试管编号支试管编号123456分别加入分别加入1mL 淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶分别保温分别保温5min将两试管混合摇匀将两试管混合摇匀分别保温分别保温5min滴加滴加碘液碘液实验结果实验结果实验结论实验结论六六060100变蓝变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝淀粉酶在淀粉酶在60 的活性最高，温度偏低或的活性最高，温度偏低或偏高都会使酶的活性降低偏高都会使酶的活性降低淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶淀粉淀粉淀粉酶淀粉酶2加入加入1中中4加入加入3中中6加入加入5中中0601001滴滴1滴滴1滴滴不能。斐林
7、试剂的使用不能。斐林试剂的使用要受温度的影响。要受温度的影响。本实验能不能用斐林试剂？本实验能不能用斐林试剂？在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起疑问：疑问：60时，为什么肉块长时间不能被分解？时，为什么肉块长时间不能被分解？如何找到酶活性最高时的温度？如何找到酶活性最高时的温度？酶失活酶失活40分钟分钟20分钟分钟16分钟分钟设制温度梯度设制温度梯度2、pH对酶活性的影响对酶活性的影响探究探究提出问题提出问题：pH对酶的活性是否影响？酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和作出假设作出假设：PH会影响酶的活性。设计实验设计实验：进行实验：分析结果表达与交流设计
8、实验、进行实验：设计实验、进行实验：材料：材料：质量分数为质量分数为20%的的新鲜肝脏研磨液新鲜肝脏研磨液，质量分数，质量分数 为为3%的的过氧化氢过氧化氢溶液，溶液，5%的的NaOH，5%的的 盐酸，蒸馏水。盐酸，蒸馏水。用具：用具：试管，量筒，滴管、试管，量筒，滴管、实验实验 步骤步骤 项项 目目 1号试管号试管 2号试管号试管 3号试管号试管 12滴滴2滴滴2滴滴 2 32mL2mL2mL结果结果 气泡气泡探究探究PH对酶活性的影响对酶活性的影响几乎无几乎无较多较多几乎无几乎无结论：结论：过氧化氢酶在过氧化氢酶在PH=7的活性最高，的活性最高，PH偏低或偏高偏低或偏高都会使酶的活性降低，
9、甚至失去活性。都会使酶的活性降低，甚至失去活性。肝脏研磨液肝脏研磨液pH处理处理5%HCl 1mL蒸馏水蒸馏水1mL5%NaOH1mL3%过氧化氢过氧化氢温度温度/反应速率反应速率最适温度最适温度 最适温度时最适温度时，酶的活性最高；，酶的活性最高；偏偏离最适值离最适值，酶的活性都会降低；，酶的活性都会降低；低低温降低温降低酶的活性，酶的活性，高温高温使酶使酶失活失活空间结构遭到破坏，永久失活空间结构遭到破坏，永久失活 0左右左右时，酶的活性很低，但酶的时，酶的活性很低，但酶的空空间结构稳间结构稳定定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温
10、酶制剂适于在低温（04 ）下保存）下保存。pH反应速率反应速率最适最适pHpH 最适最适PH时时，酶的活性最高；，酶的活性最高；偏离最适值偏离最适值，酶的，酶的活性都会降低；活性都会降低；过酸、过碱过酸、过碱都会使酶失活。都会使酶失活。PH:0.91.5PH:7.6PH:6.27.41.5 7.0 7.60 0胃蛋白酶胃蛋白酶唾液淀粉酶唾液淀粉酶肠胰蛋白酶肠胰蛋白酶n酶的特性酶的特性本节小结：本节小结：高效性高效性专一性专一性作用条件较温和作用条件较温和说明说明酶的专一性：酶的专一性：1 1、实验组：、实验组：A A底物底物A A酶液酶液 检测检测 底物被分解底物被分解，检测剩余，检测剩余 底
11、物（反应物）的量或产物（或生成物）的量底物（反应物）的量或产物（或生成物）的量 对照组：对照组：B B底物底物A A酶液酶液 检测检测 底物没被分解底物没被分解，无产物，无产物 （或生成物）形成（或生成物）形成 2 2、实验组：、实验组：A A底物底物A A酶液酶液 检测检测 底物被分解底物被分解，检测剩余，检测剩余 底物（反应物）的量或产物（或生成物）的量底物（反应物）的量或产物（或生成物）的量 对照组：对照组：A A底物底物B B酶液酶液 检测检测 底物没被分解底物没被分解，无产物，无产物 （或生成物）形成（或生成物）形成各种因素对酶促反应速率影响的曲线分析各种因素对酶促反应速率影响的曲线
12、分析1酶浓度对酶促反应速率的影响曲线酶浓度对酶促反应速率的影响曲线(1)图甲说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与图甲说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与 酶促反应速率成正比。酶促反应速率成正比。(2)图乙说明图乙说明a与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。b酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的不改变化学反应的平衡点。平衡点。2.反应底物浓度对酶促反应速率的影响反应底物浓度对酶促反应速率的影响通过图示可以看出：通过图示可以看出：加入酶加入酶A时，一定范围内随底物浓度的增加，反应速率增加，时，
13、一定范围内随底物浓度的增加，反应速率增加，当底物浓度超过一定范围后，反应速率不再改变当底物浓度超过一定范围后，反应速率不再改变(受酶量的限制受酶量的限制)。3pH和温度对酶活性的影响和温度对酶活性的影响(1)图甲说明：图甲说明：在最适在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低时，酶的催化作用最强，高于或低于最适于最适pH，酶的催化作用将减弱。，酶的催化作用将减弱。过酸、过碱都会使酶失活。过酸、过碱都会使酶失活。不同的酶最适不同的酶最适pH不同。不同。(2)图乙说明：图乙说明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。作
14、用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。(3)图丙说明：反应溶液图丙说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度（的变化不影响酶作用的最适温度（或温度的变化不影响酶作用的最适或温度的变化不影响酶作用的最适pH）。）。易错提醒易错提醒对影响酶活性条件的最适值的两点警示对影响酶活性条件的最适值的两点警示(1)酶催化反应时，酶不同，其最适酶催化反应时，酶不同，其最适pH不同，最适温度不同，不同，最适温度不同，但特定的酶最适值为定值，在最适值条件下，催化效率最高。但特定的酶最适值为定值，在最适值条件下，催化效率最高。(2)
15、并非在最适的并非在最适的pH或温度下反应就一定能进行或温度下反应就一定能进行，若将温度调，若将温度调至至100，那么，即使在最适，那么，即使在最适pH时，多数酶会丧失活性。时，多数酶会丧失活性。归纳提炼归纳提炼1温度和温度和pH对酶促反应速率的作用曲线解读对酶促反应速率的作用曲线解读(1)温度对酶促反应速率的影响温度对酶促反应速率的影响(如图甲如图甲)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时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而下降。一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而
16、下降。在一定条件下，酶活性最高时的温度称为该酶的最适温度。在一定条件下，酶活性最高时的温度称为该酶的最适温度。低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失活。恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失活。(2)pH对酶促反应速率的影响对酶促反应速率的影响(如图乙如图乙)每一种酶只在一定限度的每一种酶只在一定限度的pH范围内才有活性，超过这个范围酶就会永久范围内才有活性，超过这个范围酶就会永久失活。失活。在一定条件下，一种酶在某一在一定条件下，一种酶在某一pH时活性最高，此时活性
17、最高，此pH称为该酶的最适称为该酶的最适pH2底物底物(反应物反应物)浓度对酶促反应速率的影响浓度对酶促反应速率的影响(如图丙如图丙)(1)在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。速率与底物浓度近乎成正比。(2)当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变（受（受酶量的限制）。酶量的限制）。3酶浓度对酶促反应速率的影响酶浓度对酶促反应速率的
18、影响(如图丁如图丁)在底物足够、其他条件固定的条件下在底物足够、其他条件固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度，酶促反应速率与酶浓度成正比。成正比。经典选题经典选题(2013新课标全国新课标全国)下列关于酶的叙述，错误的是下列关于酶的叙述，错误的是()A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物酶既可以作为催化剂，也可以作为另一
19、个化学反应的底物B项目项目消化液名称消化液名称pH消化液成分消化液成分胃胃胃液胃液12胃酸胃酸(HCl)、胃蛋白酶、胃蛋白酶小肠小肠肠液、胆汁、肠液、胆汁、胰液胰液78NaHCO3、蛋白酶、肽、蛋白酶、肽酶、脂肪酶、淀粉酶等酶、脂肪酶、淀粉酶等(2014滨州市模拟滨州市模拟)下表代表胃、小肠中有关消化液的成分及部下表代表胃、小肠中有关消化液的成分及部分酶，下列说法正确的是分酶，下列说法正确的是()A.酶是活细胞产生的具有酶是活细胞产生的具有调节作用调节作用的有机物的有机物B与无机催化剂相比，酶能为生化反应与无机催化剂相比，酶能为生化反应提供活化能提供活化能C胃蛋白酶进入小肠后，仍能将蛋白质分解
20、胃蛋白酶进入小肠后，仍能将蛋白质分解D大量的胃酸大量的胃酸(HCl)进入小肠后不会降低小肠中酶的活性进入小肠后不会降低小肠中酶的活性D1 1、加酶洗衣粉中，蛋白酶的含量（、加酶洗衣粉中，蛋白酶的含量（0.2%0.2%）那么低，能）那么低，能有效去除奶渍吗？有效去除奶渍吗？2 2、为什么为什么加酶加酶洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？3、为什么要强调为什么要强调“使用温水使用温水30304040效果最佳效果最佳?用用60 60 以上的热水好吗？以上的热水好吗？能。酶具有高效性能。酶具有高效性丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，被洗衣丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，被洗衣
21、粉中蛋白酶专一性水解粉中蛋白酶专一性水解温度、温度、PH（酸碱度）等（酸碱度）等4 4、酶活性受什么因素影响？酶活性受什么因素影响？不好，高温使酶活性降低或破坏。不好，高温使酶活性降低或破坏。P86：课后练习：课后练习一、基础题一、基础题 1、能够促使唾液淀粉酶水解的酶是：、能够促使唾液淀粉酶水解的酶是：A、淀粉酶、淀粉酶 B、蛋白酶、蛋白酶 C、脂肪酶、脂肪酶 D、麦芽糖酶、麦芽糖酶 B 2 2、在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁。在不损伤植、在植物细胞工程中常常需要去掉细胞壁。在不损伤植 物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去掉细物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用于去掉细 胞壁
22、？胞壁？A A、蛋白酶、蛋白酶 B B、纤维素酶、纤维素酶 C C、盐酸、盐酸 D D、淀粉酶、淀粉酶 B3、下图表示的是某种酶作用的模型。尝试用文字描述这、下图表示的是某种酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。这个个模型。这个 A代表代表:123ABBAACD某种某种酶酶反应反应底物底物反应反应产物产物酶的专一性酶的专一性C、D代表代表:模型能解释酶的什么特性？模型能解释酶的什么特性？B代表代表:二、拓展题二、拓展题 1、右上图表示的是在、右上图表示的是在最适温度最适温度下，反应物浓度对酶所下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。催化的化学反应速率的影响。（1）请解释在、三点时）请解释
23、在、三点时该化学反应的状况。该化学反应的状况。0反应速率反应速率反应物浓度反应物浓度ABC点：点：随着反应底物浓度的增加，随着反应底物浓度的增加，反应速率加快。反应速率加快。点：点：反应速率在此时达到最高。反应速率在此时达到最高。点：点：反应速率不再随反应底物反应速率不再随反应底物浓度的增加而升高，维持在相对浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。稳定的水平。（2 2）如果在点时温度升高）如果在点时温度升高1010，曲线会发生什么，曲线会发生什么变化？为什么？请画出变化后的曲线。变化？为什么？请画出变化后的曲线。曲线上升的幅度变小。曲线上升的幅度变小。0反应速率反应速率ABC反应物浓度反应物浓
24、度（3 3）如果在点时往反应）如果在点时往反应混合物中加入少量同样的酶，混合物中加入少量同样的酶，曲线会发生什么变化？曲线会发生什么变化？为什为什么？请画出相应的曲线。么？请画出相应的曲线。反应速率会加快。反应速率会加快。因为高于或低于最适因为高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。温度，反应速率都会变慢。因为点时反应底物的浓度已足够大，是酶的数量因为点时反应底物的浓度已足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高。限制了反应速率的提高。酶为生活添姿彩酶为生活添姿彩1、溶菌酶：溶菌酶：能够溶解细菌的细胞壁，具有抗能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。菌消炎的作用。2、果胶酶：果胶酶：能分解果肉细胞
25、壁中的果胶，提能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。高果汁产量，使果汁变得清亮。3、加酶洗衣粉：加酶洗衣粉：有更强的去污能力。有更强的去污能力。4、含酶牙膏：含酶牙膏：可以分解细菌，使我们牙齿亮可以分解细菌，使我们牙齿亮洁，口气清新。洁，口气清新。5、多酶片：多酶片：含有多种消化酶，消化不良时可含有多种消化酶，消化不良时可以服用。以服用。(1)(1)酶在生物体内有催化和调节作用。酶在生物体内有催化和调节作用。()(2)(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。()(3)(3)有些酶中含有核糖。有些酶中含有核糖。()(4)(4)酶催化作用
26、的实质酶催化作用的实质提高化学反应的活化能，使化学反提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。应顺利进行。()(5)(5)酶只有在活细胞内才能发挥作用。酶只有在活细胞内才能发挥作用。()(6)(6)酶可以从食物中直接获取。酶可以从食物中直接获取。()(7)(7)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用。酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用。()(8)(8)所有的酶都是在核糖体上合成的。所有的酶都是在核糖体上合成的。()(9)(9)在温度过高或过低时，酶均能失去活性。在温度过高或过低时，酶均能失去活性。()(10)(10)酶是通过降低活化能来起到催化作用的。酶是通过降低活化能来起到催化作用的。()(
27、11)(11)酶活性最高时的温度不适合该酶的保存。酶活性最高时的温度不适合该酶的保存。()(12)(12)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物。酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物。()课堂练习：课堂练习：1.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 2.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
28、化作用，主要原因是（主要原因是（）A.pHA.pH不适合不适合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CA3.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（）A.A.淀粉酶淀粉酶 B.B.脂肪酶脂肪酶C.C.蛋白酶蛋白酶 D.D.肽酶肽酶 C、用纯唾液和用稀释、用纯唾液和用稀释1010倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有效果完全相同，这说明酶具有A A、专一性、专一性 B B、多样性、多样性 C C、高效性、高效性 D D、多变性、多变性、能水解脂肪酶的酶是、能水解脂肪酶的酶是A A、淀粉酶、淀粉酶 B B、蛋白酶、蛋白酶 C C、脂肪酶、脂肪酶 D D、麦芽糖酶、麦芽糖酶、将唾液淀粉酶先放入沸水中、将唾液淀粉酶先放入沸水中2 2分钟，再放在分钟，再放在37370 0C C的恒温水浴中，的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是酶的催化效率前后变化是A A、不断降低、不断降低 B B、先升后降、先升后降C C、先降后升、先降后升 D D、没有变化、没有变化
