第五章第一节 降低化学反应活化能的酶

(共35张PPT)
第1节
降低化学反应活化能的酶
就是活细胞中全部有序的化学反应的总称.
生物体内的反应与玻璃试管中的反应有什么区别呢？
常温常态的状态下、有适合的生物催化剂————酶
①反应条件温和：常温常态
②生物体内的反应数量巨大、速度快
一.细胞代谢
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
来源
功能
化学本质
活细胞产生的
催化剂
多数是蛋白质，少数是RNA。
二.酶的概念：
酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生产的物质叫做产物。
酶——生物催化剂
实验原理：H2O2 H2O+O2
过氧化氢酶
Fe3+
1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝液
【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验的关键： 实验材料是否新鲜,是否研磨充分。过氧化氢放置时间过长会分解；肝脏离开活体时间过长，酶的数量和活性会下降。
说明：
1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；
2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；
3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；
质量分数为20%的
新鲜肝脏研磨液
1滴 质量分数为3.5%的
氯化铁溶液
1滴
生物催化剂：过氧化氢酶
所含酶的相对数量：1 无机催化剂： Fe3+
Fe3+的相对数量：25万
酶的特性之一：高效性
WHY？
酶的催化机理——降低活化能。
活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
下图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是
2.专一性
每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应
酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍
三.酶的特性：
1.高效性
意义：使细胞代谢有条不紊地进行。
意义：使细胞代谢快速进行。
序号 项 目 试管
1 2 3 4
1 淀 粉 溶 液 2mL 2mL / /
2 蔗 糖 溶 液 / / 2mL 2mL
3 淀 粉 酶 2mL / / 2mL
4 蔗 糖 酶 / 2mL 2mL /
5 斐 林 试 剂 2mL 2mL 2mL 2mL
6 砖红色沉淀
有
无
无
有
[实验]验证酶的专一性
（1）酶活性：酶对化学反应的催化效率
（2）主要影响因素：温度和pH
3. 酶作用条件较温和
过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性很低，但不会失活。
酶的名称 最适PH
胃蛋白酶 2
唾液淀粉酶 7
胰蛋白酶 8
过酸、过碱和高温---------酶永久失活
低温------------酶活性暂时降低
5.在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将( )
A.不断上升 B.没有变化
C.先升后降 D.先降后升
B
2.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因是（ ）
A.消化道内食物尚未消化
B.发烧使胃肠蠕动减弱
C.体内的食物残渣排出受阻
D.高烧使酶的活性减弱
D
影响酶促反应速率的其它因素：
酶的浓度：底物充足的
情况下，反应速率随
酶浓度的升高而加快。
底物浓度：酶量一定的情
况下，一定浓度范围内，
反应速率随底物浓度的升
高而加快，但达到一定浓
度，反应速率不再变化。
酶促反应速率
酶的浓度
酶促反应速率
底物浓度
酶量一定
【例2】下图中实线表示某反应的反应时间与生成物量之间的关系。若其他条件不变仅酶浓度增加，下列能正确表示生成物量变化的是(图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)：
C
酶
高效性
专一性
作用条件温和（温度、PH等）
特性
合成场所：活细胞内
功能：催化化学反应
本质：绝大多数酶是蛋白质，极少数是RNA
定义
1.下列关于酶的叙述，不正确的是(双选)
A.细胞内的酶都是在核糖体上合成的
B.酶能降低反应的活化能
C.所有的酶都具有专一性
D.酶只能在细胞内起催化作用
.
练习
3.催化脂肪酶水解的酶是 （ ）
A.肽酶 B.蛋白酶
C.脂肪酶 D.淀粉酶
4.以下四组是影响酶活性的主要因素，正确的是（ ）
A.底物浓度、pH、温度 B.光照、温度、pH
C.底物浓度、压力、pH D.温度、压力、pH
B
A
5、(99年上海)将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是 ( )
A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
A
吃馒头，细嚼慢咽，感觉很甜，为什麽？
治疗糖尿病的胰岛素制剂为什麽只能注射，不能口服？
进入冬眠的动物体，代谢很缓慢，根本原因是？
ATP
试管1 试管2 试管3 试管4
step1 H2O2溶液2ml H2O2溶液2ml H2O2溶液2ml H2O2溶液2ml
step2 常温 90℃ 常温 常温
step3 / / FeCl3溶液2滴 肝脏研磨液2滴
step4 观察试管中的气泡数
结果
结论
高温能加快H2O2的分解
催化剂能加快H2O2的分解
催化能力：酶＞无机催化剂
试管
1 2 3
淀粉溶液 2mL 2mL 2mL
温　度 0℃ 37℃ 80℃
淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL
碘　液 １滴 １滴 １滴
结果现象
不变
蓝色
蓝色
项　　目 试　　管
１ ２ ３
淀粉溶液 2mL 2mL 2mL
淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL
HCl 1mL / /
蒸馏水 / 1mL /
NaOH / / 1mL
加碘后变色
不变
变蓝
变蓝
酶具有高效性
[实验一] 比较过氧化氢酶和 Fe3+ 的催化效率
结论：上述实验说明，过氧化氢酶和 Fe3+ 的催化效率不
同。与无机催化剂 Fe3+ 相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ~1013 倍。
讨论：实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？
1号试管 2号试管 3号试管 4号试管
步骤1 5 mLH202 5 mLH202 5 mLH202 5 mL H202
步骤2 两滴FeCl3溶液 两滴清水 两滴肝脏研磨液 两滴清水
步骤3 室温 90℃ 室温 室温
实验现象 有较多的气泡 有少量气泡 有大量气泡 无气泡
实验结论 过氧化氢氢酶的催化作用具有高效性
酶具有专一性
[实验六] 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能
水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。还原糖能够与斐林试剂
发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。
方法步骤：
序号 项 目 试管
1 2
1 注入可溶性淀粉溶液 2mL /
2 注入蔗糖溶液 / 2mL
3 注入新鲜淀粉酶溶液 2mL 2mL
４ 结果现象
酶具有专一性
[实验二] 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。确切地说，每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。
讨论：为什么要将试管的下半部浸到 60 OC 左右的热水中？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？
0 最适温度 t / OC
V / mmol·s-1
0 6 最适 pH 10 pH
V / mmol·s-1
酶需要适宜的条件
高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的活性，
淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和 pH。如图所示：
酶的活性受温度影响示意图
酶的活性受pH影响示意图
项　　目 试　　管
１ ２ ３
淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL
蒸馏水 1mL / /
NaOH / 1mL /
HCl / / 1mL
淀粉溶液 2mL 2mL 2mL
结果现象
结论：在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活
性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明
显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。
酶的活性受pH影响的示意图