5.1降低化学反应的活化能

酶 注：底物无限时 促 反 应 速 率
酶的浓度
2、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 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
A
率
B 酶的量一定 底物浓度
酶在细胞代谢中的作用 催化（降低化学反应的活化能）
酶的本质 活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝
大多数是蛋白质，少数RNA也具有催化功能。
植物体内的酶最适pH在 4.5－6.5之间；
0
最适pH pH
酶活性受pH影响示意图
PH过高、过低酶失活
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？
υ/mmol. s-1
υ/mmol. s-1
不同
0 酶活性受温度影响示意图 t/℃
0 酶活性受pH影响示意图 pH
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；
温度过高酶失活
t/℃
酶活性受温度影响示意图
一般地，动物体 内的酶最适温度在35 －40℃之间； 植物:40－50℃之间
细菌和真菌最适温 度差别较大，有的达 70℃。
pH对酶活性的影响
• 酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。
υ/mmol. s-1
一般地，动物体内的酶最 适pH在6.5－8.0之间；但是 胃蛋白酶的最适pH为1.5;
与化学上的化学 被胃内的化学物质分解。 3反.怎应样证一明你样的么猜测？？
斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用
收集胃内的化学物质，看 看这些物质能否在体外将 肉块分解。
①高温 ②高压 ③强酸 ④强碱
⑤催化剂
为什么细胞能在常温常压下高效反应?
酶 在这种的环境状态下发生化学反应，应该有适合的生物催化剂——
一、酶的作用
对照实验： 除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。 包括空白对照、自身对照、条件对照
3、酶 是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。 本质： 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 催化原理： 降低化学反应的活化能
回顾：
1.酶的概念 2.酶的本质？ 3.酶的基本单位？及合成场所？ 4.酶的催化本质？
酶的特性
速
A
率
底物浓度
随着反应物浓度的增 加，反应速率加快
（1）A、B、C 三点时该化学反应的情况。
反应速率不再随反应物浓度的增加而升高
（2）若A点温度升高10℃，曲线会发生什么变化？ 为什么？画出变化后的曲线。
曲线上升幅度变小，因为图中原曲线是在 最适温度下。温度高于或低于最适浓度， 反应速率都会变慢
（3）如果B点事往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？画出相应的 曲线。
B点时是酶的数量限制了反应速率，所以 反应速率会加快
酶 的 应 用
蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂 肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其 他化学反应不起作用。
由上述资料可看出酶具有什么特性？
专一性 （一种酶只能催化一种或一类化学反应。）
细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。
实验二： 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
生成物的量
加无机
无催
m 加酶 催化剂 加热 化剂
43 2
1
反应物量
0
0 432
时间
酶只缩短反应的时间，不改变生成物的量。
1 时间
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才 能在温和的条件下快速进行。
酶的本质？
二、酶的本质
（一）探究史：
巴斯德
李比希
发酵与活细胞有关，发酵 是整个细胞而不是细胞中 某些物质起作用
温度
放置2分钟
4号倒入1号； 5号倒入2号； 6号倒入3号
混匀
摇匀混合，放置各自温度反应5min
碘液 现象
在各混合试管中滴加碘液1滴
变蓝
不变蓝
变蓝
结论：淀粉酶在60 ℃中活性最强
1
2
3
3％H2O2 H2O2酶
pH
气泡产生量
5ml 1ml
蒸馏水 1mL
大量
5ml 1ml
5%NaOH 1mL
不明显
5ml 1ml
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
1 2 3 ４ 结果现象
项
目
注入可溶性淀粉溶液 注入蔗糖溶液
注入新鲜淀粉酶溶液 加入斐林试剂-振荡-水域加热
试管
1
2
2mL
/
/
2mL
2mL
2mL
1mL
1mL
砖红色沉淀 无砖红色沉淀
实验结论： 上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，对
引起发酵的是细胞中的某 些物质，但这些物质只有 在酵母细胞死亡并裂解后 才能发挥作用
毕希纳
酵母细胞中的某些物质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
萨姆纳
酶是蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能（核酶）
只能在细胞中
发挥作用吗？ 作用范围：酶在细胞内外都能发挥作用 酶(Enzyme) 是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。
实验中可单能一存变在量的原一则些可变因素
自变量 因变量 无关变量
酶为什么能催化生物化学反应更快呢？
• H2O2 (常态)
H2O2(活跃状态) 能量
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的能量。
各条件使反应加快的本质：
加热
为过氧化氢分子提供能量
Fe3+
降低化学反应的活化能
H2O2酶 显著降低化学反应的活化能
酶的特性
高效性 酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高 专一性 一种酶只能催化一种或一类化学反应。
影响酶活性的因素 温度、PH、酶的浓度、底物的浓度等
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温使酶活性明显下降，
课后练习： 酶作用的机理
反应速率此时达到最高
酶
促 反
BC
应
酶量一定
对二照步、实骤 酶验 的对实作照1组验用中可试2 管以编变实号3验化组的因4素
一 H2O2 度
3%
3%
3%
3%
剂量
2ml
2ml
2ml
2ml
反应条件
二
剂
量
常温
90℃
FeCl3溶液
新鲜肝脏 研磨液
2滴
2滴
气泡产生
结果
卫生香燃烧
变说量明
对照原人则为改变的因素 实验应遵循的原随则自：变量等的量变性化原而则变化的因素
1
1
氧
氯化铁溶液
化 氢
滴入3滴
溶
液
2
2
实验结论：酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高 --酶具有高效性
酶高效性的曲线
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 （2）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。 （3）酶只能催化已存在的化学反应。
酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、 淀粉水解。
酶的来源
酶的功能
酶的本质
其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
小结：
1、细胞代谢： 细胞内各种化学反应的总称。
2、实验设计的原则： 对照原则、等量原则、单一变量原则 实验中的相关变量： 自变量：在实验中人为改变的变量。 因变量：随自变量变化而变化的变量。 无关变量：除自变量外，实验中对实验结果造成影响的变量。
提供的材料
3%可溶性淀粉溶液、3%的过氧化氢溶液 2％的淀粉酶溶液、20%的肝脏研磨液 热水、60℃水、冰水 5％HCl、5％NaOH、蒸馏水、 碘液、斐林试剂
1号 2号 3号
4号 5号 6号
3%可溶 2ml 2ml
性淀粉
2ml 2%淀 1ml 1ml
粉酶
1ml
冰水 60℃水浴 沸水浴
冰水 60℃水浴 沸水浴
5%HCL 1mL 不明显
结论
H2O2酶在中性条件中活性最强
通过探究温度、pH对酶活性影响的实验结果
由此可看出酶的作用条件有什么特点？
作用条件温和
温度过高、过低；pH过酸、过碱都会 影响酶的活性
温度对酶活性的影响
• 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度。
υ/mmol. s-1
温度过低 只是降低酶活0性 最适温度
低温虽然使酶活性明显下降，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜温
度下其活性可以恢复。酶适于在0－4℃保存。
过酸过碱和高温---酶永久失活 （酶的空间结构遭到破坏) 低温------------------酶降低活性 （空间结构不变，可恢复)
酶除了受到温度、pH影响，还受别的因素影响么？
1、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。
二 剂量
3%
2ml 常温
气泡产生 极少
结果 卫生香 不复燃
燃烧
试管编号
2
3
4
3%
3%
3%
2ml 90℃
较少
2ml FeCl3
2滴 较多
2ml 肝脏研磨液
2滴 多
不复燃 燃烧， 燃烧，猛烈 不猛烈
4 实验结论
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，酶具有催化作 用，同无机催化剂相比，催化效率更高。
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率：
第5章 细胞的能量供应和利用
新叶伸向和煦的阳光 蚱蜢觊觎绿叶的芬芳
细胞中每时每刻都进行着许 多化学反应，统称为细胞代谢。 它是细胞生命活动的基础。