5.1 降低化学反应活化能的酶（优质精讲课）-【上好课】2024-2025学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修1）

第1节 降低化学反应活化能的酶 第5章 细胞的能量供应和利用 必修一 酶的作用和本质 1 酶的特性 2 目录 习题检测 3 一、学习目标 二、重难点 1.通过对酶催化作用具体实例的讨论， 说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。 2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量， 观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 1.酶的作用、本质和特性。 2.酶能降低化学反应的活化能。 3.探究实验中控制变量的科学方法。 酶的作用和本质 1 问题探讨 1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。 斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用 便于取出肉块、排除物理性消化干扰。 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 胃内的化学物质 2.是什么物质使肉块消失了？ 5 问题探讨 1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。 斯帕兰扎尼在研究鹰的消化作用 收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否能将肉块分解。 3.怎样才能证明你的推测？ 6 细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢也会产生对细胞有害的物质如过氧化氢，体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发（包括头发）变白，会加速人体衰老。 酶的作用和本质 1 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢 ☞细胞代谢离不开酶的作用 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 2H2O2 2H2O + O2↑ 过氧化氢酶 过氧化氢酶有什么作用？ 7 一、酶在细胞代谢中的作用 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）实验原理 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。 （2）实验目的 如何判断过氧化氢被分解的快慢？ 观察单位时间内产生气泡的多少 观察带火星的卫生香的复燃情况 8 （3）实验材料 ①新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液； ②新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液； ③质量分数为3.5%的FeCl3溶液； ④各种用具如：量筒、试管、滴管、酒精灯、卫生香等等。 本实验为什么要用新鲜的肝脏？ 如果不是新鲜的肝脏，肝脏中的过氧化氢酶会被腐生菌分解而减少。 制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。 实验为什么把肝脏制备成研磨液？ 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 9 卫生香不复燃， 少量气泡 ②90℃左右的水浴中加热 ③2滴FeCl3溶液 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 （4）实验步骤 ①常温下反应 ④2滴新鲜肝脏研磨液 比较实验①②说明： 比较实验①③说明： 比较实验③④说明： 酶具有催化作用。 ➻同无机催化剂相比，催化效率更高。 加热能促进H2O2的分解 ③号试管Fe3+数比④号试管H2O2酶高25万倍 卫生香变亮， 较多气泡 ➟ 卫生香复燃， 大量气泡 ➟ 质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。 10 组别 对照组 实验组 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 无气泡 少量 较多 大量 卫生香 燃烧情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 酶和无机催化剂一样，都能催化化学反应，并且酶的催化效率远高于无机催化的催化效率。 结论 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 习题巩固 1.3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？ 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。 2. 2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？ 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 12 1.自变量 一、控制变量 变量 实验过程中变化的因素称为变量。 实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素。 2.因变量 3.无关变量 因自变量改变而变化的变量。 除自变量外， 实验过程中存在一些对实验结果造成影响的可变因素。 实验过程中除自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致。 4.单一变量 控制变量和设计对照实验 组别 对照组 实验组 变量 1 2 3 4 过氧化氢 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 无气泡 少量 较多 大量 卫生香 燃烧情况 不复燃 不复燃 变亮 复燃 无关变量 无关变量 自变量 因变量 因变量 习题巩固 1.分析本实验的变量 14 Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 二、设计对照实验 对照实验 除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致， 并将结果进行比较的实验。 对照的类型 空白对照、自身对照、相互对照、条件对照 1.空白对照 不给对照组做任何实验处理，这里的”空白”绝不是什么影响因素都不给予，而是针对实验组所要研究的实验因素给予空白。 1号试管即为空白对照 控制变量和设计对照实验 二、设计对照实验 2.自身对照 对照组和实验组都在同一研究对象上进行， 不另设对照组。(不同处理的前后对照) 紫色洋葱鳞片叶外表皮 滴加3%的蔗糖溶液，低倍镜观察 滴加清水后，低倍镜观察 → → 制成装片， 低倍镜观察。 → Fe3+做催化剂 过氧化氢酶 3.相互对照 不另设对照组，而是几个实验组之间相互对照，其中的每一组既是实验组也是其他组的对照组。 2、3、4为相互对照 幼小蝌蚪不处理 幼小蝌蚪饲喂甲状腺激素 幼小蝌蚪饲喂甲状腺抑制剂 条件对照就是给对照组施加跟自变量不同程度或反向处理，目的是与实验组形成对照。 4.条件对照 虽给对照组施以某种实验因素的处理。但这种处理是作为对照因素的，不是所要研究的实验因素。这种处理不包括实验研究给定的自变量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。 二、设计对照实验 （1）空白对照 （2）实验组 （3）条件对照组 酶的作用和本质 1 二、酶的作用机理分析 降低化学反应的活化能 加 热 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 活化能 H2O2 常态 H2O2 活跃态 提醒　 ①加热不能降低化学反应 的活化能，但是可以为 反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用， 不会立即被降解。 在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。 18 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 时化学反应所需的活化能。 催化时化学反应所需的活化能。 催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 无催化剂 无机催化剂 酶 二、酶的作用机理分析 酶的作用和本质 1 三、酶本质的探索历程 巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用。 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 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用，就像在活酵母细胞中一样。 巴斯德 李比希 毕希纳 发现了起催化作用的物质 —— 酶 20 萨姆纳：从刀豆中提纯脲酶，并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有催化功能，称为核酶。 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 切赫、奥特曼 发现了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA（核酶） 核糖体的rRNA就是催化肽键形成的酶 三、酶本质的探索历程 习题巩固 1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？ 都认为发酵与酵母菌有关；巴斯德局限于与整个活细胞有关，李比希局限于细胞裂解后才发挥作用。 2.巴斯德和李比希争论的原因是什么？对研究酶的本质起到什么作用？ 争论的原因是只提出观点，未进行实验验证；促使后来的科学家用实验去验证，结束争论。 3.从毕希纳的实验可以得出什么结论？ 是酵母细胞的产物引起发酵。 4.萨姆纳取得成功靠的是什么样的精神品质？ 尝试不同的方法，持之以恒的努力。 22 酶的作用和本质 1 四、酶的本质和功能 化学本质 合成原料 合成场所 来源 作用部位 生理功能 作用原理 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 降低化学反应的活化能 只起催化作用，无调节作用 活细胞（哺乳动物红细胞除外） 细胞内外、体外 23 1．(2024·合肥模拟)核酶是有催化作用的单链RNA，多进行自体催化，原生动物四膜虫rRNA前体的内含子序列中具有核糖核酸酶等5种酶的活性。它的发现意义重大，不但纠正了人们认为酶都是蛋白质的传统观念，而且对探索生命的起源很有启发意义。下列相关叙述正确的是(　 ) A.核酶的基本组成单位是脱氧核苷酸 B.核酶只能在细胞内起催化作用 C.大多数核酶具有多种酶的功能 D.在生命起源过程中RNA可能先于蛋白质和DNA产生 D 核糖核苷酸 核酶和蛋白酶一样，可在细胞内、外起催化作用。 不能得出大多数核酶具有多种酶的功能 RNA不仅可以充当遗传物质，还可以行使催化功能， 即RNA同时具有DNA和蛋白质的功能。 习题巩固 核酶是RNA，基本组成单位是核糖核苷酸，A错误； 核酶和蛋白酶一样，既可以在细胞内起催化作用，也可以在细胞外起催化作用，B错误； 由题干信息不能得出大多数核酶具有多种酶的功能，一般来说，酶具有专一性，C错误； RNA不仅可以充当遗传物质，还可以行使催化功能，即RNA同时具有DNA和蛋白质的功能，故在生命起源过程中RNA可能先于蛋白质和DNA产生，D正确。 24 (1)具催化功能 RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。( ) (2)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。( ) (3)酶在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( ) (4)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能，而无机催化剂不能。( ) (5)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。( ) √ × × 2.判断题 × √ 淀粉酶既可以催化淀粉水解，又可以作为底物被蛋白酶水解。 性激素是固醇 习题巩固 3.(2022·南京模拟)20世纪80年代，科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，则留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　) A．该RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的 C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA A 习题巩固 26 4.猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（ ） A.甲和乙中溶液都呈紫色； 丙和丁中蛋白块消失 B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色； 丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失 C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 E. 只需实验②就可以证明分泌液中含有蛋白酶 CE 习题巩固 27 酶的作用和本质 1 五、实验验证酶的本质 1.鉴定酶的本质是否是RNA 检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，原因是蛋白酶本身也可与双缩脲试剂发生反应。 28 2.鉴定酶的本质是否是蛋白质 待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 待测酶液 实验组 稀释的鸡蛋清 对照组 实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质 （1）实验组 （2）对照组 五、实验验证酶的本质 习题检测 1.酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是（ ） A.酶不能脱离生物体起作用 B.酶只有释放到细胞外才起作用 C.所有的酶都是蛋白质 D.酶是具有催化作用的有机物 D 30 习题检测 2.酶和无机催化剂都能催化化学反应。与无机催化剂相比，酶具有的特点是( ) A.能为反应物提供能量 B.能降低化学反应的活化能 C.能在温和条件下催化化学反应 D.催化化学反应更高效 D 31 习题检测 3.在本节“探究·实践”中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。这样做的目的是: 本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。3号试管与4号试管之间也可以起相互对照作用。加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管作对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。 32 酶的特性 2 酶的特性 2 一、酶具有高效性 酶的催化效率一般是无机催化剂的 倍。 107 ～1013 ①保证了细胞代谢快速有效地进行。 ②保证了细胞内能量供应的稳定。 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 时间 产物的量 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 酶不能改变最终生成物的量。 1.意义 34 酶的特性 2 二、酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 如：脲酶——只能催化尿素分解。 过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。 二肽酶——可以催化所有的二肽分解 1.意义 细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。 35 二、酶具有专一性 2.实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 （1）实验原理 ②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖， 但不能催化蔗糖水解。 ①淀粉、蔗糖均为非还原糖， 不能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。 淀粉（非还原性） 麦芽糖（还原性） 淀粉酶 蔗糖（非还原性） ？？？？？ 淀粉酶 36 2.实验：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶解 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 沸水浴煮沸1 min  实验现象 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。 即酶具有专一性。 斐林试剂显色条件 淀粉酶的最适温度为60℃ 结论 37 不能。 因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。 1.能否用碘液对实验结果进行检测？ 2.已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？ 有必要。 可排除淀粉酶的活性、浓度等无关变量的影响。 习题巩固 38 3.原因 （1）锁钥学说 酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 二、酶具有专一性 39 （2）诱导契合学说 酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。 3.原因 二、酶具有专一性 40 1.取若干试管分为两组，A组加入2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，B组加入2 mL质量分数为3%的蔗糖溶液，然后同时向两组试管中加入等量的淀粉酶溶液。下列叙述中正确的是(　　) A.可利用斐林试剂检测两组试管底物是否发生分解， 从而验证酶的专一性 B.利用B组设置不同的温度梯度，可探究淀粉酶作用的最适温度 C.利用A组设置不同的pH梯度，可探究淀粉酶作用的最适pH D.再取一组试管并只加入淀粉溶液， 和A、B组比较以验证酶的高效性 A 习题巩固 41 2.下列关于酶的叙述正确的是 （ ） ①酶具有催化作用，并都能与双缩脲试剂反应呈紫色 ②酶通过提供反应所需的活化能提高反应速率 ③蛋白酶能催化不同的蛋白质水解，因此酶不具有专一性 ④细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的高效性决定 ⑤酶是由具有分泌功能的细胞产生的 ⑥酶既可作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 A.③⑤⑥ 　　B.②③⑥ 　　 C.③⑥　　 D.⑥ D 习题巩固 42 3.“诱导契合”学说认为，在与底物结合之前，酶的空间 结构不完全与底物互补，在底物的诱导下，酶出现与 底物相结合的互补结构，继而完成酶促反应。科研人员 利用枯草杆菌蛋白酶(S酶，该酶可催化两种结构不同的 底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同) 进行研究，得到的四组实验结果如图所示，其中SCTH、 SCU分别表示催化CTH、CU反应后的S酶。 下列说法正确的是(　 　) A.S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同，说明S酶无专一性 B.反应物相对含量的多少反映了S酶的活性大小 C.酶促反应过程中酶的空间结构发生改变将导致酶不能重复利用 D.①②③组的结果支持诱导契合学说，SCTH不能再被CU诱导 习题巩固 D 酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应,S酶催化CTH和CU两种底物的结合中心位置相同,可说明S酶具有专一性,A错误;酶活性可以用单位时间内、单位体积反应物的消耗量或产物的生成量来表示,不可以用反应物的相对含量来表示,B错误;酶在化学反应前后性质不变,可以重复利用,C错误;曲线①②说明S酶能催化CTH、CU反应→S酶被CTH、CU诱导,曲线③说明SCU能催化CTH→SCU被CTH诱导,曲线④说明SCTH不能催化CU→SCTH不能被CU诱导,①②③组的实验结果支持诱导契合学说,D正确。 43 酶的特性 2 三、酶的作用条件较温和 1.温度对酶活性的影响 温度 酶活性 最适温度 a b c 0 随着温度降低， 酶活性下降， 酶的空间结构稳定， 若温度升高 可恢复。 随着温度升高， 酶活性下降， 空间结构遭到破坏， 温度降低时 不可恢复。 低温保存 高温变性 温度不同，酶活性可能相同，如a、c。 44 三、酶的作用条件较温和 2. pH对酶活性的影响 随着pH降低， 酶活性下降， 若pH升高 不可恢复。 随着pH升高，酶活性下降，pH降低时 不可恢复。 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性) pH 酶活性 最适pH a b c 0 45 酶的特性 2 1.高效性 2.专一性 3.作用条件较温和 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍。 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 有适宜的温度、有适宜的pH。 46 据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ； 不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 不变 也不变 习题巩固 1.填空题 习题巩固 甲 乙 丙 丁 反应物浓度 ①丙图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度 增加而 ，但当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制， 酶促反应速率 。 加快 不再增加 ②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度 成 。 正比 酶促反应：由酶催化的化学反应，生物体内化学反应绝大多数属于酶促反应。 48 2.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，错误的是（ ） A.该酶的最适催化温度不确定 B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C.由图4实验结果可知酶具有高效性 D.由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂 C 习题巩固 3.真菌分泌的植酸酶作为畜禽饲料添加剂，可提高饲料利用率。科研人员对真菌产生的两种植酸酶在不同pH条件下活性的差异进行研究，结果如图。相关叙述错误的是(　　) A.植酸酶只能在活细胞中产生，可在细胞外发挥作用 B.真菌合成的植酸酶需要经高尔基体参与，才能转运到细胞外 C.植酸酶A的最适pH为2或6，植酸酶B的最适pH为6 D.两种酶相比，植酸酶A更适合添加在家畜饲料中 C 习题巩固 50 探究影响酶活性的条件 一、探究温度对酶活性的影响 1.实验原理 淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。 无蓝色出现 碘液 淀粉酶 碘液 淀粉 蓝色 麦芽糖 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 51 2.实验设计思路 过氧化氢受热易分解，会对实验结果造成干扰 斐林试剂需水浴加热，干扰自变量 先保温再混合 必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。 一、探究温度对酶活性的影响 操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管 0℃ 0℃ 50℃ 50℃ 100℃ 100℃ 加淀粉 2mL — 2mL — 2mL — 加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL 保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝 不变蓝 变蓝 酶的催化作用需要适宜的温度， 温度过低或过高都会影响酶的活性。 缩小温度梯度，重复进行上述实验，进一步探究淀粉酶的最适温度 结论 53 探究影响酶活性的条件 二、探究pH对酶活性的影响 1.实验原理 过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。 2.实验设计思路 先调pH再混合 54 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 产生大量气泡 结论 二、探究pH对酶活性的影响 1.探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂， 因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。 2.探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应， 因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与 淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下 淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 二、探究pH对酶活性的影响 探究影响酶活性的条件 三、抑制剂 1.非竞争性抑制剂 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 酶 底物 底物 酶 抑制剂 57 三、抑制剂 2.竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶 酶 抑制剂 底物 底物 抑制剂 酶 抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。 58 1.下图为最适温度下酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位；非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失。下列分析正确的是 （ ） A.适当升高温度，Vmax和Km均会增大 B.加入非竞争性抑制剂，Vmax降低 C.加入竞争性抑制剂，Km值降低 D.Km值越大，酶与底物亲和力越高 B 习题巩固 59 2.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相关判断正确的是（ ） A.酶的活性中心能和竞争性 抑制剂、底物同时结合 B.竞争性抑制剂或底物 与酶结合，不会导致酶失活 C.竞争性抑制剂会增加化学反应 所需的活化能 D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除 B 习题巩固 60 2.果胶酶：溶解细胞壁中的果胶 3.加酶洗衣粉：去污力更强 4.含酶牙膏：分解细菌， 清新口气 5.多酶片： 治疗消化不良 1.溶解细菌的细胞壁： 抗菌消炎 酶的应用 61 课堂总结 习题检测 3 习题检测 1.嫩肉粉的主要作用是利用其中的酶对肌肉组织中的有机物进行分解，使肉类制品口感鲜嫩。由此可推测嫩肉粉中能起分解作用的酶是（ ） A.纤维素酶 B.淀粉酶 C.脂肪酶 D.蛋白酶 2.能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（ ） A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶 D B 64 习题检测 3.将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85℃水中热烫处理2min，可较好地保持甜味。这是因为加热会（ ） A.提高淀粉酶的活性 B.改变可溶性糖分子的结构 C.破坏淀粉酶的活性 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 D 65 习题检测 4.下图表示的是某类酶作用的模型。尝试用文字描述这个模型。 这个模型能解释酶的什么特性？ 这个模型中 A 代表某类酶，B 代表底物，C 和 D 代表产物。 这个模型的含义是：酶 A与底物 B 专一性结合，催化反应的发生，产生了产物 C 和 D。这个模型可以解释酶的专一性。 66 习题检测 2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 0 反应物浓度 反应速率 A B C A点：随着反应底物浓度的增加， 反应速率加快。 B点：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 的增加而升高,维持在相对稳定 的水平。 (1)请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。 67 习题检测 2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 (2)如果从A点开始温度升高10℃，曲线会发生什么变化？为什么？ 请画出变化后的曲线。 0 反应物浓度 反应速率 A B C B1 C1 如果 A 点时温度升高 10℃，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。 68 习题检测 2.下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。 (3)如果在B点时向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？请画出相应的曲线。 0 反应物浓度 反应速率 A B C 该曲线表明，B 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，会使反应速率加快。 69 THANKS 2H2O22H2O＋O2↑ $$