资料简介
5.1 降低化学反应活化能的酶
第五章 细胞的能量供应和利用
问题探讨：
1773年，意大利科学家斯帕兰
札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，他把小笼取出来，发现笼内
的肉块消失了。
以前，人们认为鸟类的胃只能
磨碎食物，不能分解食物中的有
机物。也就是鸟类的胃只有物理
性消化，没有化学性消化。
问题讨论：
（1）实验中为什
么要把肉块放入金
属笼内？
（3）怎样才能证
明你的推测？
（2）是什么物质
使肉块消失了？
CO2+H2O （CH2O) +O2
光能
酶
C6H12O6+6H2O+O2 6CO2+12H2O+能量氧气
酶
氨基酸 多肽酶
脱水缩合
叶绿体
线粒体
核糖体
细胞代谢离不开酶的催化作用
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称
一、酶的作用和本质
细胞代谢的意义：是生命活动的基础
底物、反应物 产物、生成物
注：
细胞代谢中会产生有害物质H2O2，
细胞中的H2O2酶能将其分解成H2O和O2，
在反应前后性质不变
（一）酶在细胞代谢中的作用---催化作用
只加快反应速率不改变产物生成量
酶
过氧化氢在不同条件下的分解为例，探究
酶的作用特点
实验原理
（1）新鲜猪肝等活细胞中均含有过氧化氢酶，
Fe3+是一种无机催化剂，他们都可以催化过氧
化氢分解成水和氧.
过氧化氢酶
2H2O2 2H2O+O2
Fecl3
无机催化剂
生物催化剂
思考 如何判断两者催化活性的强弱？
O2的产量 气泡产生的多少
卫生香的复燃情况
为什么要选用新鲜鸡肝匀浆或马铃薯匀浆？
保证过氧化氢酶的活性
为什么要把肝脏或马铃薯碾磨成匀浆呢？
增加过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积
常温 90℃ 加2滴
Fecl3
加2滴肝脏研磨
液（ H2O2 酶）
现象：无气泡 少量气泡 较多气泡 大量气泡
无变化 燃烧不猛烈
反应
条件：
2ml（剂量） 3%（ H2O2的浓度）
结论：加热、加FeCl3加过氧化氢酶均能较加快过氧化
氢分解速率，过氧化氢酶的催化效率更高
对照组 1
无关变量
实验组2、3、4
对照试验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
最猛烈猛烈
自变量
因变量
实验设计的原则
等量对照原则
单一变量原则：只有自变量不同
，其他无关变量一致
对照组：不做处理
实验组：人为控制条件
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。 (单位J/mol)
活化能（EA）
活化能越低，反应越容易进行
酶使活化能降低
催化剂可以降低化学反应的活化能，而且与无
机催化剂相比较，生物催化剂酶有突出的优越
性——酶降低活化能的作用更显著，因而催化效
率更高。
D
A
B
C
为过氧化氢分子提供能量
降低化学反应的活化能
显著降低化学反应的活化能
同无机催化剂相比较，酶降低活化
能的作用更显著，因而催化效率更高。
加热、Fe3+、H2O2酶使H2O2分解加快本质
二、酶的本质
思考和讨论：关于酶本质的探索
酶到底是什么物质呢？
（三）酶的本质
1.酶的产生部位：
2.酶的作用部位：
（哺乳动物成熟红细胞不能合成酶）
（一般来说）活细胞都能
产生
体内：胞内：如呼吸酶 / 胞外：如消化酶
体外：如肝脏研磨液中的酶
3.化学本质
化学本质 绝大多数是
_______ 少数是____
合成原料
（基本单位）
_______ ___________
合成场所 _______
作用机理 降低化学反应的_______
蛋白质 RNA
氨基酸 核糖核苷酸
核糖体 主要是细胞核
(真核生物)
活化能
本节课小结：
1、酶在细胞代谢中的作用—降低化
学反应活化能，是生物催化剂。同无
机催化剂相比，酶的催化效率更高。
2、酶的本质——绝大多数酶是蛋
白质，少数酶是RNA。
3、酶的定义——酶是活细胞产生
的具有催化效率的有机物。
发酵与活细胞有关，是整
个细胞在起作用
引起发酵的是细胞中的某些物
质，这些物质只有在细胞死亡
并裂解后才发挥作用。
酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续
起作用，就像在活酵母细胞中一样。
酶是蛋白质
（3）你认为萨纳姆成功的主要原因
是什么？
讨论：
（1）巴斯德和李比希的观点争论
的焦点在哪里？
（2）他们出现争论的原因是什么？
这一争论对后人进一步研究酶的本
质有什么意义？
试一试：
根据本节课的学习，给酶下一个定义。
酶是活细胞产生的具有
催化作用的有机物。
变量：实验过程中可以变化的因素。
自变量：
因变量：
对照实验：除了一个因素以外，其余因
素都保持不变的实验。
对照组：
实验组：
人为改变的变量。
随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量：
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
2ml 2ml2ml 2ml
3% 3%3%3%
常温 90℃ FeCl3
肝脏研
磨液
2滴
极少
不复燃
较多
不复燃
大量
变亮
最多
复燃
反应条件 自变量
因变量
无关变量
变量
剂量
剂量
气泡产生
卫生香燃烧
对照实验
对照
组 实验组
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
实验操作、现象和结论
试 管 编 号
1 2 3 4
加入过氧化氢的量
加入催化剂
温度
现象
产生气泡多少
卫生香燃烧情
况
结论
步骤及记录
2ml 2ml 2ml 2ml
2滴Fecl3 2滴肝脏
研磨液
90 ℃水
浴加热
慢、少
更快、
更多快、多
复燃几乎不
复燃
1、H2O2酶催化H2O2分解，是生物催化剂
2、说明酶的催化具有高效性。
想一想
1、为什么要选用新鲜的猪肝？
2、为什么要将猪肝制成研磨液？
3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，
能否共用一个吸管？为什么？
4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？
说一说：汽车可以通过哪些途径穿过一座山？
巴斯德之前
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
巴斯德
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
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
李比希
切赫、奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
总结酶的定义
酶是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
是RNA。
酶的定义
在研究酶性质的过程中,科学家通过
整理大量的实验数据,发现酶的催化效
率大约是无机催化剂的107-1013倍。
高效性
二、酶的特性
由上述资料可看出酶具有什么特性？
酸既能催化蛋白质的水解，也能催化
脂肪、淀粉水解。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。
专一性，一种酶只能催化一种或一类化学
反应。
口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝
里的肉丝两天后还没被消化?
由上述资料可看出酶具有什么特性？
课本P85页三段小字内容
由此可看出酶的作用条件有什么特
点？
作用条件温和
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。
0 最适温度 t/℃
υ/mmol. s-1
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；
植物体内的酶最适
温度在40~50℃之间；
细菌和真菌体内的
酶最适温度差别较大。
υ/mmol. s-1
最适pH0 pH
酶活性受pH影响示意图
一般地，动物体内
的酶最适pH在6.5
－8.0之间；植物
体内的酶最适温度
在4.5－6.5之间；
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。
高温、低温、过酸和过碱对酶活性
的影响其本质相同吗？
不同，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，但
在适宜温度下其活性可以恢复。酶适于在0－4℃保存
。
0 最适温度 t/℃
υ/mmol. s-1
酶活性受温度影响示意图
υ/mmol. s-1
最适pH0 pH
酶活性受pH影响示意图
酶具有极强的催化功能，其原因是( )
A.降低了化学反应的活化能
B.增加了反应物之间的接触面积
C.提高了反应物分子的活化能
D.酶提供使反应开始所必需的活化能
小试牛刀
A
小试牛刀
在本实验中，把肝脏制成研磨液的目的
是（ ）
A.利于过氧化氢酶的释放
B.提高过氧化氢酶的活性
C.保护过氧化氢酶
D.降低过氧化氢酶的活性
A
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