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第五章第一节降低反应活化能的酶1第五章细胞的能量供应和利用第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢的意义：细胞代谢是生命活动的基础。2、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。3、酶在细胞代谢中的作用：降低化学反应的活化能。4、使化学反应加快的方法：加热：通过提高分子的能量来加快反应速度；加催化剂：通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。5、酶的本质：关于酶的本质的探索：巴斯德之前，人们认为：发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德的观点：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。李比希的观点：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；毕希纳的观点：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；萨姆纳提取酶，并证明酶是蛋白质；切郝、奥特曼发现：少数RNA也具有生物催化功能；6、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。来源一般来说，活细胞都能产生酶化学本质绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA合成原料氨基酸或核糖核苷酸合成场所主要是核糖体，也可在细胞核内合成生理作用生物催化作用作用机理降低化学反应的活化能作用部位生物体内（细胞内、外）、生物体外7、酶的特性：高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107－1013倍。专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应酶的作用条件较温和：酶在最适宜的温度和PH条件下，活性最高。温度过高，过酸或者过碱都会使酶变性失活，并且不可恢复；低温会使酶暂时失活，但适当升温活性可恢复。二、影响酶促反应的因素（难点）1、底物浓度（反应物浓度）；酶浓度2、PH值：过酸、过碱使酶失活3、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。与酶有关的曲线1、表示酶高效性的曲线第五章第一节降低反应活化能的酶2（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）酶能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应平衡点2、表示酶具有专一性的曲线（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。（2）在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。3、影响酶活性的曲线（1）上述两条曲线的含义：在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的活性增强；最适温度（pH）时，酶的活性达到最强；超过这一范围酶的活性逐渐减弱。（2）强酸、强碱、高温都破坏酶的空间结构，使酶永久性失活；而低温只是抑制酶的活性，温度升高可恢复活性。3、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响（1）底物浓度对酶促反应的影响（酶的量一定，其他条件适宜）：在底物浓度较低时，反应速率随着底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度几乎成正比；在底物浓度很大时，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时受到酶的数量和活性的影响，即便再增加底物浓度反应速率不变。（2）酶浓度对酶促反应的影响：在底物足量的失活，其他条件适宜的情况下，反应系统不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶的浓度成正比；但底物量一定时，受到底物量的影响，即便酶的浓度增加，反应速率不变。三、实验控制变量法：变量、自变量（实验中人为控制改变的变量）、因变量（随自变量而变化的变量）、无关变量的定义。对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。通常设置对照组和实验组。实验设计要遵循的原则：对照原则、单一变量原则、等量原则。酶促反应速度酶浓度（底物量一定）第五章第一节降低反应活化能的酶31.比较过氧化氢酶在不同条件下的分解实验注意事项：⑴由于酶具有高效性，若滴入的FeCl3溶液中混有少量的过氧化氢酶，会影响实验准确性.⑵为何要用新鲜的肝脏？因为过氧化氢酶是蛋白质，放置过久，可受细菌作用而分解，使肝脏组织中酶分子数减少，活性降低。⑶为何要有肝脏的研磨液？研磨可破坏肝细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积。实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多。2.验证唾液淀粉酶专一性的实验已知：⑴滴加斐林试剂水浴后若出现砖红色沉淀，证明还原糖的存在；⑵唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖，但不能水解蔗糖成为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖具有还原性，淀粉和蔗糖不具有还原性。问：在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液？答：⑴淀粉、蔗糖和斐林试剂沸水浴都无砖红色沉淀，淀粉、蔗糖的水解产物和斐林试剂沸水浴都有砖红色沉淀，所以斐林试剂检测，只要有砖红色沉淀就是发生水解的试管。所以用斐林试剂检测既能确定淀粉有无水解，又能确定蔗糖有无水解。⑵.因蔗糖和蔗糖的水解产物和碘液都不变蓝，所以用碘液不能确定蔗糖有无水解。3.影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。探究温度对酶活性的影响（注意操作顺序不能错）实验原理：1．淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。2．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖（淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现红褐色或红棕色。）麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。注：市售a-淀粉酶的最适温度约600C步骤顺序试管1试管1’试管2试管2’试管3试管3’3%淀粉液2ml2ml2ml2%α淀粉酶液2ml2ml2ml温度预处理0℃60℃100℃反应混合混合混合恒温时间5分钟5分钟5分钟加碘1滴1滴1滴预期现象蓝色不变蓝蓝色问：在温度影响酶的实验中鉴定试剂只能用碘液而不能用斐林试剂？答：因为用斐林试剂需水浴加热，两次加热，不是单变量了，也会对酶的活性产生影响，使实验验结果不可靠探究PH值对酶活性的影响（注意操作顺序不能错）⑴用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响步骤顺序试管1试管2试管320%肝脏研磨液1滴1滴1滴调节pH5%HCl2ml蒸馏水2ml5%NaOH2ml2%H2O2液2ml2ml2ml预期现象无气泡大量气泡无气泡