酶是生物催化剂 高一上学期生物浙科版必修1

酶是生物催化剂两者有什么不同之处?生物体内有酶存在体内温和氧化体外剧烈氧化本节要点酶是什么酶的作用原理酶活性一

、酶的发现酶的本质1、斯帕兰扎尼的实验(18世纪末)以前，人们认为鸟类的胃只能磨碎食物胃液中一定存在能消化肉块的物质酶的本质2、

酵母菌与酒精发酵(19世纪)巴斯德在发酵的葡萄酒中观察到活的酵母细胞酶的本质巴斯德的观点：酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。李比希的观点：酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵

母活动无关，只需酵母菌中某些物质的参

与而已。酶的本质3、毕希纳的实验(1897年) 十葡萄糖

证实促使酒精发酵的是酵母中的某种物质—酿

酶，而不是酵母细胞本身。但是

，毕希纳无法

直接对酶的本质进行鉴定。1917年-1926年，历时9年时间，从刀豆种子

中提取出脲酶的结晶，

并实验证实它是一种蛋白质。酶的本质4、

萨母纳尔脲酶的获得(1926年)小

资

料

：20世纪80年代，有一种

叫RnaseP的酶，是由20%的蛋白质和80%的

RNA构成的，科学家把

其中的蛋白质除去，提

高了Mg²+的浓度，发现

留下来的RNA

同样具有

催化活性，后来进一步

研究发现，某些RNA分

子和那些构成酶的蛋白

质分子一样，都是效率

非常高的生物催化剂。美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用，称为核酶。酶的本质5、核酶的发现(1980s)奥尔特曼S.Altman切赫T.R.Cech二、酶的概念酶的本质1、定义酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的

有机物。产生部位：

活细胞化学本质：

绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA生理作用：

催化生化反应进行，是生物催化剂作用部位：

细胞内外能改变化学反应速度，而本身性质在反应前后不变。酶的作用原理酶-底物复合物学说底物：受酶催化而发生化学反应的物质。氨基酸

氨基酸

底物酶与底物结合的酶形状发生

改变，形成酶一底物复合物从这原理中

可知酶催化作用有什么性质?十

二肽(产物)酶的形状复原三、酶的特性1、酶有专一性一种酶只能催化一种底物或少数几种

相似底物的反应，就是酶的专一性。物质B酶物质C物质A产物酶酶2蔗糖————→葡萄糖十果糖

(还原性糖)酶1淀粉

→

麦芽糖

(还原性糖)实验

一(1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质淀粉(非还原糖)淀粉酶麦芽糖(还原糖)①

蔗糖(非还原糖)淀粉酶

蔗糖②用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用本尼迪特试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索

酶的专一性。(2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质淀粉(非还原糖)淀粉酶

麦芽糖(还原糖)

①淀粉(非还原糖)蔗糖酶淀粉②再用本尼迪特试剂鉴定，从而探究酶的专一性。1、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用第一步：1ml

水

水

水

淀粉酶淀粉酶第二步：3ml

淀粉

蔗糖

淀粉酶淀粉蔗糖第三步：各试管充分摇匀后，37℃保温15分钟第四步：各试管加2ml

本尼迪特试剂结论：淀粉酶分解淀粉，不分解蔗糖s淀酶十蔗糖十本淀酶十淀粉十本实验结果3淀酶十本2蔗糖十本1

淀

粉

十

本42、探究蔗糖酶和淀粉酶对蔗糖的作用第一步：1ml

水

水

水

淀粉酶蔗糖酶第二步：3ml

蔗糖淀粉酶蔗糖酶蔗糖蔗糖第三步：各试管充分摇匀后，37℃保温15分钟第四步：各试管加2ml

本尼迪特试剂结论：蔗糖酶分解蔗糖，淀粉酶不分解蔗糖4淀酶十蔗糖十本5蔗酶十蔗糖十本实验结果淀粉酶十本蔗酶十本蔗糖+本1

2m讨论：1、1号2号试管作用2、为什么要37℃保

温15分钟排除底物本身与本

尼迪特的反应唾液定粉酶的最是

温度是37℃结论：酶具有专一性2、酶催化的高效性酶活性：是酶催化一定化学反应的能力，

一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。酶的催化效率远远大于无机催化剂事实1

CO₂+H₂O=

H₂CO₃每个碳酸酐酶分子每秒能够催化6×105个CO₂,比非酶(无机催化剂)反应快107倍。实验二：酶的催化效率实验原理I:H₂O₂在体外可被无机催化剂Fe³+分

解

为H₂O

和O₂,

在体内可被H₂O₂酶分解为H₂O

和O₂实验原理2:H₂O₂酶可从动植物体内获得

-

-

-

-

-

-

-

--------新鲜的肝脏或马铃薯▶实验

原

理

3

:

每

滴FeCl₃溶液中的Fe³+数，大约是肝脏研磨液中H₂O₂酶分子数的25万倍1.该实验说明了什么,能得出什么结论?酶具有高效性2.实验时，对实验材料-----肝脏的选择有什么要求?为什么要将肝脏制备为研磨液?新鲜的；增大接触面积，加快反应速率试管

序号H₂O₂溶液肝脏研磨液FeCl₃溶液观察单位时间内氧气的生

成量12ml2滴

多，能使带火星的卫生香复燃22ml

2滴不能复燃实验2酶的名称最适pH过氧化氢酶(肝)6.8唾液淀粉酶(口腔)6.8脂肪酶(小肠)8.3胰蛋白酶(小肠)8.0～

9.0胃蛋白酶(胃)1.5～

2.2酶活

多因素的影响胃蛋白酶淀粉酶

胰蛋白酶唾

液性受许催化效率·不同的酶最适pH

不同，

一般酶的最适pH

值

在4~8之间·过酸和过碱会使酶的空间结构遭到破坏酶活性受许多因素的影响(1)pH

值对酶活性的影响：v/mmol0

6

最适

pH10图3-4酶的活性受pH

的影响胰蛋白酶pH酶活性受许多因素的影响

探

究

：pH对酶活性的影响(1)实验原理①

2H₂O₂

过氧化氢酸H₂0+0₂②pH可影响酶活性，从而影响0₂

的产生量，据O₂产生量的多少可判断pH对酶活性的影响。(2)实验程序步

骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化

氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1

mL蒸

馏水1

mL盐酸1

mLNaOH3注入等量的H₂O₂溶

液2

mL2

mL2

mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生提醒

实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响设计实验验证温度对酶活性的影响试剂和材料：淀粉溶液、淀粉酶溶液、3%过氧化氢、

过氧化氢酶溶液、本尼迪特试剂、碘-碘化钾溶液、水浴锅(温度可调)若干、试管若干、其他器具均可提供。(试剂等不要求全部使用，自己任选即可)要求：1、实验步骤要具体完善2、预期实验结果3、实验方案可行②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解。滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅

来判断酶的活性。(1)实验原理①

淀粉

一碘液蓝色酶活性受许多因素的影响

探究温度对酶活性的影响→

麦芽糖碘液无蓝色出现淀粉酶酶活性受许多因素的影响(2)实验设计程度①取淀粉、淀粉酶分别放入试管②各自在所控制的温度下处理一段时间③淀粉与相应温度的淀粉酶混合④在各自所控制的温度下保温一段时间⑤滴加

碘

液

，观察颜色变化步骤顺

序试管1试管1’试管2试管2

’试管33%淀粉

液2ml2ml2ml2%淀粉酶液1ml1ml1ml温度预处理0℃保温5min60℃保温5min100℃保温5min混合后

摇匀混合混合混合控制温

度0℃保温5min60℃保温5min100℃保温5min加碘1滴1滴1滴预期现

象???试

管

3

’【思考】

酶活性受许多因素的影响1、为什么用相同温度处理淀粉溶液或酶溶液?防止混合时，由于两种溶液的温度不同而使混合

后温度发生变化，反应温度不是操作所要控制的

温度，影响实验结果2、能得出什么结论?本实验能否用斐林该试剂

检测?为什么?温度会影响酶的活性；不能，因为用斐林该试剂

检测时，需要水浴加热。3、在上述实验中，自变量是什么?无关变量是什么?自变量是不同的温度；无关变量是可溶性淀粉溶

液、新鲜淀粉酶溶液、碘液的量酶活性受许多因素的影响(1)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H₂O₂分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解

也会加快。(2)本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。(3)本实验中第②、③步一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。酶活性受许多因素的影响

(2)温度对酶活性的影响：高温、低温都影响酶的活性酶活性1、不同的酶有不同的最适温度，在最适温度下，酶的活力最大，酶促反应的速度最大。2、低于或高于酶作用的最适温度，酶活力均会下降。3、低温抑制酶活力，但酶空间结构保持稳定；高温使空间结构发生改变，酶活力无法恢复。最适温度

最适温度酶促反应速度温度1、

温

度2

、pH高温、低温、PH

值变化7

过高温、过酸碱★影响酶促反应速率的因素：影响活性变性失活37

温度℃酶的活性酶的活性3、酶的浓度：

在一定浓度范围内，反应速率随酶浓度的升高而加快。4、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★影响酶促反应速率的因素：酶促反应速率

酶促反应速率酶的浓度底物浓度一

时

间(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。考点分析与酶有关的曲线分析1.酶催化活性的表示方法单位时间内底物的减少量或产物的生成量。2.表示酶高效性的曲线力加入西每无机催化剂未力西每衡

点加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明

显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步

说明酶具有专一性。西每

促

反

应

速

率甲西每A西

每

)4.温度、pH

影响酶活性的曲线3.表示酶专一性的曲线甲、乙两曲线表明：(1)在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐

减弱。(2)酶的催化能力的发挥有一个最适pH,在低于最适pH时，随着pH的降低，酶的催化能力逐渐降

低；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐

渐下降。(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活

性。6.酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。5.底物浓度酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。反应酶浓度[E]应速率也增加，但达到一定浓底物浓度[s]速率应

速

率反(1)纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。(2)图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为最适pH。(3)当pH改变时，最适温度保持不变。支

应

物

乘

剩

余

量

(

相

对

量

)0.5

13温

度1

H7.影响酶活性的曲线(多因素)O对位训练右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是

(

)A.当反应温度由t₂调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t₁

调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t₂时比t₁

高，故t₂时更适合酶的保存D.酶活性在t₁

时比t₂低，表明t₁

时酶的空间结构破坏更严重酶活性温度/℃1、大多数酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明

(

C

)A.大多数酶石油或细胞产生的B.大多数酶是生物催化剂C.大多数酶的化学本质是蛋白质D.

大多数酶的基本组成单位是多肽2、酶的基本组成单位是

(

D

)A.

氨基酸

B.

核苷酸C.核糖核苷酸

D.A

或C4、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(

B

)A.不断上升B.没有变化C.先升后降D.先降后升5、在其他条件不变而酶浓度增加时，下列图中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

)。生成物量

生成物量

生成物量

生成物量生成0

反

应

时间

0反应时间

0反应时间

0

反

应时间A