细胞代谢：细胞每时每刻都进行着许多化学反应。
一、在细胞代谢中的作用
活化能：在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任一瞬间，反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是，在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能，单位是焦／摩尔，单位符号是J/mol。即：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。
资料1：在20℃测得的过氧化氢分解的活化能
条件
活化能/kJ·mol－1
没有催化剂催化
用胶态铂催化
用过氧化氢酶催化
75
54
29
催化效率：同无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，效率更高。
二、酶的本质
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA等。（要点：产生场所；化学本质；作用）
三、酶的特性
酶和一般催化剂的比较
1、共性
①用量少而催化效率高
②反应前后酶的性质和数量均没有变化
③可降低化学反应的活化能
2、酶作为生物催化剂的特性
①高效性；
②专一性；
③酶的作用条件较温和：
a.温度的影响：在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而升高，其中酶促反应速率最快时的温度，即为该种酶的最适温度。若超过最适温度，酶促反应速率随即逐渐下降，甚至停止（此时酶已变性失活），如下图：
一般地，动物体内的酶的最适温度在35~40℃之间；
植物体内的酶的最适温度在40~50℃之间；
细菌和真菌体内的酶的最适温度差别较大。
b.pH的影响：每种酶只能在一定限度的pH范围内表现出活性，其中酶活性最强时的pH，即为该酶的最适pH，如下图。
一般地，动物体内的酶的最适pH在6.5－8.0之间；
植物体内的酶的最适pH在4.5－6.5之间；
细菌和真菌体内的酶的最适pH差别较大。
总结：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。
四、有关酶的实验的分析
实验设计的单因子变量原则：所要研究的因素为自变量，其余因素为无关变量，控制后者相同且适宜，并保持不变，改变前者并观察结果（因变量），此即单因子变量原则。
实验设计对照原则：实验组和对照组的无关变量基本一致，改变自变量，均衡对比因变量。
1、比较过氧化氢（H2O2）分解速度的实验
编号
1
2
3
4
5
6
底物（H2O2）
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
2mL
反应条件
自然分解
Fe3＋
生马铃薯汁
煮熟马铃薯汁
鲜肝液
煮沸肝液
现
象
气泡大小或多少
极少
少
多
无
多
无
卫生香燃烧程度
正常
旺盛
剧烈
正常
剧烈
正常
实验分析和结论
①酶的来源：活细胞产生的（1对照组，3、5实验组）
②酶的作用：催化细胞内的化学反应具有高效性（2对照组，3、5实验组）
③作用条件：适宜的温度、pH等（3、5对照组4、6实验组）
酶的催化效率不仅受温度和pH的影响，还受反应物浓度、反应接触面积、反应物时间等因素的影响。实验中，我们选用新鲜的肝脏，是因为新鲜肝脏中过氧化氢酶的活性高；将新鲜肝脏制备成研磨液有助于增大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，实验效果明显。
2、唾液淀粉酶催化特性的分解实验
实验材料：
1%淀粉液、1%蔗糖液、蒸馏水、淀粉酶溶液、班氏试剂
试管编号
反应性质
实验组别
1
2
3
酶促反应
底物1mL
1%淀粉液
1%蔗糖液
1%淀粉液
实验处理
鲜唾液
鲜唾液
蒸馏水
反应条件
在37℃恒温条件下保温10min左右
鉴定反应
班氏试剂
1滴
1滴
1滴
反应条件
煮沸
煮沸
煮沸
溶液颜色
砖红
蓝
蓝
实验分析
①反应产物：还原糖（葡萄糖）
②催化底物：淀粉
③反应条件：酶、水浴加热
例1、下列关于酶的叙述中，哪项是错误的（）
A.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
B.分解胃蛋白酶的酶是蛋白酶
C.一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
D.从化学成分看，酶就是蛋白质
分析：酶具有高效性、专一性等特点，在适宜的温度和其他条件下，酶能使生物体内的许多复杂的化学反应顺利而迅速地进行，而酶本身不发生变化。胃蛋白酶是蛋白质，其分解应由蛋白酶催化。酶是活细胞产生的一类有机物，其中胰蛋白酶等绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
答案：D
例2、下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法
及结果，通过分析实验不能得出的结论是
A.酶的催化效率具有高效性
B.酶的催化条件具有温和性
C.酶的催化对象具有专一性
D.高温会使酶失去活性
编号
方法
观察结果
1
常温下自然分解
氧气泡少而小
2
常温下加铁离子
氧气泡稍多而小
3
常温下加入鲜肝提取液
氧气泡极多而大
4
加入煮沸后冷却的鲜肝提取液
同自然分解一样
分析：实验1是其他实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，分析实验4可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下。比较实验3与实验2，可说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强。但以上各实验均不能得出酶具有专一性特点这一结论。
答案：C
例3、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）
A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B.唾液淀粉酶、麦芽糖酶、胃蛋白酶、多肽、水
C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水
D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
分析：pH＝2的时候，胃蛋白酶处于最适pH活性高，而唾液淀粉酶的最适pH为6.8，在2.0的情况下其已失活，不能发挥作用，故不能分解淀粉。因为酶的本质是蛋白质，在胃蛋白酶的作用下，蛋白质被分解成多肽。胃蛋白酶作为催化剂，反应前后其性质和数量保持不变。
答案：A
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