满满干货来袭：降低化学反应活化能的酶最详细知识点

1、相关概念：

新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。

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”。在反应的任何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。

2、酶的本质

大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶)，也有少数是RNA。

3、酶的特性

高效性：催化效率比无机催化剂高许多。

专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。

4、酶催化作用的特点

生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂，与一般催化剂有相同之处，也有其自身的特点。

相同点：(1)改变化学反应速率，本身不被消耗; (2) 只能催化热力学允许进行的反应;(3) 加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点;(4)降低活化能，使速率加快。

不同点：(1)高效性，指催化效率很高，使得反应速率很快;(2)专一性，任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这就是酶对底物的专一性;(3)多样性，指生物体内具有种类繁多的酶;(4)易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏;(5)反应条件的温和性，酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行;(6)酶的催化活性受到调节、控制;(7)有些酶的催化活性与辅因子有关。

5、影响酶作用的因素

酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物减少量或产物生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。

影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点。

(1)酶浓度对酶促反应的影响在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中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浓度成正比。

(2)底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比;在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著;当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再改变。

(3)pH对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下，每一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。

(4)温度对酶促反应的影响酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。

(5)激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性，但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类：无机离子和小分子化合物。

(6)抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降，但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种：可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。

6、酶的催化作用和高效性的验证实验分析

（一）实验原理

(1)2H2O2 2H2O O2

(2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3 等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。

（二）实验过程的变量及对照分析

自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组

2号：90℃水浴加热

3号：加入3.5％FeCl3溶液2滴

4号：加入20％肝脏研磨液2滴 H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示 加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨

液的新鲜程度 l号 试管

2、3、4号试管

（三）实验结论

(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。

(2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶的催化效率大约是无机催化剂的l07～1013倍。

（四）表示酶高效性的曲线

(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。

#特别提醒#实验的注意事项:

点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的2～3min，这一时间要因气温和试剂的新鲜程度而定，不可千篇一律。

本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜，肝脏必须进行研磨，使过氧化氢酶释放出来。

H2O2有腐蚀性，不要使其接触皮肤。

卫生香不要插到气泡中，以免卫生香因潮湿而熄灭。

7、酶的专一性的验证实验分析

（一）实验原理

斐林试剂砖红色Cu2O

(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定。根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

（二）实验程序

序号 项目 试管

1 2

1 注入可溶性淀粉 2 mL 无

2 注入蔗糖溶液 无 2 mL

3 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL振荡 2 mL振荡

4 50℃温水保温 3 min 5 min

5 加斐林试剂 1 mL振荡 1 mL振荡

6 将试管下部放入60℃热水中 2 min 2 min

7 观察实验结果 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀

结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解

（三）表示酶专一性的曲线

(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。

#特别提醒#

证明酶的专一性实验中，既可以用不同的底物作自变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同)。即：

实验所用淀粉酶的来源不同，则所需控制的温度也不同，若来源于植物，其最适温度为40℃～50℃；若来自人体，则景适温度为37℃左右。

8、“影响酶活性的条件”的探究分析

（一）温度对酶活性的影响

(1)原理解读

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。

(2)实验的变量分析

自变量 因变量 无关变量

温度 淀粉分解量的多少(用是否出现蓝色及蓝色深浅表示) 淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等

#特别提醒#

本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。

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。

（二）pH对酶活性的影响

(1)原理解读

H2O2 H2O 02。

pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。

(2)实验设计程序

取n支试管分别加入等量的质量分数为3％的过氧化氢溶液用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20％的肝脏研磨液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。

3.影响酶活性的曲线

(1)在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。

(2)在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。

(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。

(4)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

#特别提醒#底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下.酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后.受酶

数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。