酶的作用和本质上.ppt

第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低反应活化能的酶 200200多年以前多年以前, ,人们认为人们认为 鸟类的胃只能磨碎食物鸟类的胃只能磨碎食物, , 不能分解食物中的有机不能分解食物中的有机 物物, ,也就是说鸟类的胃只也就是说鸟类的胃只 有物理性消化有物理性消化, ,没有化学没有化学 性消化性消化. . 17731773年年, ,意大利科学家斯帕兰轧尼做了一个意大利科学家斯帕兰轧尼做了一个 巧妙的实验巧妙的实验: :将将肉块肉块( (瘦肉瘦肉) )放入小巧的放入小巧的金属金属 笼笼内内, ,然后让鹰把小笼子吞下去然后让鹰把小笼子吞下去.10.10小时后小时后, , 他把小笼子取出来他把小笼子取出来, ,发现笼内的肉块消失了发现笼内的肉块消失了. . ？讨论： 1.金属笼作用？ 2. 是什么物质 使肉块消失了？ 3.这个实验需要 解决什么问题？ 4.怎样才能证明 你的推测 一.酶在细胞代谢中的作用: 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 2H2H 2 2 OO 2 2 2H2H 2 2 OO + + O O 2 2 细胞代谢细胞代谢: :细胞中每时每刻都在进行细胞中每时每刻都在进行 的许多化学反应的许多化学反应. . 1.目的要求 （一）实验： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 2、材料用具 4.方法步骤 分组1234 （1）底物：过氧化氢2ml2ml2ml2ml （2）不 同条件下处 理 FeCl3（2滴） 肝脏研磨液（2滴） 加热（90） (3)观察 和记录现象 气泡产生速度 卫生香复燃情况 试 管 号 3% H2O2 控制变量 点燃的卫 生香检测 实验处理H2O2分解速度 (气泡多少) 12ML 22ML90度水浴加热 32ML滴加3%氯化铁 2滴 42ML滴加20%肝脏 研磨液2滴 较少 较多较亮 很多很亮 过氧化氢在不同条件下的分解 极少极少 过氧化氢在不同条件下的分解 讨论:p79 1.与1号试管相比,2号试管出现什么不 同的现象?这一现象说明什么? 2.在细胞内能通过加热提高反应速率吗 ? 3.3号和4号未经加热,也有大量气泡产 生,这说明什么? 4.3号与4号相比,哪支试管中的反应速 率快?这说明什么?为什么说酶对于细胞 内化学反应的顺利进行至关重要? 3.控制变量和对照实验 （1）控制变量 自变量 因变量 无关变量 （2）对照实验 （一）实验： 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验组对照组无关变量因变量自变量 实验过程的理论分析 过氧化 氢分解 速度 加入试剂 的量;实 验室的温 度;H2O2的 浓度等. 1号试管 2,3,4号 试管 2号:90度 水浴加热 3号:加入 3.5%的氯 化铁溶液 4号:加入 20%肝脏 研磨液 2. 2.酶在细胞代谢中的作用: 降低化学反应活化能,催化化学反应的进行, 使细胞代谢在温和条件下快速进行，同无机 催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著， 因而催化效率更高. 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的能量 酶降低化学反应活化能 酶降低化学反应活化能 酶是生物催化剂，与化学上的催化剂催 化效率相同吗？ 相同点：都能催化化学反应，都能 提高反应的速度，缩短反应时间， 但是，不能改变反应的平衡位点 二.酶的本质 酶的本质 巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他的 观点哪些是正确的,哪些是错误的?李毕 希的观点呢? 毕希纳实验示意图,从中可得出什么结 论?为什么当时只能推测酶是蛋白质,而 不能证明酶是蛋白质? 酶的本质 酶的本质 萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并 因此获得诺贝尔奖.你认为他成功的主要 原因是什么? 巴斯德之前巴斯德之前 巴斯德巴斯德李比希李比希 毕希纳毕希纳 萨姆纳萨姆纳 发酵是纯化学反应发酵是纯化学反应, ,与生命活动无关与生命活动无关 发酵是由于酵母细胞的发酵是由于酵母细胞的 存在存在, ,没有活细胞的参没有活细胞的参 与与, ,糖类是不可能变成糖类是不可能变成 酒精的酒精的, , 引起发酵的是细胞中的某引起发酵的是细胞中的某 些物质些物质, ,但这些物质只有但这些物质只有 在酵母细胞死亡并裂解以在酵母细胞死亡并裂解以 后才能发挥作用后才能发挥作用. . 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎 后继续起作用后继续起作用, ,就象在活酵母细胞中一样就象在活酵母细胞中一样. . 提取并证明脲酶是蛋白质提取并证明脲酶是蛋白质 一、酶的发现： 2.1836年,德国科学家施旺从胃液中提取到消化蛋白质的 物质. 3.1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的 结晶,并证明它是一种蛋白质. 1.1773年,意大利科学家斯帕兰轧尼 通过研究鹰胃对 肉块消化实验,得出了胃具有化学性消化的功能. 5.20世纪80年代以来,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. 4.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质 结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质. 酶是由活细胞产生的一类具有催化作用的 有机物,其中绝大多数酶是蛋白质. 请给酶下一个较完整的定义. 巩固练习 1.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 2.选用新鲜肝脏做实验，是因为肝脏中（ ） A含过氧化氢酶多 B含过氧化氢酶但易挥 发 C含过氧化氢酶多且活性强 D含酶的种类很 多 3.酶的作用： 酶(Enzyme)是活细胞产生的一类具有生物 催化作用的有机物. 二.酶的概念： 1. 1.所有的活细胞都能产生酶所有的活细胞都能产生酶. . 2. 2.合成受基因控制合成受基因控制, ,有些在细胞内起作用有些在细胞内起作用, ,有有 些在细胞外起作用些在细胞外起作用. . 3. 3.高效性高效性, ,专一性专一性. . 序 号 项 目 试管 12 1 注入可溶性淀粉溶液2mL/ 2注入蔗糖溶液/2mL 3 注入新鲜淀粉酶溶液2mL2mL 4 加入斐林试剂2mL2mL 5结果现象 项 目试 管 淀粉酶溶液1mL1mL1mL 蒸馏水1mL/ NaOH/1mL/ HCl/1mL 淀粉溶液2mL2mL2mL 结果现象 砖红无砖红 无砖红 试管 123 淀粉溶液2mL2mL2mL 温度热水沸水冰块 淀粉酶溶液1mL1mL1mL 碘液滴滴滴 结果现象 不变蓝蓝色蓝色 酶的名称最适PH 过氧化氢酶（肝）6.8 唾液淀粉酶 6.8 脂肪酶 8.3 胰蛋白酶8.0-9.0 胃蛋白酶 1.52.2 小结：酶的特性 酶的高效性 酶的专一性 每一种酶只能催化一种 化合物或一类化合物的 化学反应 酶的催化效率是无机催 化剂的107 1013倍 酶的作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的 P H 讨论 1、在温度对酶活性影响的实验中，为什么要在加入 淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？ 2、 pH对酶活性影响的实验中，能不能先加 淀粉溶液和淀粉酶溶液，后加蒸馏水、氢氧化 钠、盐酸？为什么？ 防止在控制温度之前淀粉酶已将淀粉水解，从 而失去对照作用，影响实验效果。 不能，这样可能在改变溶液pH之前淀粉 酶已将淀粉水解，从而影响实验效果。 二定义 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 由活细胞产生 催化性质： A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应 速度。相关实验 B.反应前后酶的性质和数量没有变化。 C.在一定条件下，能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行 ，而酶本身并不发生变化。 只改变反应速度，不改变化学 平衡位点。 加入物质（毫升）试管1试管2 1%的淀粉溶液 4 2%的蔗糖溶液 稀释唾液 1 温度3737 斐林试剂 2 2 沸水浴（分钟） 2 2 下表是验证唾液淀粉酶水解淀粉形成麦芽糖的专一性的实验设 计。请回答 （1）写出表中 的剂量值： - - - （2）写出各试管中的实验现象1- 2- （3）各试管为什么必须置于37 环境中？ 1 4 砖红色 无 练习 ：图中A、B、C三图依次表示酶浓度一定时 ，反应速度和反应物浓 度、温度、PH值的关系。请据图回答下列问题： （1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因 是 （2）图B中，a点所对应的温度是 （3）图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是 （4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12和75 水浴 锅中，20min中后取出转入37 的水浴锅中保温，两试管内反应分 别应为： 甲， 乙 。 受反应液中酶浓度的限制（或酶的数量不足） 酶反应的最适温度 温度升高使酶活 性下降 速度加快 无催化反应 （5）图C 表示了催化反应的速率变化曲线。 A、唾液淀粉酶 B、胃蛋白酶 C、胰蛋白酶 D、植物淀粉酶 2、在测定胃蛋白酶的活性时，将溶液的PH值由10降到2的过程， 胃蛋白酶活性将 （ ） A、不断上升 B、没有变化 C、先升后降 D、先降后升 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，保存与37 的水浴锅中，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、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、