《高一生物必修酶》

1、 新陈代谢在常温、常压下，为什么能新陈代谢在常温、常压下，为什么能 够顺利而快速地进行呢？够顺利而快速地进行呢？ 酶酶 18世纪之前，人们一直认为鸟类的胃只能磨碎世纪之前，人们一直认为鸟类的胃只能磨碎 食物，不能分解食物中的有机物。食物，不能分解食物中的有机物。 1773年年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙 的实验：将肉块放入金属笼内的实验：将肉块放入金属笼内,然后让鹰把小笼子吞然后让鹰把小笼子吞 下去下去.过一段时间后过一段时间后,他把小笼子取出来他把小笼子取出来,发现笼内的发现笼内的 肉块消失了。肉块消失了。 从这个实验中能得出什么结论？从这个实验中能

2、得出什么结论？ 胃具有化学性消化的作用胃具有化学性消化的作用 一、酶的发现一、酶的发现 一、酶的发现一、酶的发现 1. 1773年意大利斯帕兰札尼实验，其巧妙之处在哪里？这个实年意大利斯帕兰札尼实验，其巧妙之处在哪里？这个实 验说明了什么？验说明了什么？巧妙之处：把肉放在小笼内，避免发生物理巧妙之处：把肉放在小笼内，避免发生物理 消化；本实验说明胃中发生化学性消化。消化；本实验说明胃中发生化学性消化。 2、1857年，法国微生物学家年，法国微生物学家巴斯德巴斯德通过显微镜观察，提通过显微镜观察，提 出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞

3、的参 与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希李比希却坚持却坚持 认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，与酵母菌的活认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，与酵母菌的活 动无关。两种观点争论不下。动无关。两种观点争论不下。 说明酒精发酵是酵母中的某种物质，说明酒精发酵是酵母中的某种物质， 而不是酵母细胞本身。而不是酵母细胞本身。 1897年，德国的年，德国的毕希纳毕希纳把酵母细胞放在石英砂中用力研把酵母细胞放在石英砂中用力研 磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的 提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，

4、一段时间后就冒出提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出 气泡。糖液居然变成了酒。这个实验说明了什么？气泡。糖液居然变成了酒。这个实验说明了什么？ 3. 20世纪世纪30年代年代,科学家们相继提取多种酶的蛋白质科学家们相继提取多种酶的蛋白质 结晶结晶(如如:脲酶，美国科学家萨母纳尔从刀豆种子中提脲酶，美国科学家萨母纳尔从刀豆种子中提 取出来的取出来的),这一事实说明了什么这一事实说明了什么? 酶是蛋白质。酶是蛋白质。 极少数酶是极少数酶是RNA，称为核酶。，称为核酶。 4 4、2020世纪世纪8080年代以来年代以来, ,美国科学家美国科学家切赫和奥特曼切赫和奥特曼发现发现 少数少数R

5、NARNA也具有催化作用也具有催化作用. . 酶的概念： 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用 的有机物。的有机物。 产生部位: 生理作用: 化学本质: 活细胞活细胞 生物催化作用生物催化作用 有机物有机物 大部分酶是蛋白质，也有少数是大部分酶是蛋白质，也有少数是RNARNA。 酶VS无机催化剂 共同点：反应前后，自身的性质、数量不改变。 可以加快反应速度，但并不改变反应本 身的平衡。 不同点不同点：酶降低活化能的作用更显著，因而催化酶降低活化能的作用更显著，因而催化 效率更高效率更高。 2.2.酶的催化机理酶的催化机理 底底 物：物： 受酶催化而发生化学反

6、应的分子。受酶催化而发生化学反应的分子。 酶促反应：酶促反应：受酶催化的化学反应。受酶催化的化学反应。 1948年，德国有机化学家年，德国有机化学家Fisher提出提出锁钥学说锁钥学说 下图是人体内某个化学反应的示意图。下图是人体内某个化学反应的示意图。 图中的哪个英文字母代表酶？图中的哪个英文字母代表酶？A 酶有什么独特的特点呢？酶有什么独特的特点呢？ 酶的专一性酶的专一性 酶酶生物催化剂生物催化剂 酶酶生物催化剂生物催化剂 提出问题：酶作为生提出问题：酶作为生 物催化剂，与无机催物催化剂，与无机催 化剂相比，哪个效率化剂相比，哪个效率 更高？如何证明更高？如何证明 H2O2 H2O+O2

7、过氧化氢酶过氧化氢酶 MnO2 实验目的：比较过氧化氢酶与实验目的：比较过氧化氢酶与MnOMnO2 2催化效率催化效率 取材：鸡肝匀浆或马铃薯匀浆取材：鸡肝匀浆或马铃薯匀浆 实验设计的一般方法：控制变量法实验设计的一般方法：控制变量法 实验中可以变化的因素称为变量实验中可以变化的因素称为变量。 自变量：自变量：其中人为改变的，其中人为改变的，实验控制的实验控制的变量变量。 因变量：因变量：随着自变量改变而变化的变量随着自变量改变而变化的变量。 无关变量：无关变量：除自变量以外的还可能会存在除自变量以外的还可能会存在 的一些可变因素，对实验结果造成影响的的一些可变因素，对实验结果造成影响的。 对

8、照实验：对照实验：除一个因素（自变量）以外，除一个因素（自变量）以外， 其余（无关变量）都保持一致且适宜的实验。其余（无关变量）都保持一致且适宜的实验。 （1）自变量自变量： 催化剂的种类催化剂的种类 （2 2）因变量：）因变量： 催化效率的高低催化效率的高低 点燃但无明火的卫生香复燃程点燃但无明火的卫生香复燃程 度，火焰大小度，火焰大小 气泡产生的速度、多少气泡产生的速度、多少 （3 3）无关变量：）无关变量： 过氧化氢溶液的体积、浓度、配制的时间，过氧化氢溶液的体积、浓度、配制的时间， 试管大小，温度，试管大小，温度，PH等。等。 实验一：比较过氧化氢酶与实验一：比较过氧化氢酶与MnO2M

9、nO2催化效率催化效率 要求相同且适宜要求相同且适宜 设计好实验步骤和记录表格设计好实验步骤和记录表格, ,再进行实验操作是再进行实验操作是 一个良好的习惯一个良好的习惯, ,有利于统筹安排实验有利于统筹安排实验. . 实验记录表格实验记录表格 试管试管 H2O2溶液溶液 鸡肝匀浆鸡肝匀浆 MnO2 带火星的卫带火星的卫 生香检测生香检测 实验结果实验结果 1号号2号号 3mL3mL 少许少许 少许少许 小结：小结： 1.酶的发现酶的发现 2.酶的催化机理酶的催化机理 3.酶的特性酶的特性 4.实验设计的一般思路和一般方法实验设计的一般思路和一般方法 酶的化学本质：大多数为蛋白质，少数为酶的化

10、学本质：大多数为蛋白质，少数为RNA 具有高效性，具有专一性具有高效性，具有专一性 实验设计的一般方法：控制变量法实验设计的一般方法：控制变量法 实验原理：实验原理：新鲜新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，二氧化锰是一种无机的肝脏中含有过氧化氢酶，二氧化锰是一种无机 催化剂，都可以催化催化剂，都可以催化H2O2分解成分解成H2O和和O2。 方法步骤：方法步骤： 过氧化氢溶液过氧化氢溶液 鸡肝脏匀浆少许鸡肝脏匀浆少许 1 2 1 2 二氧化锰少许二氧化锰少许 三、酶的特性三、酶的特性 1.该实验能得出什么结论？该实验能得出什么结论？ 酶具有高效性酶具有高效性 2.该实验中为什么选用两支试管？如果只该实验

11、中为什么选用两支试管？如果只 用试管用试管1能否证明酶具有高效性？能否证明酶具有高效性？ 实验设计原则：实验设计原则： 对照原则对照原则 3.两支试管的唯一区别是催化剂不同，如果两两支试管的唯一区别是催化剂不同，如果两 试管的温度也不同，对实验结果有影响吗试管的温度也不同，对实验结果有影响吗？ 单一变量原则单一变量原则 等量原则等量原则 少许二氧化锰少许二氧化锰 实验二：探究酶的专一性实验二：探究酶的专一性 实验目的实验目的: : 比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 比较蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用比较蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用 材料用具材料用具: : 稀释稀释2002

12、00倍的新鲜唾液倍的新鲜唾液, ,质量分数为质量分数为2%2%的蔗糖溶液的蔗糖溶液, , 溶于质量分数为溶于质量分数为0.3%NaCl0.3%NaCl溶液中的淀粉溶液溶液中的淀粉溶液( (其其 中淀粉含量为中淀粉含量为1%),1%),菲林试剂，蔗糖酶溶液，试管，菲林试剂，蔗糖酶溶液，试管， 试管架试管架 思考：分别找出自变量、因变量、无关变量，并思考：分别找出自变量、因变量、无关变量，并 根据材料用具思考如何设计实验？根据材料用具思考如何设计实验？ 实验二实验二 比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用 结论：结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，

13、上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解， 蔗糖酶只能催化蔗糖水解。蔗糖酶只能催化蔗糖水解。 酶的专一性酶的专一性:每一种酶只能催化一种化合物或一类化每一种酶只能催化一种化合物或一类化 合物的化学反应。合物的化学反应。 实验原理：实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化 作用下都能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。作用下都能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。 还原糖能够与菲林试剂发生反应，生成砖红色沉淀。还原糖能够与菲林试剂发生反应，生成砖红色沉淀。 实验步骤：实验步骤： 雕牌加酶洗衣粉包装袋上雕牌加酶洗衣粉包装袋上 印有以下资料印有以下资料:

14、 成分成分:蛋白酶蛋白酶0.2%,清洁剂清洁剂15%. 用法用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的 水内一段时间水内一段时间,使用温水效果最佳使用温水效果最佳.切勿用切勿用60 以上的热水以上的热水.注意注意,切勿用于丝质及羊毛衣料切勿用于丝质及羊毛衣料; 用后须彻底清洗双手用后须彻底清洗双手. 根据以上内容根据以上内容,你能推测酶的催化作用可你能推测酶的催化作用可 能有哪些特性及影响因素能有哪些特性及影响因素? 展开想象的翅膀展开想象的翅膀 酶的特性 作用条件较温和。作用条件较温和。受温度和受温度和pH值影响值影响 低温：抑制低温：抑制 高温：失活高温：失

15、活 过酸：失活过酸：失活 过碱：失活过碱：失活 高温、低温、过酸和过碱对酶活性高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质相同吗？的影响其本质相同吗？ 思考：思考：每种酶的每种酶的最适温度、最适最适温度、最适PH值值 是不是是不是 一样？一样？ 酶的名称 最适PH值 过氧化氢酶 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 1.5-2.2 C 酶促反应速率酶促反应速率 酶的浓度酶的浓度 酶促反应速率酶促反应速率 底物浓度底物浓度 酶量一定酶量一定 从上面我们知道利用从上面我们知道利用酶酶进行实验需要一进行实验需要一 定的条件，比如木瓜淀粉酶定的条件，比如木瓜淀

16、粉酶60左右最好。左右最好。 能不能设计一个实验，来证明温度会能不能设计一个实验，来证明温度会 影响酶的活性？影响酶的活性？ 1号试管号试管淀粉溶液淀粉溶液 实验实验 步骤步骤 一一 二二 三三 四四 实验现象实验现象 结论结论 2号试管号试管3号试管号试管 加入淀粉酶加入淀粉酶2滴，振荡滴，振荡 试管各加入试管各加入2mL淀粉溶液淀粉溶液 变蓝色变蓝色 保持保持0冰水中冰水中 反应约反应约5min 加热至加热至100， 反应约反应约5min 加热至加热至60， 反应约反应约5min 各加入两滴碘液各加入两滴碘液振荡振荡 不变蓝不变蓝变蓝色变蓝色 1号试管号试管 过氧化氢过氧化氢 溶液溶液 实

17、验实验 步骤步骤 一一 二二 三三 四四 实验现象实验现象 结论结论 2号试管号试管3号试管号试管 加入过氧化氢酶加入过氧化氢酶2滴，振荡滴，振荡 试管各加入试管各加入2mL过氧化氢溶液过氧化氢溶液 无明显变化无明显变化 pH7pH=12pH2 各加入几滴过氧化氢酶溶液，各加入几滴过氧化氢酶溶液，23min后后 将点燃的卫生香分别放入试管中将点燃的卫生香分别放入试管中 复燃复燃无明显变化无明显变化 3 3、酶的特性：、酶的特性： 具有高效性具有高效性 具有专一性具有专一性 作用条件较温和作用条件较温和 要有合适的温度要有合适的温度 要有合适的要有合适的pHpH 总结：总结： 比较过氧化氢酶和比

18、较过氧化氢酶和FeFe3 3 的催化效率 的催化效率 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 pHpH对过氧化氢酶活性的影响对过氧化氢酶活性的影响 1 1、酶的定义、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作酶是活细胞产生的具有催化作 用的有机物。用的有机物。 2 2、酶的本质、酶的本质绝大多数酶是蛋白质，绝大多数酶是蛋白质， 少数酶是少数酶是RNARNA。 应用知识解决生活问题应用知识解决生活问题 1、人感冒发烧时，常食欲不佳，体力不支，原因是什么？、人感冒发烧时，常食欲不佳，体力不支，原因是什么？ 2、 采取什么措施可使加酶洗衣粉达到

19、最佳洗涤效果？采取什么措施可使加酶洗衣粉达到最佳洗涤效果？ 3、杀菌消毒、保存食品分别用哪种温度？、杀菌消毒、保存食品分别用哪种温度？ v 某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分 说明。说明。 v成分：含碱性蛋白酶等成分：含碱性蛋白酶等 v用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温 水效果更佳。水效果更佳。 v注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。 v请回答以下问题：请回答以下问题： v质检局针对该洗衣粉设计了如下装置

20、进行实验：质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验： （1）该实验的目的是）该实验的目的是 。探索该洗衣粉中酶的催化作用的最适温度探索该洗衣粉中酶的催化作用的最适温度 （2）一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上）一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上 述（）的实验材述（）的实验材 料及方法进行了有关实验，并把结果以下列曲线图、表示。料及方法进行了有关实验，并把结果以下列曲线图、表示。 该碱性蛋白酶作用的底物是该碱性蛋白酶作用的底物是 。 由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为。 在在O和和75时，酶的催化效率基本都降为零，

21、但温度再时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再 度回到度回到45，后者的催化作用已不能恢复，这是因为，后者的催化作用已不能恢复，这是因为 该学生在实验过程中可通过直接测定该学生在实验过程中可通过直接测定指标来表示指标来表示 酶的催化效率。酶的催化效率。 （）该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原（）该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原 因是因是 。 （）大力推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉，有利于生态（）大力推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉，有利于生态 环境保护，这是因为环境保护，这是因为 。 洗衣粉中的酶本身无毒，含量少，又能被微生物完全降洗衣粉中的酶本身无毒，含量少，

22、又能被微生物完全降 解，对环境无污染，而含磷洗衣粉会使水体富营养化解，对环境无污染，而含磷洗衣粉会使水体富营养化 蛋白质蛋白质 45 胶片上的蛋白膜存在时间的长短胶片上的蛋白膜存在时间的长短 高温条件下酶的结构已遭破坏高温条件下酶的结构已遭破坏 丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料 例：将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀例：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，调整粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH 值至值至2.0，保存于，保存于37的水浴锅内。过一段的水浴锅内。

23、过一段 时间后，容器内剩余的物质是：时间后，容器内剩余的物质是： A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水淀粉、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、水唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 课堂反馈：课堂反馈： 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持 最适温度最适温度3737，pHpH保持在最适值，生成物量与反应时间保持在最适值，生成物量与反应时间 关系如右图，请回答下列问题：关系如右图，请回答下列问题

24、： （1 1）该酶作用的底物是）该酶作用的底物是 。 （2 2）在）在140140分钟后，曲线变成水平，这是因为分钟后，曲线变成水平，这是因为 。 （3 3）增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生）增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生 成物量变化的示意曲线。成物量变化的示意曲线。 （4 4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pHpH由由2 2逐渐升逐渐升 高到高到1010，则酶催化反应的速度将，则酶催化反应的速度将 原原因是因是 。 （5 5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度 关系的是关系的是 练习 1.能够使唾液淀粉酶水解的酶是 A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.蔗糖酶 2.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种 物质适用于除去细胞壁 A.蛋白酶 B.纤维素酶 C.盐酸 D.淀粉酶 3.在唾液淀粉酶催化淀粉的水解实验中，将唾液稀 释10倍，与用唾液原液的效果几乎相同，这说明 了酶具有 A.专一性 B.稳定性 C.多样性 D.高效性 B B D 毕希纳为什么当时只能推测酶是蛋白毕希纳为什么当时只能推测酶是蛋白 质质,而不能证明酶是蛋白质而不能证明酶是蛋白质? 酶的本质酶的本质 v18361836年年, ,德国科学家德国