酶(含实验设计)

1、 第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶1、酶的发现酶的发现2、酶本质的探究历程酶本质的探究历程一、酶的探索历程一、酶的探索历程酶是在研究动物对食物的消化时酶是在研究动物对食物的消化时发现发现的。的。长期以来，人们一直认为动物消化食物长期以来，人们一直认为动物消化食物吸收营养就像磨豆腐那样吸收营养就像磨豆腐那样把食物磨碎后把食物磨碎后将营养过滤到体内，而不能滤过的残渣则形将营养过滤到体内，而不能滤过的残渣则形成粪便排出去。而不认为在消化的过程中发成粪便排出去。而不认为在消化的过程中发生了化学反应。生了化学反应。事实到底是不是这样呢？

2、科学家做事实到底是不是这样呢？科学家做了相应的实验对此进行探究！了相应的实验对此进行探究！斯帕兰札尼对鹰的消化研究斯帕兰札尼对鹰的消化研究讨论：肉块消失说明了什么？讨论：肉块消失说明了什么？ 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的一类具有的一类具有生物催化作用生物催化作用的的有机物有机物。3.酶的概念酶的概念: 绝大多数酶是绝大多数酶是蛋白质蛋白质,少数是少数是RNA.归纳 （1 1）酶的基本单位、合成场所是什么？）酶的基本单位、合成场所是什么？ （2 2）能催化淀粉酶水解的酶是哪种？）能催化淀粉酶水解的酶是哪种？ （1 1）氨基酸、）氨基酸、核糖核糖核苷酸、核糖体、细胞核核苷酸、核糖体、细胞核 （2

3、 2）蛋白酶）蛋白酶提示提示思考思考（生物催化剂）（生物催化剂）二、酶的作用二、酶的作用 机理： 分子从分子从常态常态转变为容易发生化转变为容易发生化学反应的学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量所需要的能量 称为活化能。称为活化能。提示：比较：各条件使反应加快的本质： 加热： 无机催化剂： 酶：提高分子的能量提高分子的能量更显著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能试管编号1234H2O2溶液 2ml2ml2ml2ml处理方法不处理900C中水浴 FeCl3溶液 肝脏研磨液气泡现象带火星卫生香检验比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 无 少量 较

4、多 很多火星变亮 复燃三、酶的三、酶的特性特性12H2O2FeCl3（3.5%)H2O2肝脏研磨液肝脏研磨液（20%）震荡试管震荡试管结论1.酶具有高效性 酶的催化效率大约是无酶的催化效率大约是无机催化剂的机催化剂的1071013倍。倍。相关曲线相关曲线 酸既能催化蛋白质的水解，也能催化酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。脂肪、淀粉水解。 蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化催化脂肪、淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学反应不起作用。尿素分解，对其他化学反应不起作用。口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里口腔里

5、有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化的肉丝两天后还没被消化? ? 由上述资料可看出酶具有什么特性？由上述资料可看出酶具有什么特性？2、酶的专一性一种酶只能催化一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学化学反应。反应。 加入酶加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶的反应速率相同，而加入酶A的反应的反应速率随反应物浓度增大明显加快，酶速率随反应物浓度增大明显加快，酶B对此反应无催化作用，说明酶具有对此反应无催化作用，说明酶具有专专一性一性。表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线 方案二方案二：用用同一种酶同一种酶催化两种催化两种不同物质不同物质 例如

6、：例如：用用淀粉酶淀粉酶分别作用于分别作用于淀粉淀粉和和蔗蔗糖糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者有催化作用，从而探索酶的专一性者有催化作用，从而探索酶的专一性讨论验证酶专一性的实验思路验证酶专一性的实验思路方案一：用方案一：用不同酶不同酶催化催化同一种物质同一种物质12淀粉液淀粉液2ml2ml（3%3%）蔗糖液2ml（3%）注入注入淀粉酶液淀粉酶液注入注入淀粉酶液淀粉酶液震荡，震荡，600C保温保温5min,加加斐林试剂斐林试剂，加热煮沸加热煮沸震荡，震荡，600C保温保温5min,加加斐林试

7、剂斐林试剂，加热煮沸加热煮沸砖红色砖红色沉淀物沉淀物无无砖红色砖红色沉淀物沉淀物讨论讨论1、在、在不同的温度不同的温度下，同一种酶的活性下，同一种酶的活性是否会受到影响？是否会受到影响？2、在、在不同的不同的pH下，同一种酶其活性是下，同一种酶其活性是否会改变？否会改变？ 请设计相关的实验，验证你们的假设请设计相关的实验，验证你们的假设酶对化学反应的催化效率为酶对化学反应的催化效率为酶的活性酶的活性。科学探究科学探究提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（温度（温度/pH 会影响酶的活性吗？）会影响酶的活性吗？）（温度（温度/pH

8、会影响酶的活性）会影响酶的活性）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）影响酶活性的条件影响酶活性的条件温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 温度温度 2 2淀粉酶淀粉酶 碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中60水浴水浴沸水浴沸水浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混

9、合，放置反应5min5min变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝淀粉酶在淀粉酶在60 中活性较强中活性较强pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 3 2 2淀粉酶淀粉酶 1ml1ml 1ml1ml 1ml1ml pHpH3 3可溶性淀粉可溶性淀粉 斐林试剂斐林试剂 颜色颜色 结论结论蒸馏水蒸馏水1mLNaOH 1mLHCL 1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml2mL2mL摇匀混合，放置在摇匀混合，放置在6060水浴中反应水浴中反应5min5min砖红色沉淀砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀无砖红色沉淀淀粉酶在中性条件中活性较强淀粉酶在中性条件中活性较强2mL2mL2mL

10、2mL摇匀混合，沸水浴摇匀混合，沸水浴1min1min3、酶的作用条件较温和 由此可看出酶的作用条件有什由此可看出酶的作用条件有什么特点？么特点？解读曲线（1）在一定范围内，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）酶催化能力的发挥有一个最适pH，低于最适pH时，随着pH的降低，酶催化能力逐渐降低；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的酶促反应的最适温度。最适温度。0最适温度最适温度t/mmol/mmol. s . s-1 -1酶活性受

11、温度影响示意图酶活性受温度影响示意图 一般地，动物体内的酶一般地，动物体内的酶最适温度在最适温度在35403540之间；之间； 植物体内的酶最适温度植物体内的酶最适温度在在40504050之间；之间； 细菌和真菌体内的酶最细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。适温度差别较大。/mmol/mmol. s . s-1 -1最适最适pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影响示意图影响示意图 一般地，动物体内一般地，动物体内的酶最适的酶最适pHpH在在6.56.58.08.0之间；植物体内的酶最之间；植物体内的酶最适适pHpH在在4.54.56.56.5之间之间 特例：胃蛋白酶特例：胃蛋白酶最适最适pH为为

12、1.5左右左右pH对酶活性的影响对酶活性的影响 酶促反应速率最快时的环境酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促称为该酶促反应的反应的最适最适pH。 高温、低温、过酸和过碱对酶高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？活性的影响其本质相同吗？ 不同，不同，过酸、过碱、高温都会破坏结构，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。讨论2.人发烧时为什么会觉得全身无力？1.放在冰箱中的食物为什么能保鲜较长时间？3. 唾液淀粉酶随唾液流入胃，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，是否还具有活性？1 1、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答：、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答：

13、（1 1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的 奶渍和血渍？奶渍和血渍？（2 2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？）使用这种洗衣粉为什么要用温水？（3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些 衣料？（衣料？（ ） A.A.化纤化纤 B.B.纯毛纯毛 C.C.纯棉纯棉 D.D.真丝真丝（4 4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中 还可以加入什么酶？还可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶2、在植物细胞工程中常常要去掉细胞壁，在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质可用

14、于去除细胞壁（ ） A、蛋白酶 B、纤维素酶C、盐酸 D、淀粉酶B3.3.右图表示酶活性与温度的关系。右图表示酶活性与温度的关系。 下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( )( ) A. A.当反应温度由当反应温度由t t2 2调到最适温度调到最适温度 时，酶活性下降时，酶活性下降 B.B.当反应温度由当反应温度由t t2 2调到最适温度调到最适温度 时，酶活性上升时，酶活性上升 C.C.酶活性在酶活性在t t2 2时比时比t t1 1高，故高，故t t2 2时更适合酶的保存时更适合酶的保存 D.D.酶活性在酶活性在t t1 1时比时比t t2 2低，表明低，表明t t1 1时酶的空间结构时酶的

15、空间结构 破坏更严重破坏更严重解析解析 酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后度后, ,再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此酶的空间结构被破坏，酶变性失活，因此B B正确。正确。温度由温度由t t2 2下降到最适温度，酶活性升高；酶在低下降到最适温度，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。高，酶

16、活性恢复，因此常在低温下保存酶。答案答案 B4、用纯唾液和用稀释、用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有A A、专一性、专一性 B B、多样性、多样性 C C、高效性、高效性 D D、多变性、多变性5、将唾液淀粉酶先放入沸水中、将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放分钟，再放在在370C的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是A A、不断降低、不断降低 B B、先升后降、先升后降C C、先降后升、先降后升 D D、没有变化、没有变化6.6.如图表示某反应物如图表示

17、某反应物剩余量随剩余量随pHpH及温度的变及温度的变 化情况，下列叙述正确的是化情况，下列叙述正确的是 （ ） A.A.该酶的最适温度是该酶的最适温度是3737B.B.随着随着pHpH的升高，酶的活性的升高，酶的活性 先降低后升高先降低后升高C.C.随着温度的升高，酶的最随着温度的升高，酶的最适适pHpH不变不变D.D.随着温度的升高，酶的活随着温度的升高，酶的活性逐渐降低性逐渐降低答案答案 C1.1.关于变量关于变量变量：是指实验过程中变量：是指实验过程中 的因素。的因素。可以变化可以变化 ：是指：是指 的变量。如氯化的变量。如氯化 铁和肝脏研磨液。铁和肝脏研磨液。自变量自变量人为改变人为改

18、变 ：是指：是指随着自变量变化而变化随着自变量变化而变化的变的变 量，如量，如H H2 2O O2 2的分解速率或酶活性。的分解速率或酶活性。因变量因变量 ：是指除自变量外，其他对实验结：是指除自变量外，其他对实验结 果果 的可能因素。如的可能因素。如 H H2 2O O2 2浓度浓度, ,肝脏研磨液新鲜程度等。肝脏研磨液新鲜程度等。无关变量无关变量能造成影响能造成影响四.实验设计:温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 温度温度 2 2淀粉酶淀粉酶 碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中60水浴水浴沸

19、水浴沸水浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混合，放置反应5min5min变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝淀粉酶在淀粉酶在60 中活性最强中活性最强自变量自变量因变量因变量实验探究实验探究 酶的本质及生理作用的验证实验酶的本质及生理作用的验证实验 1.1.酶是蛋白质的验证实验酶是蛋白质的验证实验 （1 1）实验设计思路）实验设计思路 实验组：待测酶液实验组：待测酶液+ +双缩脲试剂双缩脲试剂是否出现紫是否出现紫 色反应色反应 对照组：已知蛋白液对照组：已知蛋白液+ +双缩脲试剂双缩脲试剂紫色反应紫色反应 （2 2）实验结果分析）实验结果分