酶(含實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))

1、 第五章第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶1、酶的發(fā)現(xiàn)酶的發(fā)現(xiàn)2、酶本質(zhì)的探究歷程酶本質(zhì)的探究歷程一、酶的探索歷程一、酶的探索歷程酶是在研究動(dòng)物對(duì)食物的消化時(shí)酶是在研究動(dòng)物對(duì)食物的消化時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的。的。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為動(dòng)物消化食物長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為動(dòng)物消化食物吸收營(yíng)養(yǎng)就像磨豆腐那樣吸收營(yíng)養(yǎng)就像磨豆腐那樣把食物磨碎后把食物磨碎后將營(yíng)養(yǎng)過(guò)濾到體內(nèi)，而不能濾過(guò)的殘?jiān)鼊t形將營(yíng)養(yǎng)過(guò)濾到體內(nèi)，而不能濾過(guò)的殘?jiān)鼊t形成糞便排出去。而不認(rèn)為在消化的過(guò)程中發(fā)成糞便排出去。而不認(rèn)為在消化的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。生了化學(xué)反應(yīng)。事實(shí)到底是不是這樣呢？

2、科學(xué)家做事實(shí)到底是不是這樣呢？科學(xué)家做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行探究！了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)此進(jìn)行探究！斯帕蘭札尼對(duì)鷹的消化研究斯帕蘭札尼對(duì)鷹的消化研究討論：肉塊消失說(shuō)明了什么？討論：肉塊消失說(shuō)明了什么？ 酶是酶是活細(xì)胞產(chǎn)生活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有的一類具有生物催化作用生物催化作用的的有機(jī)物有機(jī)物。3.酶的概念酶的概念: 絕大多數(shù)酶是絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì),少數(shù)是少數(shù)是RNA.歸納 （1 1）酶的基本單位、合成場(chǎng)所是什么？）酶的基本單位、合成場(chǎng)所是什么？ （2 2）能催化淀粉酶水解的酶是哪種？）能催化淀粉酶水解的酶是哪種？ （1 1）氨基酸、）氨基酸、核糖核糖核苷酸、核糖體、細(xì)胞核核苷酸、核糖體、細(xì)胞核 （2

3、 2）蛋白酶）蛋白酶提示提示思考思考（生物催化劑）（生物催化劑）二、酶的作用二、酶的作用 機(jī)理： 分子從分子從常態(tài)常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)活躍狀態(tài)所需要的能量所需要的能量 稱為活化能。稱為活化能。提示：比較：各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)： 加熱： 無(wú)機(jī)催化劑： 酶：提高分子的能量提高分子的能量更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能試管編號(hào)1234H2O2溶液 2ml2ml2ml2ml處理方法不處理900C中水浴 FeCl3溶液 肝臟研磨液氣泡現(xiàn)象帶火星衛(wèi)生香檢驗(yàn)比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下的分解 無(wú) 少量 較

4、多 很多火星變亮 復(fù)燃三、酶的三、酶的特性特性12H2O2FeCl3（3.5%)H2O2肝臟研磨液肝臟研磨液（20%）震蕩試管震蕩試管結(jié)論1.酶具有高效性 酶的催化效率大約是無(wú)酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的機(jī)催化劑的1071013倍。倍。相關(guān)曲線相關(guān)曲線 酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化酸既能催化蛋白質(zhì)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質(zhì)水解，但不能蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)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，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。尿素分解，對(duì)其他化學(xué)反應(yīng)不起作用?？谇焕镉型僖旱矸勖福瑸槭裁慈M(jìn)牙縫里口腔里

5、有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒(méi)被消化的肉絲兩天后還沒(méi)被消化? ? 由上述資料可看出酶具有什么特性？由上述資料可看出酶具有什么特性？2、酶的專一性一種酶只能催化一種酶只能催化一種或一類一種或一類化學(xué)化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)。 加入酶加入酶B的反應(yīng)速率與無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率與無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，而加入酶的反應(yīng)速率相同，而加入酶A的反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增大明顯加快，酶速率隨反應(yīng)物濃度增大明顯加快，酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用，說(shuō)明酶具有對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用，說(shuō)明酶具有專專一性一性。表示酶專一性的曲線表示酶專一性的曲線 方案二方案二：用用同一種酶同一種酶催化兩種催化兩種不同物質(zhì)不同物質(zhì) 例如

6、：例如：用用淀粉酶淀粉酶分別作用于分別作用于淀粉淀粉和和蔗蔗糖糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來(lái)判斷淀粉酶是否對(duì)二磚紅色沉淀生成來(lái)判斷淀粉酶是否對(duì)二者有催化作用，從而探索酶的專一性者有催化作用，從而探索酶的專一性討論驗(yàn)證酶專一性的實(shí)驗(yàn)思路驗(yàn)證酶專一性的實(shí)驗(yàn)思路方案一：用方案一：用不同酶不同酶催化催化同一種物質(zhì)同一種物質(zhì)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蕩，震蕩，600C保溫保溫5min,加加斐林試劑斐林試劑，加熱煮沸加熱煮沸震蕩，震蕩，600C保溫保溫5min,加加斐林試

7、劑斐林試劑，加熱煮沸加熱煮沸磚紅色磚紅色沉淀物沉淀物無(wú)無(wú)磚紅色磚紅色沉淀物沉淀物討論討論1、在、在不同的溫度不同的溫度下，同一種酶的活性下，同一種酶的活性是否會(huì)受到影響？是否會(huì)受到影響？2、在、在不同的不同的pH下，同一種酶其活性是下，同一種酶其活性是否會(huì)改變？否會(huì)改變？ 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你們的假設(shè)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你們的假設(shè)酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶的活性酶的活性?？茖W(xué)探究科學(xué)探究提出問(wèn)題提出問(wèn)題作出假設(shè)作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果分析結(jié)果表達(dá)與交流表達(dá)與交流（溫度（溫度/pH 會(huì)影響酶的活性嗎？）會(huì)影響酶的活性嗎？）（溫度（溫度/pH

8、會(huì)影響酶的活性）會(huì)影響酶的活性）（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）影響酶活性的條件影響酶活性的條件溫度溫度對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 溫度溫度 2 2淀粉酶淀粉酶 碘液碘液 顏色顏色 結(jié)論結(jié)論冰水中冰水中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滴滴搖勻混合，放置反應(yīng)搖勻混

9、合，放置反應(yīng)5min5min變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉酶在淀粉酶在60 中活性較強(qiáng)中活性較強(qiáng)pH對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 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 斐林試劑斐林試劑 顏色顏色 結(jié)論結(jié)論蒸餾水蒸餾水1mLNaOH 1mLHCL 1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml2mL2mL搖勻混合，放置在搖勻混合，放置在6060水浴中反應(yīng)水浴中反應(yīng)5min5min磚紅色沉淀磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀無(wú)磚紅色沉淀淀粉酶在中性條件中活性較強(qiáng)淀粉酶在中性條件中活性較強(qiáng)2mL2mL2mL

10、2mL搖勻混合，沸水浴搖勻混合，沸水浴1min1min3、酶的作用條件較溫和 由此可看出酶的作用條件有什由此可看出酶的作用條件有什么特點(diǎn)？么特點(diǎn)？解讀曲線（1）在一定范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。（2）酶催化能力的發(fā)揮有一個(gè)最適pH，低于最適pH時(shí)，隨著pH的降低，酶催化能力逐漸降低；高于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸下降。溫度對(duì)酶活性的影響溫度對(duì)酶活性的影響 酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的酶促反應(yīng)的最適溫度。最適溫度。0最適溫度最適溫度t/mmol/mmol. s . s-1 -1酶活性受

11、溫度影響示意圖酶活性受溫度影響示意圖 一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在最適溫度在35403540之間；之間； 植物體內(nèi)的酶最適溫度植物體內(nèi)的酶最適溫度在在40504050之間；之間； 細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大。適溫度差別較大。/mmol/mmol. s . s-1 -1最適最適pH0pH酶活性受酶活性受pHpH影響示意圖影響示意圖 一般地，動(dòng)物體內(nèi)一般地，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適的酶最適pHpH在在6.56.58.08.0之間；植物體內(nèi)的酶最之間；植物體內(nèi)的酶最適適pHpH在在4.54.56.56.5之間之間 特例：胃蛋白酶特例：胃蛋白酶最適最適pH為為

12、1.5左右左右pH對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境酶促反應(yīng)速率最快時(shí)的環(huán)境pH稱為該酶促稱為該酶促反應(yīng)的反應(yīng)的最適最適pH。 高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿對(duì)酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？活性的影響其本質(zhì)相同嗎？ 不同，不同，過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)破壞結(jié)構(gòu)，使酶失活；而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。討論2.人發(fā)燒時(shí)為什么會(huì)覺(jué)得全身無(wú)力？1.放在冰箱中的食物為什么能保鮮較長(zhǎng)時(shí)間？3. 唾液淀粉酶隨唾液流入胃，胃蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后，是否還具有活性？1 1、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請(qǐng)回答：、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，請(qǐng)回答：

13、（1 1）這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的）這種洗衣粉為什么能夠很好地除去衣物上的 奶漬和血漬？奶漬和血漬？（2 2）使用這種洗衣粉為什么要用溫水？）使用這種洗衣粉為什么要用溫水？（3 3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來(lái)洗滌下列哪些）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用來(lái)洗滌下列哪些 衣料？（衣料？（ ） A.A.化纖化纖 B.B.純毛純毛 C.C.純棉純棉 D.D.真絲真絲（4 4）為了更好地除去衣物上的油漬，在洗衣粉中）為了更好地除去衣物上的油漬，在洗衣粉中 還可以加入什么酶？還可以加入什么酶？B D脂肪酶脂肪酶2、在植物細(xì)胞工程中常常要去掉細(xì)胞壁，在不損傷植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)可用

14、于去除細(xì)胞壁（ ） A、蛋白酶 B、纖維素酶C、鹽酸 D、淀粉酶B3.3.右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。 下列敘述正確的是下列敘述正確的是 ( )( ) A. A.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t2 2調(diào)到最適溫度調(diào)到最適溫度 時(shí)，酶活性下降時(shí)，酶活性下降 B.B.當(dāng)反應(yīng)溫度由當(dāng)反應(yīng)溫度由t t2 2調(diào)到最適溫度調(diào)到最適溫度 時(shí)，酶活性上升時(shí)，酶活性上升 C.C.酶活性在酶活性在t t2 2時(shí)比時(shí)比t t1 1高，故高，故t t2 2時(shí)更適合酶的保存時(shí)更適合酶的保存 D.D.酶活性在酶活性在t t1 1時(shí)比時(shí)比t t2 2低，表明低，表明t t1 1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)時(shí)酶的

15、空間結(jié)構(gòu) 破壞更嚴(yán)重破壞更嚴(yán)重解析解析 酶活性受溫度的影響，在低溫時(shí)酶活性低，酶活性受溫度的影響，在低溫時(shí)酶活性低，隨著溫度的升高，酶活性逐漸增強(qiáng)，到達(dá)最適溫隨著溫度的升高，酶活性逐漸增強(qiáng)，到達(dá)最適溫度后度后, ,再升高溫度，酶活性下降，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，再升高溫度，酶活性下降，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，酶變性失活，因此酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，酶變性失活，因此B B正確。正確。溫度由溫度由t t2 2下降到最適溫度，酶活性升高；酶在低下降到最適溫度，酶活性升高；酶在低溫時(shí)活性降低，但空間結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞，溫度升溫時(shí)活性降低，但空間結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞，溫度升高，酶活性恢復(fù)，因此常在低溫下保存酶。高，酶

16、活性恢復(fù)，因此常在低溫下保存酶。答案答案 B4、用純唾液和用稀釋、用純唾液和用稀釋10倍的唾液做唾液淀粉酶倍的唾液做唾液淀粉酶的催化實(shí)驗(yàn)，其效果完全相同，這說(shuō)明酶具有的催化實(shí)驗(yàn)，其效果完全相同，這說(shuō)明酶具有A A、專一性、專一性 B B、多樣性、多樣性 C C、高效性、高效性 D D、多變性、多變性5、將唾液淀粉酶先放入沸水中、將唾液淀粉酶先放入沸水中2分鐘，再放分鐘，再放在在370C的恒溫水浴中，酶的催化效率前后變化是的恒溫水浴中，酶的催化效率前后變化是A A、不斷降低、不斷降低 B B、先升后降、先升后降C C、先降后升、先降后升 D D、沒(méi)有變化、沒(méi)有變化6.6.如圖表示某反應(yīng)物如圖表示

17、某反應(yīng)物剩余量隨剩余量隨pHpH及溫度的變及溫度的變 化情況，下列敘述正確的是化情況，下列敘述正確的是 （ ） A.A.該酶的最適溫度是該酶的最適溫度是3737B.B.隨著隨著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.隨著溫度的升高，酶的最隨著溫度的升高，酶的最適適pHpH不變不變D.D.隨著溫度的升高，酶的活隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低性逐漸降低答案答案 C1.1.關(guān)于變量關(guān)于變量變量：是指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變量：是指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 的因素。的因素。可以變化可以變化 ：是指：是指 的變量。如氯化的變量。如氯化 鐵和肝臟研磨液。鐵和肝臟研磨液。自變量自變量人為改變?nèi)藶楦?/p>

18、變 ：是指：是指隨著自變量變化而變化隨著自變量變化而變化的變的變 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。因變量因變量 ：是指除自變量外，其他對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)：是指除自變量外，其他對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果果 的可能因素。如的可能因素。如 H H2 2O O2 2濃度濃度, ,肝臟研磨液新鮮程度等。肝臟研磨液新鮮程度等。無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變量能造成影響能造成影響四.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):溫度溫度對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml2ml 2ml2ml 2ml2ml 溫度溫度 2 2淀粉酶淀粉酶 碘液碘液 顏色顏色 結(jié)論結(jié)論冰水中冰水中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滴滴搖勻混合，放置反應(yīng)搖勻混合，放置反應(yīng)5min5min變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉酶在淀粉酶在60 中活性最強(qiáng)中活性最強(qiáng)自變量自變量因變量因變量實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 酶的本質(zhì)及生理作用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)酶的本質(zhì)及生理作用的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 1.1.酶是蛋白質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)酶是蛋白質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) （1 1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液+ +雙縮脲試劑雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫是否出現(xiàn)紫 色反應(yīng)色反應(yīng) 對(duì)照組：已知蛋白液對(duì)照組：已知蛋白液+ +雙縮脲試劑雙縮脲試劑紫色反應(yīng)紫色反應(yīng) （2 2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分