酶是生物催化劑課件【備課精研+知識精講】 高一上學(xué)期生物浙科版必修1

第三章細(xì)胞的代謝第二節(jié)酶是生物催化劑體內(nèi)溫和氧化體外劇烈氧化兩者有什么不同之處？生物體內(nèi)有酶存在胃液中一定存在能消化肉塊的物質(zhì)1、斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)（18世紀(jì)末）酶的發(fā)現(xiàn)巴斯德在發(fā)酵的葡萄酒中觀察到活的酵母細(xì)胞2、酵母菌與酒精發(fā)酵（19世紀(jì)）發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)量與活酵母菌的繁殖量成正比巴斯德的觀點(diǎn)：

酒精發(fā)酵是酵母菌代謝活動的結(jié)果。李比希的觀點(diǎn)：

酒精發(fā)酵僅僅是一種化學(xué)反應(yīng)，與酵母活動無關(guān)，只需酵母菌中某些物質(zhì)的參與而已。3、畢希納的實(shí)驗(yàn)（1897年）證實(shí)促使酒精發(fā)酵的是酵母中的某種物質(zhì)—“酒化酶”，而不是酵母細(xì)胞本身。但是，畢希納無法直接對酶的本質(zhì)進(jìn)行鑒定。4、薩母納爾脲酶的獲得（1926年）1917年-1926年，歷時9年時間，從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶，并實(shí)驗(yàn)證實(shí)它是一種蛋白質(zhì)。小資料：

20世紀(jì)80年代，有一種叫RnaseP的酶，是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA構(gòu)成的，科學(xué)家把其中的蛋白質(zhì)除去，發(fā)現(xiàn)留下來的RNA同樣具有催化活性，后來進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，某些RNA分子和那些構(gòu)成酶的蛋白質(zhì)分子一樣，都是效率非常高的生物催化劑。奧爾特曼S.Altman切赫T.R.Cech5、核酶的發(fā)現(xiàn)（1980s）

美國科學(xué)家切赫和奧爾特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，稱為核酶。

生理作用：活細(xì)胞催化生化反應(yīng)進(jìn)行，是生物催化劑絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。

二、酶的概念1、定義特點(diǎn)：促使反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)變化而本身卻不發(fā)生化學(xué)變化產(chǎn)生部位：化學(xué)本質(zhì)：作用部位：細(xì)胞內(nèi)外想一想酶為什么會具有這樣強(qiáng)大的催化能力呢？酶—底物復(fù)合物學(xué)說認(rèn)為：酶在催化某一底物時，先與底物結(jié)合成一種不穩(wěn)定的復(fù)合產(chǎn)物。這種復(fù)合產(chǎn)物極為活潑，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變成反應(yīng)產(chǎn)物，并且放出酶。S（底物）+E（酶）SE（中間產(chǎn)物）

E+P（反應(yīng)產(chǎn)物）很快分解底物酶有一定的空間結(jié)構(gòu)氨基酸1氨基酸2酶底物與底物結(jié)合的酶形狀發(fā)生改變，形成酶-底物復(fù)合物酶的形狀復(fù)原二肽（產(chǎn)物）+酶-底物復(fù)合物學(xué)說活化能能量反應(yīng)物生成物活躍狀態(tài)活化能化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時需要吸收能量以斷開反應(yīng)分子的化學(xué)鍵，使反應(yīng)物活化并完成化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物，這種化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物活化所需要的能量被稱為活化能酶活性：是指單位質(zhì)量的酶在單位時間內(nèi)使得底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量（1g蔗糖酶在1min內(nèi)使多少克蔗糖水解，就代表蔗糖酶的活性是多少）三、酶的特性實(shí)驗(yàn)：探究酶催化的高效性實(shí)驗(yàn)原理1：H2O2在體外可被二氧化錳分解為H2O和O2，在體內(nèi)可被H2O2酶分解為H2O和O2實(shí)驗(yàn)原理2：H2O2酶可從動植物體內(nèi)獲得-----------------新鮮的肝臟或馬鈴薯2H2O22H2O+O2過氧化氫酶/二氧化錳21氣泡產(chǎn)生較明顯衛(wèi)生香復(fù)燃明顯實(shí)驗(yàn)結(jié)果1s之內(nèi)將105個過氧化氫分子分解，這種反應(yīng)速率是沒有酶參與情況下的1000萬倍！CO2+H2O

H2CO3酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無機(jī)催化劑每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化6×105個CO2，比非酶（無機(jī)催化劑）反應(yīng)快107倍。事實(shí)11、酶的高效性

酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。

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。脲酶只能催化尿素分解，對其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。資料

口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?

由上述資料可看出酶具有什么特性？2、酶有專一性

一種酶只能催化一種底物或少數(shù)幾種相似底物的反應(yīng)，就是酶的專一性。淀粉麥芽糖

酶1蔗糖

葡萄糖＋果糖

酶2（還原性糖）（還原性糖）你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酶的專一性嗎？（1）方案一：用同一種酶催化兩種不同物質(zhì)淀粉（非還原糖）麥芽糖（還原糖）蔗糖（非還原糖）蔗糖

②用淀粉酶分別作用于淀粉和蔗糖后，再用本尼迪特試劑鑒定，根據(jù)是否有紅黃色色沉淀生成來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。

①

淀粉（非還原糖）麥芽糖（還原糖）淀粉（非還原糖）淀粉

②再用本尼迪特試劑鑒定，從而探究酶的專一性。①淀粉酶蔗糖酶淀粉酶淀粉酶（2）方案二：用兩種不同酶催化同一種物質(zhì)結(jié)論：酶具有專一性討論：1、1號2號試管作用2、為什么要37℃

保溫15分鐘排除底物本身與本尼迪特的反應(yīng)唾液淀粉酶的最適溫度是37℃1、在不同的溫度下，同一種酶的活性是否會受到影響？2、在不同的pH下，同一種酶其活性是否會改變？請?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你們的假設(shè)哪些因素會影響酶的活性？酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率為酶的活性。三、酶的催化功能受多種條件的影響你該動腦筋了，想想怎么用實(shí)驗(yàn)去探究pH是如何影響酶的活性的？怎么樣才能使你的假設(shè)變?yōu)槭聦?shí)？？1、選擇何種酶作為實(shí)驗(yàn)材料？三組。酸性，中性和堿性3、我要設(shè)計(jì)幾組實(shí)驗(yàn)？選擇幾種pH？應(yīng)該是取材方便易得，成本低，效果好。2、能不能用淀粉和淀粉酶來探究PH對酶活性的影響？提示：淀粉易在酸性條件下水解不能閱讀教材P74活動探究影響酶催化功能的因素——PH對過氧化氫酶的影響實(shí)驗(yàn)步驟：探究pH影響過氧化氫酶活性的實(shí)驗(yàn)裝置新鮮肝臟勻漿的培養(yǎng)皿*注意：放入濾紙片時，濾紙片不要碰到反應(yīng)小室的瓶口閱讀教材P74活動探究影響酶催化功能的因素——PH對過氧化氫酶的影響實(shí)驗(yàn)步驟：記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果pH氣體釋放量觀測指標(biāo)υ/mmol.s-1最適pH0pH酶活性受pH影響示意圖1、pH對酶活性的影響酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)的最適pH。請同學(xué)們自己描述這張曲線圖?。?！每種酶都有自己的最適pH值，高于或低于最適pH值酶的活性都會降低，過高或過低的pH值都會使酶失去活性，且不可恢復(fù)。不同的PH可以有相同的酶活性

一般地，動物體內(nèi)的酶最適pH在6.5－8.0之間；人的胃蛋白酶最適pH在2左右，胰蛋白酶在8左右。植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5－6.5之間；真菌的最適pH為5～6；細(xì)菌最適pH為6.5～7.5；放線菌最適pH為7.5～8.5。1、pH對酶活性的影響酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境pH稱為該酶促反應(yīng)的最適pH。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個溫度時，機(jī)體中酶活性就會大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進(jìn)行了。

人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然只升高1℃，但人已感覺非常沒精神，如果升高到39℃甚至40℃以上且持續(xù)高燒，就出現(xiàn)一系列如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命嚴(yán)重的反應(yīng)，為什么呢？資料酶活性受許多因素的影響設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溫度對酶活性的影響試劑和材料：淀粉溶液、淀粉酶溶液、3%過氧化氫、過氧化氫酶溶液、本尼迪特試劑、碘-碘化鉀溶液、水浴鍋（溫度可調(diào)）若干、試管若干、其他器具均可提供。（試劑等不要求全部使用，自己任選即可）要求：1、實(shí)驗(yàn)步驟要具體完善

2、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、實(shí)驗(yàn)方案可行酶促反應(yīng)速率最快時的環(huán)境溫度稱為該酶促反應(yīng)的最適溫度。2、溫度對酶活性的影響你能描述這張圖的含義嗎？每種酶有自己的最適溫度，在最適溫度下，酶活性最大。低于或高于酶作用的最適溫度，酶活力均會下降高溫使酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，失去活性，無法恢復(fù)；低溫抑制酶活性，但酶空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，可以恢復(fù)

T2最適溫度

T1最適溫度0酶促反應(yīng)速度溫度酶1酶2

不同的酶的最適溫度不同。一般地，動物體內(nèi)的酶最適溫度在35-40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40-50℃之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度多為25℃～37℃。

高溫、低溫、過酸和過堿對酶活性的影響其本質(zhì)相同嗎？

不同，過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。酶適于在0－4℃保存。思考還有哪些因素會影響酶的活性呢？酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機(jī)溶劑、重金屬離子等的影響。如氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑；硫酸銅為其抑制劑。酶的抑制劑競爭性抑制劑：結(jié)構(gòu)與底物相似，與底物競爭酶非競爭性抑制劑：與酶的非活性部位結(jié)合★影響酶促反應(yīng)速率的因素：1、溫度2、pH影響活性變性失活高溫、低溫、PH值變化過高溫、過酸堿★影響酶促反應(yīng)速率的因素：3、酶的濃度酶促反應(yīng)速率酶的濃度底物充足在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比4、底物濃度：酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定當(dāng)酶量一定時，底物濃度在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達(dá)到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化。原因是？酶飽和了2.人在發(fā)高燒時，常常不思飲食，其根本原因時（）A.消化道內(nèi)食物尚未消化B.發(fā)燒使胃腸蠕動減弱C.體內(nèi)的食物殘?jiān)懦鍪茏鐳.高溫使酶的活性減弱1.下列有關(guān)酶的敘述錯誤的是（）A.組成大多數(shù)酶的基本單位是氨基酸B.少數(shù)的酶是RNAC.每種酶都具有高效性，專一性D.酶都具有消化功能課堂鞏固DD3、胃蛋白酶進(jìn)入小腸后就幾乎沒有了催化作用，主要原因是（）

A.pH不合適

B.在胃里發(fā)揮了作用，不能再繼續(xù)起作用了

C.被小腸內(nèi)的物質(zhì)包裹起來，不能起作用了

D.小腸內(nèi)沒有蛋白質(zhì)可被消化4、關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的是（）A、酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催