(共71张PPT)
多酶片,它所含的多种消化酶会增加人的消化能力
酸奶,用的是乳酸菌内的酶,可以把牛奶中的营养成分变成可口的乳酸
加酶洗衣粉添加进蛋白酶后大大增强了去污能力
学习目标
1、说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。
2、进行有关的实验和探究,学会控制自变量(X),观察和检测因变量(Y)的变化,以及设置对照组和重复实验。
3、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
第三章 细胞的代谢
第三节 酶
新陈代谢(细胞代谢): 活细胞中全部有序的化学变化的总称。
因为有酶的催化作用,生物体内各个化学反应能在常温常压下,有条不紊地进行。
新陈代谢离不开酶的催化作用
观点:人们一直认为胃只有物理性消化,而没有化学性消化。
一、酶的发现
提出问题:究竟有没有化学性消化?
1.为什么把肉放入金属笼内?
2.是什么物质使肉块消失了?
避免鹰胃对肉进行物理性消化。
胃内的化学物质将肉块分解了。
斯帕兰扎尼研究鹰对肉的化学性消化
实验的一般设计思路
有化学性消化
作出假设
提出问题
设计实验
得出结论
胃除了物理性消化,还有化学性消化吗
验证假设
胃内有一种能消化肉的物质。
巴斯德(法)
李比希(德)
PK
一、酶的发现
酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
酒精发酵与酵母菌中的某种物质有关
发酵
酵母提取液
酵母
毕希纳(德)
结论:引起酒精发酵的是酵母菌细胞中的某种物质-酶。
酶的本质
酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物。
绝大数酶是蛋白质,极少数特殊的酶是RNA(核酶)。
对于酶的本质的探索
1926年,美国科学家萨姆纳尔从刀豆种子中提取出脲酶的结晶,并且通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质(1935年诺贝尔化学奖) 。而后,科学家相继提取出多种酶的结晶,都证实是蛋白质。
20世纪80年代, 美国科学家切赫和阿尔特曼发现极少数RNA也有生物催化作用(1989年诺贝尔化学奖) 。
(来源)
(功能)
(本质)
1下列有关酶的正确叙述是:
a、是有分泌功能的细胞产生的
b、有的从食物获得,有的在体内转化而来
c、凡是活细胞都能产生酶
d、酶多数是蛋白质
e、有的酶是蛋白质,有的是固醇
f、酶在代谢中有多种功能
g、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用
h、酶只是起催化作用
I 酶只在细胞内发挥作用
A、cdh B、abe C、cfg D、agh
A
2.同一个体内的各类活细胞所含有的酶( )
A、种类有差异,数量相同
B、种类有差异,数量不同
C、种类无差异,数量相同
D、种类无差异,数量不同
B
3.细胞内合成酶的主要的场所是( )
A.细胞质 B. 线粒体
C.核糖体 D. 内质网
C
初态
终态
过渡态
C + O2 = CO2
点燃
活化能(EA)
活化能:分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。
二、酶是生物催化剂
酶的催化原理——降低化学反应的活化能
条件 活化能(kj/mol)
没有催化剂催化 75
用胶态铂催化 54
用过氧化氢酶催化 29
1、酶的催化机理
底物与酶结合形成复合体,酶上的结合部位在结构上与底物互补以致底物与酶吻合,正如钥匙和锁吻合一样。该学说很好解释了酶的专一性。
酶的“锁和钥匙”学说
2、酶的特性
思考:我们反复咀嚼米饭会马上觉得甜,而塞进牙缝的肉丝过了两天还没消化。为什么?
人吃饭,如果人体内没有酶的话,一碗饭从消化到吸收的过程需要50年的时间才能够完成。
酶的催化效率是无机催化剂的107-1013 倍
探究酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,哪个效率更高?
实验结论:
蛋白酶的化学本质是蛋白质
注意:有些酶的化学本质是RNA!
催化剂种类(过氧化氢酶与MnO2)
1.两支试管在处理上有什么区别?
2.实验结果有什么不同?
气泡产生的多少,卫生香的燃烧情况不同
自变量(X)
因变量(Y)
3.两支试管的区别是催化剂种类不同,如果两试管的过氧化氢溶液的体积也不同,对实验结果有影响吗?
有
无关变量
对照原则
单一变量原则
肝脏研磨液
二氧化锰
4.该实验中为什么选用两支试管?如果只用1号试管能否证明酶具有高效性?
没有对比性,不严密
对照组:空白对照、条件对照、自身对照、相互对照
实验组:
A
实验结论:
酶具有催化作用
实验二:探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
材料用具: 稀释200倍的新鲜唾液,质量分数为2%的蔗糖溶液,溶于质量分数为0.3%NaCl溶液中的淀粉溶液(其中淀粉含量为1%),本尼迪特试剂,水浴锅,量筒,试管,试管架等。
实验原理: 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)。还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应,生成红黄色沉淀。
请根据给出的材料用具,设计实验步骤并预测实验结果
自变量
因变量
底物的不同
底物是否被分解
如何检测?
实验结论:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解。
酶具有专一性
(一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应)
1 2 3 4 5
1%淀粉溶液 3mL - - 3mL -
2%蔗糖溶液 - 3mL - - 3mL
新鲜唾液 - - 1mL 1mL 1mL
温度处理 37°C恒温水浴15分钟
本尼迪特试剂 2mL 2mL 2mL 2mL 2mL
水浴加热 沸水浴2-3分钟
实验结果
无现象
无现象
无现象
无现象
红黄色
目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。
每一种酶只能催化 化学反应。
细胞代谢能够有条不紊地进行,与酶的 是分不开的。
酶具有专一性
一种或一类
4000
专一性
1.能够使唾液淀粉酶水解的是( )
A.淀粉酶 B.脂肪酶
C.蛋白酶 D.肽酶
C
B
学以致用
2.淀粉酶能使淀粉在很短的时间内水解成麦芽糖,而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶具有( )
A.高效性和多样性 B.高效性和专一性
C.专一性和多样性 D.稳定性和高效性
纤维素酶在植物细胞工程方面有广泛的应用,你认为用下列哪种生物提取纤维素酶比较合理
A.发酵酵母
B.在枯木上生长的霉菌
C.高等植物细胞
D.乳酸菌
B
雕牌加酶洗衣粉包装袋上
印有以下资料:
成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%.
用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳.切勿用60℃以上的热水.注意,切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手.
根据以上内容,你能推测出酶的活性受哪些因素的影响吗 如何设计实验来证明呢?
展开想象的翅膀
1号试管
淀粉溶液
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
2号试管
3号试管
加入唾液淀粉酶1mL,振荡反应约5min
试管各加入2mL淀粉溶液
蓝色
0℃冰水浴
水浴加热至100℃
水浴加热至
37℃
各加入两滴碘液
振荡
无明显现象
酶需要适宜的温度,过高或过低都
会影响酶的活性
蓝色
探究温度对淀粉酶活性的影响
如果加入的不是碘液,而是本尼迪特试剂,可不可以?
为探究温度对酶活性的影响,进行了如下实验设计:
①取3支试管各注入2 mL 淀粉溶液并编号为A、B、C,另取3支试管各注入l mL淀粉溶液并编号为A’、B’、C’
②向各试管滴一滴碘液
③将试管A、A’;B、B’;C、C’分别放在60℃的热水、沸水和冰块中维持温度5 min
④将A’、B’、C’的淀粉酶溶液分别注入A、B、C三支试管中并振荡且继续维持相应温度5 min
⑤观察实验现象
最合理的实验顺序是
A.①→②→③→④→⑤ B.①→③→②→④→⑤
C.①→③→④→②→⑤ D.①→④→②→③→⑤
1、温度
酶的作用受许多因素影响
在最适温度下,酶的活性最高,温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
本次实验你得出的结论是什么?
高温,低温都降低了酶的活性
如何找到酶活性最高时的最适温度?
设置温度梯度
在合适的条件下将肉块和蛋白酶放到一起
疑问:60℃时,为什么肉块长时间不能被分解?
化学试剂商店出售的α-淀粉酶 ,最适温度为50-75℃
而唾液淀粉酶最适温度为37℃左右。
α-淀粉酶和唾液淀粉酶的最适温度不同
下图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放入两个试管,然后将两试管放入同一水浴(温度用T℃表示)中持续15 min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验,并记录在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表:关于该实验的下列叙述中,错误的是
A.该实验说明酶的活性受温度的影响
B.将A内混合物加温到40 ℃会发生凝乳
C.据表推测凝乳酶的最适温度约为40℃
D.将F内混合物降温到40℃必定会发生凝乳
关于该实验的下列叙述中,错误的是
D
2、pH
酶的作用受许多因素影响
在最适pH下,酶的活性最高, PH偏高或偏低酶的活性都会明显降低。
1号试管
实验步骤 一
二
三
四
实验现象
结论
2号试管
3号试管
加2ml蒸馏水
3支试管各加入1mL唾液淀粉酶溶液
红黄色沉淀
各加入2ml淀粉溶液,并在37 ℃下水浴
3支试管分别加入2ml本尼迪特试剂,边加 变边振荡,沸水浴2min,观察颜色变化
无明显变化
无明显变化
探究pH对淀粉酶活性的影响
加2mlHCl
加2mlNaOH
酶需要适宜的PH值,过高或过低都
会影响酶的活性
胃蛋白酶的最适PH
胰蛋白酶的最适PH
不同酶的最适PH可能不同
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 1.5~2.2
2将胃液的PH从10降到2的过程中,胃液中胃蛋白酶的活性的变化是
A 一直上升 B 没有变化
C 先升后降 D 先降后升
B
高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗?
不同,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
1.人在发高烧时,常常食欲大减,最根本的原因是
A.所吃食物不能消化
B.胃没有排空
C.体温超过合适温度,消化酶的活性下降
D.吃药使人没有了胃口
C
3、酶的浓度:反应速率随酶浓度的升高而加快。
酶促反应速率
酶的浓度
酶的作用受许多因素影响
(底物充足时)
4、底物浓度:在一定浓度范围内,反应速率随浓度的升高而加快,但达到一定浓度,反应速率不再变化
酶促反应速率
底物浓度
受酶量限制
酶的作用受许多因素影响
(酶一定)
右图表示某反应物
剩余量随pH及温
度的变化情况,
正确的是 ( )
A、该酶的最适温度是37oC
B、随着pH的升高,酶的活性先降低后升高
C、随着温度的升高,酶的最适pH不变
D、随着温度的升高,酶的活性逐渐降低
C
3、将乳清蛋白,淀粉,胃蛋白酶,唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内,调整PH至2.0,保存在37摄氏度的温水内,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、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽
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、水
A
自我检测.(6分)下列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点所对应的温度称 。
(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,20分钟后取出转入37℃的水浴锅中保温,两试管内反应分别应为:甲 , 乙 。
最适温度
高温破坏了酶的结构,酶活性下降或失活
酶的数量有限
反应的速度加快
无反应
自我检测.(6分)下列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:
(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
C
图示中表示某种动物消化酶的催化反应速度与温度之间关系的曲线是 … ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
(09宁夏)下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重
B
(09广东生物) 水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质
A、在4°C条件下易变性
B、只含有C、H
C、也能催化淀粉合成
D、含有羧基
D
学以致用
3. 有一种酶催化反应P+Q→R。右图中实线表示在没有酶时此反应的进程。在t1时,将催化此反应的酶加于反应混合物中。图中表示此反应进行过程的曲线是( )([P]、[Q]、[R]分别代表P、Q、R的浓度)
A、 曲线A
B、 曲线B
C、 曲线C
D、 曲线D
C
t1
酶的发现和酶本质的探索
18世纪末 斯帕兰扎尼 喂食鹰实验
19世纪,巴斯德和李比希的争论
1897年,毕希纳的重大发现
1926年,美国萨母纳尔得到脲酶结晶(蛋白质)
20世纪80年代初,发现核酶(RNA)
科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进,尤其是实验在科学发展中起着举足轻重的作用。
《水浒》第三回 鲁提辖拳打镇关西
面对鲁智深的苛刻要求,你能做到吗?
一激:要十斤精肉,切做臊子,不要见半点肥的在上面。
对策:用脂肪酶,就能只剩精肉,去掉肥肉
二激:再要十斤都是肥的,不要见些精的在上面,也要切做臊子。
对策:用蛋白酶,就能只剩肥肉,去掉精肉
三激:再要十斤寸金软骨,也要细细地剁做臊子,不要见些肉在上面。
对策:两酶一起用,去掉肥肉和精肉,只剩骨头
二、酶是生物催化剂
催化剂的原理:降低活化能
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
条件 活化能(kj/mol)
没有催化剂催化 75
用胶态铂催化 54
用过氧化氢酶催化 29
“化学反应原理”模块 影响化学反应速率的因素