3.2酶是生物催化剂课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版必修1

第三章 细胞的代谢 第二节 酶是生物催化剂 材料：金属笼、肉、鹰 胃液中有一种能消化肉的物质 一段时间 鹰吞食金属笼的实验 1783年 斯帕兰扎尼： 酶的发现历程 巴斯德 微生物学家 证实发酵过程酒精产量与活酵母菌的繁殖量成正比，认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果， 主要强调细胞的整体作用。 李比希 化学家 认为发酵仅仅是一种化学反应， 与酵母菌的活动无关， 最多只需要酵母菌中某种物质的参与而已。 1783年 1836年 1857~1869年 1897年 1917~1926年 1971年 斯帕兰扎尼“鹰吞食金属笼”实验 施万证明胃的化学消化、研究酒精发酵 巴斯德和李比希关于酒精发酵的争论 毕希纳用酵母提取液做发酵实验 萨姆纳尔：脲酶是蛋白质 切赫、奥特曼： 少数酶是RNA 常见有机化学反应的条件 高温 高压 强酸 强碱 剧烈条件 细胞内有机化学反应的特点 反应缓慢 反应过程复杂 对反应条件要求高 细胞内外的环境 温和 常温 常压 水溶液环境 pH接近中性 6 细胞的代谢为什么能在温和的条件下有序而高效的进行？ 酶的催化 酶 酶的化学本质是？ 酶在哪里产生？ 酶的作用是什么？ 请列举你知道的酶... 阅读书本p70 Jin (J) - 消化酶：唾液淀粉酶、胃蛋白酶等 溶酶体内水解酶 光合酶 呼吸酶 …… 水解酶：大分子 多个小分子 合成酶：多个小分子 大分子 酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。 （来源） （功能） （化学本质） 酶 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 合成场所 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 生理功能 具有生物催化作用 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核、细胞质、线粒体、叶绿体(真核生物) 酶的定义： 酶是由 产生的具有 作用的有机物， 绝大多数酶是 ，少部分酶是 。 酶是由 活细胞 产生的具有 催化 作用的有机物， 绝大多数酶是 蛋白质 ，少部分酶是 RNA 。 酶促反应: 由酶催化的化学反应称为酶促反应 底物: 受酶催化而发生化学反应的分子叫底物（反应物） “锁和钥匙”模型 底物分子可进行化学反应的部位与酶蛋白上具有催化能力的必需集团（活性中心）之间， 在结构上是紧密互补的，就如同一把钥匙开一把锁那样。 酶是如何促进化学反应的？ 诱导契合模型 当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导， 其构象发生有利于底物结合的变化， 酶与底物在此基础上相互契合，发生反应。 X—射线衍射分析已证明酶与底物结合时，酶分子确实有显著的构象改变。 酶是如何促进化学反应的？ 酶是如何促进化学反应的？ 思考： 1、图中是合成酶还是水解酶？ 2、酶是否发生形变，酶失活了吗？ 3、在化学反应过程中酶是否提供能量？ 酶与底物结合，形成酶-底物复合物，这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落。同时酶分子恢复原状，可以重新与底物结合，继续下一轮的反应。 能量 反应物 生成物 活跃状态 活化能 酶的作用原理 酶的作用原理：降低反应的活化能。 a b c d 反应过程 能量 初态 （反应物） 终态 （产物） 活跃状态 ① ①没有酶催化 ②酶催化 ② 1g蔗糖酶在1min内使多少克蔗糖水解，就代表蔗糖酶的活性是多少。 酶活性：单位质量的酶在单位时间内消耗的底物的量或产物的生成量。 酶活性 辅酶（71页小资料） 酶的催化功能具有什么特性呢？ 专一性 实验材料 实验自变量 实验步骤 观察指标 不同底物，同一种酶 不同种酶，同一底物 任务二：探究酶催化功能的特性 淀粉在0.3%的NaCl中溶解度最大 Na+对淀粉酶有激活作用 因为唾液淀粉酶的最适温度是37℃ 无现象 无现象 无现象 无现象 红黄色 红黄色 步骤2~3可以检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂能否发生特异性颜色反应 实验结论：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） 酶的催化功能具有什么特性呢？ 高效性 实验材料 实验自变量 实验步骤 观察指标 无机催化剂 VS 酶 实验步骤： 1 2 取两支试管，编号后各加入2%的过氧化氢溶液3mL 2%的过氧化氢溶液3mL 2%的过氧化氢溶液3mL 2. 1号试管中加入新鲜的鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许，将试管口塞上橡胶塞（注意：试管口不要对着人） 1 鸡肝匀浆或马铃薯匀浆 含有大量的过氧化氢酶，且活性高 新鲜土豆 新鲜鸡肝 3. 2号试管中加入二氧化锰少许，将试管口塞上橡胶塞 2 二氧化锰 或者氯化铁 4. 观察两支试管中发生的变化 2 1 5. 打开两支试管的橡胶塞，将点燃后无明火的卫生香放在试管口处，观察现象 2 1 气泡产生较明显 卫生香复燃明显 结论：酶的催化作用相较于无机催化剂催化作用强，具有高效性。 观测指标： 气泡产生速率、 卫生香复燃程度 如果本实验中鸡肝或马铃薯块茎没有被制成匀浆，你认为实验结果是否与本实验相同，为什么?没有制成匀浆的肝脏或马铃薯块茎，其过氧化氢酶主要存在于细胞中。 如果将肝脏或马铃薯块茎煮熟，过氧化氢酶将由于高温而失去活性。 生成物的量 时间 1. 酶促反应与无酶反应的相应曲线 0 任务三：画出酶促反应的相关曲线 （1）在某一时间后，生成物的量不再增加的原因？ （2）将酶浓度提高，曲线将如何变化？ 底物消耗完 酶浓度 （底物充足） 2.底物浓度（酶量一定）、酶浓度（底物充足）对酶促反应速率影响的曲线 0 反应速率 底物浓度 （酶量一定） 0 反应速率 任务三：画出酶促反应的相关曲线 （1）在某一底物浓度后，反应速率不再增加的原因是？ （2）若提高酶浓度，曲线将如何变化？ 温度对酶活性的影响 曲线a：温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快； 曲线b：酶是蛋白质，酶分子随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性，升到一定温度，酶就完全失去活性； 曲线c：两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度。 　　　 1.温度：酶的活性受温度的影响 不同的酶最适的温度不同; 每一种酶在其最适的温度时活性最强 最适温度 v/mmol.s-1 t/℃ 0 影响酶作用的因素 酶的催化功能受多种条件的影响 1.温度：酶的活性受温度的影响 温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速度加快 酶是蛋白质，酶分子本身会随温度升高而发生空间结构改变，导致热变性 最适温度 v/mmol.s-1 t/℃ 0 影响酶作用的因素 低温抑制酶活性，酶要低温保存 影响酶作用的因素 1.温度：酶的活性受温度的影响 低温抑制活性，是可逆的， 高温活性丧失，是不可逆的，因为空间结构发生了改变 最适温度 v/mmol.s-1 t/℃ 0 √ × 影响酶活性的因素——pH 32 影响酶作用的因素 2. pH值：酶的活性受PH值的影响 过酸或者过碱都会导致灭活，是不可逆的， 也是因为酶的空间结构被破坏了。 最适PH值 v/mmol.s-1 0 × × 物质代谢中的酶       ①淀粉酶：唾液淀粉酶、胰淀粉酶和肠淀粉酶。 ②麦芽糖酶：胰麦芽糖酶和肠麦芽糖酶。 ③脂肪酶：胰脂肪酶和肠脂肪酶。 ④蛋白酶：胃蛋白酶（需要酸性条件下才能发挥作用）和胰蛋白酶。 蛋白酶破坏了蛋白质的空间结构，可催化蛋白质水解成多肽。 ⑤肽酶：肠肽酶。它破坏了肽键，可催化多肽水解成氨基酸。 ⑥转氨酶：催化蛋白质代谢过程中的转氨基作用。 此外，还有光合作用有关的酶、呼吸氧化酶等。 影响酶活性的因素-调节剂 活性位点有 两个关键的氨基酸 参与催化淀粉的水解 35 Cl- 淀粉分子 活性位点 空间结构 活性位点 空间结构 2个氨基酸 的R基 36 影响酶活性的因素-调节剂 Cl-离子是唾液淀粉酶的激活剂 淀粉 淀粉+酶 淀粉+酶+Cl- 37 活性 位点 活性位点 空间结构 改变 重金属离子Hg2+中毒抑制酶的作用 38 探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置 阅读教材P75活动 “探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响” 实验步骤： 1.水槽加水至快满为止 新鲜肝脏匀浆的培养皿 *注意： 放入滤纸片时，滤纸片不要碰到反应小室的瓶口 2.取大小相同的8片滤纸片放在盛有新鲜肝脏匀浆的培养皿中浸泡1min，然后用镊子夹起滤纸片，贴靠在培养皿上，是多余的匀浆流尽 3.将两片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上 pH5.0的缓冲液2mL + 2mL3%的过氧化氢溶液 *注意： 加入溶液时，切勿使溶液接触贴在内壁上的滤纸片 *每隔30s读取量筒中水平面的刻度一次，共进行4次，记录结果 测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下 过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量 2、 过氧化氢酶量 ph准确度 反应时间计数 操作失误 3、调小ph梯度 应用-多酶片的秘密 1、多酶片中含有哪些酶？它们的化学本质是什么？ 2、每片中酶含量并不多却可以促进消化，为什么？ 4、为什么胰酶在内层，胃蛋白酶在外层？可以反一下吗？ 3、服用多酶片能否咬碎后吞服？ $$