2022-2023学年浙科版（2019）必修一 3.2 酶是生物催化剂- 课件（44张）

浙科版2019必修1《分子与细胞》第三章细胞的代谢第二节酶是生物催化剂

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胃液中有一种能消化肉的物质。巧妙之处？（1）、斯帕兰扎尼的实验（18世纪末,意大利）一、绝大多数酶是蛋白质1.酶的发现历程以前，人们认为鸟类的胃只能磨碎食物。巴斯德在显微镜下观察到正在发酵的葡萄酒中有活的酵母细胞，发酵过程中酒精的产量与活酵母菌的繁殖量成正比。2、酵母菌与酒精发酵（19世纪）巴斯德的观点：酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。同时代李比希的观点：

酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌活动无关，最多只需酵母菌中某些物质的参与而已。3、毕希纳的实验（1897年，德国，利用无细胞的酵母汁就可以进行酒精发酵）证实促使酒精发酵的是酵母中的某种物质—酿酶，而不是酵母细胞本身。但还没有证明酶的化学本质。1917年-1926年，历时9年时间，从刀豆种子中提取出脲酶（分解尿素）的结晶，并实验证实它是一种蛋白质。4、萨母纳尔脲酶的获得（1926年，美国）小资料：

20世纪80年代，有一种叫RnaseP的酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA构成的，科学家把其中的蛋白质除去，提高了Mg2+的浓度，发现留下来的RNA同样具有催化活性，后来进一步研究发现，某些RNA分子和那些构成酶的蛋白质分子一样，都是效率非常高的生物催化剂。奥尔特曼S.Altman切赫T.R.Cech5、核酶的发现（20世纪80年代初）

美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化作用，称为核酶。一路走来……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，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、探索和争论中前进的，尤其是实验在科学发展中起着举足轻重的作用。酶是什么？生理作用：活细胞催化生化反应进行，是生物催化剂绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA酶是活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质。

2、酶的概念能改变化学反应速度，而本身性质在反应前后不变。产生部位：化学本质：3、酶是生物催化剂：（1）、含义：酶能降低反应所需的能量（活化能），加快化学反应的速率，但不改变反应的平衡点，反应前后质量和化学性质不发生改变，且只能由生物体产生所以酶又叫生物催化剂。（2）、酶的催化机理酶与底物结合，形成酶-底物复合体。酶-底物复合体形状发生改变（底物诱导酶发生形变），降低反应所需能量（活化能），促使反应进行。生成产物后，产物从酶分子上脱落下来，酶分子恢复原状。锁钥学说图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。底物（钥匙）与酶的活性部位（锁孔）结合形成复合体才能发生反应。诱导契合学说反应物常态活跃状态产物同无机催化剂相比酶更能显著的降低反应的活化能，因而与无机催化剂相比效率更高。（适当升高温度加快反应的速率是提供能量）活化能：化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。酶的作用机理酶的作用机理：降低化学反应的活化能。思考：如图，曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

Ⅰ.无酶催化与有酶催化的反应曲线别是

Ⅱ.ca段与ba段的含义分别是

无酶催化条件下反应所需要的活化能、酶降低的活化能Ⅲ.若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，

则b点在纵轴上将

移动。Y、X。向上（3）酶作用的强弱用酶活性表示

例如，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。酶活性的表示：一般指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。酶的催化作用一定是发生在细胞内吗？

活细胞中几乎每一个化学变化都是在酶的催化作用下进行的，很多酶都是在细胞内发挥催化作用。但有些酶要分泌到细胞外，如消化酶。实验原理淀粉(非还原糖)

(还原糖)；蔗糖(非还原糖)葡萄糖(还原糖)＋果糖(还原糖)；还原糖＋本尼迪特试剂

沉淀。1、探究酶的专一性麦芽糖红黄色二、酶的催化功能具有专一性和高效性实验步骤试管1234561%淀粉溶液3mL－3mL－3mL－2%蔗糖溶液－3mL－3mL－3mL新鲜唾液－－－－蔗糖酶溶液－－－－温度处理

℃恒温水浴保温15min本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL水浴加热沸水浴2～3min实验结果实验结论：酶具有1mL1mL1mL1mL不出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀出现红黄色沉淀专一性37实验结果分析：(1)试管1、3、5相互对照，说明淀粉酶能将淀粉催化水解，而蔗糖酶不能；试管2、4、6相互对照，说明蔗糖酶能将蔗糖催化水解，而淀粉酶不能。从而说明一种底物的反应只能被一种酶来催化。(2)试管1、3、4相互对照，说明淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解；试管2、5、6相互对照，说明蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化淀粉水解。从而说明一种酶只能催化一种底物的反应。专一性：由于酶分子的结构，只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应，这就是酶的专一性。想一想酶为什么会具有这样强大的催化能力呢？酶与无机催化剂相比其效果如何呢？问题：酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，哪个催化效率更高？

H2O2H2O+O2过氧化氢酶MnO2资料：H2O2

是细胞中某些化学反应的副产物，具有强的氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶（新鲜的鸡肝匀浆或马铃薯匀浆）可以催化H2O2的分解。鸡肝匀浆二氧化锰点然后无明火的卫生香2.探究酶催化的高效性结论：说明过氧化氢酶比二氧化锰的催化效率高得多。（酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著）

酶具有高效性酶的催化效率是无机催化剂的107－1013

倍橡胶塞橡胶塞催化剂种类（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因变量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？有无关变量需相同且适宜对照原则单一变量原则肝脏研磨液二氧化锰对照实验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，不严密根据酶高效性的曲线回答下列各问题：由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率

；酶只能缩短达到_______所需的间，

(填“改变”或“不改变”)化学反应的平衡点。因此，酶

(填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。更高不改变不能化学平衡材料用具：试管，3%的可溶性淀粉溶液，2%的淀粉酶溶液，碘-碘化钾溶液，沸水、冰块和60℃的水。请指出实验中的自变量和因变量？3.探究温度对酶活性的影响作出假设：酶的催化作用需要适宜的温度。60℃分别保温5分钟2ml3%的淀粉60℃保温5分钟12ml淀粉酶+碘-碘化钾溶液

在温度对酶活性的影响实验中，为什么要在淀粉和淀粉酶混合之前控制好温度？冰水分别保温5分钟冰水保温5分钟2+沸水分别保温5分钟沸水保温5分钟3+2ml3%的淀粉2ml淀粉酶2ml3%的淀粉2ml淀粉酶混合温度对酶活性的影响混合混合能否用本尼迪特试剂进行检测？碘-碘化钾溶液碘-碘化钾溶液

（1）本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。（2）本实验不宜选用本尼迪特试剂鉴定，温度是干扰条件。（3）本实验中要在淀粉和淀粉酶混合之前控制好温度，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。提醒：1.温度升高，反应物分子具有的能量增加，化学反应本身的速度(a)会加快。2.酶分子（蛋白质）本身会随温度的升高而发生热变性。温度升得越高，酶变性的速率越快，甚至完全失活(b)。上述两个因素的综合作用表现为图中曲线（c）。每一种酶在其最适的温度（c）时活性最强结论：酶需要适宜的条件：温度1.实验目的通过实验了解

对

的影响。2.实验原理(1)反应式：2H2O2

。(2)pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用____________________来测量。4.探究pH对过氧化氢酶的影响pH酶活性2H2O＋O2倒置量筒中的气体量3.方法步骤(1)将托盘中水加满。(2)将大小

的8片滤纸片放入培养皿的鲜肝匀浆中(目的是让滤纸片上粘有鲜肝匀浆中含有的

)。(3)将2片滤纸放入反应小室中，使其贴于小室内壁上。(4)如图所示，将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在

面，小心加入pH为

的缓冲液2mL，然后再加入2mL3%的H2O2溶液，切勿使上述混合液接触到贴在内壁上的滤纸片，以防

。相同过氧化氢酶上5.0酶与底物反应(5)将25mL量筒横放于盘中使之灌满水，(若有气泡需赶出)，将筒倒立，使筒口一直处于水中。(6)小心将反应小室平放于盘中水里，保持滤纸片一侧在上方，将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方并扶好。(7)将反应小室小心旋转180°，使

。开始计时，分别在0.5min和1min时，读取

并做好标记，且记录。H2O2溶液接触滤纸片量筒中水面的刻度(8)收集pH6.0、pH7.0、pH8.0条件下，反应小室中产生的气体量。反复冲洗反应小室后（每次实验后，先用水充分冲洗反应小室，然后用相应的缓冲液再冲洗一遍），重复上述步骤，测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0条件下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。（也可以用多套装置)实验装置分析(1)本实验的自变量为pH，为观察pH的改变对酶活性的影响，应该设置具有一定梯度的多组不同的pH条件。(2)本实验的检测指标为气体产生量的多少，以此反映酶活性的高低。故将量筒灌满水倒置于托盘中，以排出量筒内的空气，保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。(3)实验开始前反应小室状态如图A所示，不能让滤纸片在小室下方。(4)提高温度能加速过氧化氢分解，故图B托盘中加入清水，使小室处于恒温，即保持在室温。(5)实验中要测量氧气体积，故不能用试管代替量筒收集气体。最适PH值v/mmol.s-10酶的活性受PH值的影响不同的酶最适的pH