3.2酶是生物催化剂ppt课件-(新教材)2019新浙科版高中生物必修一(01).ppt
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1、第三章第三章 细胞的代谢细胞的代谢第第2 2节节 酶是生物催化剂酶是生物催化剂体外剧烈氧化体外剧烈氧化体内温和氧化体内温和氧化两者有什么不同之处?两者有什么不同之处?生物体内有酶存在生物体内有酶存在本节要点本节要点酶是什么酶是什么酶的作用原理酶的作用原理酶活性酶活性胃液中一定存在胃液中一定存在能消化肉块的物质能消化肉块的物质酶的本质酶的本质巴斯德在发酵的葡萄酒中观察到活的酵母细胞巴斯德在发酵的葡萄酒中观察到活的酵母细胞酶的本质酶的本质巴斯德的观点:巴斯德的观点: 李比希的观点:李比希的观点: 酶的本质酶的本质证实促使酒精发酵的是酵母中的某种物质证实促使酒精发酵的是酵母中的某种物质酿酶,而不是酵
2、母细胞本身。但是,毕希纳酿酶,而不是酵母细胞本身。但是,毕希纳无法直接对酶的本质进行鉴定。无法直接对酶的本质进行鉴定。酶的本质酶的本质酶的本质酶的本质小资料: 20世纪世纪80年代,有一种年代,有一种叫叫RnaseP的酶,是由的酶,是由20%的蛋白质和的蛋白质和80%的的RNA构成的,科学家把构成的,科学家把其中的蛋白质除去,提其中的蛋白质除去,提高了高了Mg2+的浓度,发现的浓度,发现留下来的留下来的RNA同样具有同样具有催化活性,后来进一步催化活性,后来进一步研究发现,某些研究发现,某些RNA分分子和那些构成酶的蛋白子和那些构成酶的蛋白质分子一样,都是效率质分子一样,都是效率非常高的生物催
3、化剂。非常高的生物催化剂。 奥尔特曼奥尔特曼S.AltmanS.Altman切赫切赫T.R.CechT.R.Cech 美国科学家切赫和奥美国科学家切赫和奥特曼发现特曼发现少数少数RNA也也具有生物催化作用,具有生物催化作用,称为称为核酶。核酶。酶的本质酶的本质 生理作用生理作用: 活细胞活细胞催化生化反应进行,是生物催化剂催化生化反应进行,是生物催化剂绝大多数酶是蛋白质,少数酶是绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNARNA产生部位产生部位:化学本质:化学本质:作用部位作用部位: 细胞内外细胞内外酶的本质酶的本质酶为什么会具有这样强大的催化能力呢?酶为什么会具有这样强大的催化能力呢?酶酶底物复合物学
4、说认为底物复合物学说认为:酶在催化某一底物酶在催化某一底物时,先与底物结合成一种不稳定的复合产物。时,先与底物结合成一种不稳定的复合产物。这种复合产物极为活泼,很容易发生化学反应这种复合产物极为活泼,很容易发生化学反应而变成反应产物,并且放出酶。而变成反应产物,并且放出酶。酶的作用原理酶的作用原理从这原理中可知酶催化作用有什么性质?从这原理中可知酶催化作用有什么性质?底物:受酶催化而发生化学反应的物质。底物:受酶催化而发生化学反应的物质。酶酶-底物复合物学说底物复合物学说酶的作用原理酶的作用原理 一种酶只能催化一种底物或少数几种一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应,就是酶的专一性。相
5、似底物的反应,就是酶的专一性。淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 酶酶1蔗糖蔗糖 葡萄糖果糖葡萄糖果糖 酶酶2(还原性糖)(还原性糖)(还原性糖)(还原性糖)实验一实验一(1 1)方案一:用同一种酶催化两种不同物质)方案一:用同一种酶催化两种不同物质 淀粉(非还原糖)淀粉(非还原糖) 麦芽糖(还原糖)麦芽糖(还原糖) 蔗糖(非还原糖)蔗糖(非还原糖) 蔗糖蔗糖 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后,再用本用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后,再用本尼迪特试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀生成来尼迪特试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索酶的
6、专一性。酶的专一性。 淀粉(非还原糖)淀粉(非还原糖) 麦芽糖(还原糖)麦芽糖(还原糖) 淀粉(非还原糖)淀粉(非还原糖) 淀粉淀粉 再用本尼迪特试剂鉴定,从而探究酶的专一性。再用本尼迪特试剂鉴定,从而探究酶的专一性。淀粉酶蔗糖酶淀粉酶淀粉酶(2 2)方案二:用两种不同酶催化同一种物质)方案二:用两种不同酶催化同一种物质第一步:第一步: 1ml 水水 水水 水水 淀粉酶淀粉酶 淀粉酶淀粉酶 1 1、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 1 2 3 4 5第二步:第二步: 3ml 淀粉淀粉 蔗糖蔗糖 淀粉酶淀粉酶 淀粉淀粉 蔗糖蔗糖 第三步:第三步: 各试管充分摇匀后,各试
7、管充分摇匀后,37 保温保温15分钟分钟第四步:第四步: 各试管加各试管加2ml本尼迪特试剂本尼迪特试剂1 2 3 4 5实实验验结结果果结论:淀粉酶分解淀粉,不分解蔗糖结论:淀粉酶分解淀粉,不分解蔗糖 1 2 3 4 5淀粉本淀粉本蔗糖本蔗糖本淀酶本淀酶本淀酶淀粉本淀酶淀粉本淀酶蔗糖本淀酶蔗糖本第一步:第一步: 1ml 水水 水水 水水 淀粉酶淀粉酶 蔗糖酶蔗糖酶 2 2、探究蔗糖酶和淀粉酶对蔗糖的作用、探究蔗糖酶和淀粉酶对蔗糖的作用 1 2 3 4 5第二步:第二步: 3ml 蔗糖蔗糖 淀粉酶淀粉酶 蔗糖酶蔗糖酶 蔗糖蔗糖 蔗糖蔗糖 第三步:第三步: 各试管充分摇匀后,各试管充分摇匀后,3
8、7 保温保温15分钟分钟第四步:第四步: 各试管加各试管加2ml本尼迪特试剂本尼迪特试剂1 2 3 4 5实实验验结结果果结论:蔗糖酶分解蔗糖,淀粉酶不分解蔗糖结论:蔗糖酶分解蔗糖,淀粉酶不分解蔗糖 1 2 3 4 5蔗糖蔗糖+本本淀粉酶本淀粉酶本蔗酶本蔗酶本淀酶蔗糖本淀酶蔗糖本蔗酶蔗糖本蔗酶蔗糖本结论:酶具有专一性结论:酶具有专一性讨论:讨论:1、1号号2号试管作用号试管作用2、为什么要、为什么要37 保保 温温15分钟分钟排除底物本身与本排除底物本身与本尼迪特的反应尼迪特的反应唾液定粉酶的最是唾液定粉酶的最是温度是温度是372、酶催化的、酶催化的高效性高效性CO2 + H2O H2CO3每
9、个碳酸酐酶分子每秒能够催化每个碳酸酐酶分子每秒能够催化6 610105 5个个COCO2 2,比非酶(无机催化剂)反应快比非酶(无机催化剂)反应快10107 7倍。倍。实验原理实验原理1 1:H H2 2O O2 2在体外可被无机催化剂在体外可被无机催化剂FeFe3+3+分解分解为为H H2 2O O和和O O2 2,在体内可被,在体内可被H H2 2O O2 2酶分解为酶分解为H H2 2O O和和O O2 2实验原理实验原理2 2: H H2 2O O2 2酶可从动植物体内获得酶可从动植物体内获得-新鲜的肝脏或马铃薯新鲜的肝脏或马铃薯实验原理实验原理3 3 :每滴:每滴FeClFeCl3
10、3溶液中的溶液中的FeFe3+3+数,大约数,大约是肝脏研磨液中是肝脏研磨液中H H2 2O O2 2酶分子数的酶分子数的2525万倍万倍实验二:酶的催化效率实验二:酶的催化效率实验实验2 2试管试管序号序号H2O2溶液溶液肝脏研肝脏研磨液磨液FeCl3溶液溶液观察单位时间内氧气的生观察单位时间内氧气的生成量成量12ml2滴滴22ml2滴滴1.该实验说明了什么,能得出什么结论?该实验说明了什么,能得出什么结论?酶具有高效性酶具有高效性2. 实验时,对实验材料实验时,对实验材料-肝脏的选择有什么肝脏的选择有什么要求?为什么要将肝脏制备为研磨液?要求?为什么要将肝脏制备为研磨液?多,能使带火星的卫
11、生香复燃多,能使带火星的卫生香复燃不能复燃不能复燃新鲜的;增大接触面积,加快反应速率新鲜的;增大接触面积,加快反应速率酶的名称酶的名称 最适最适pH过氧化氢酶(肝)过氧化氢酶(肝)6.8唾液淀粉酶(口腔)唾液淀粉酶(口腔)6.8脂肪酶(小肠)脂肪酶(小肠)8.3胰蛋白酶(小肠)胰蛋白酶(小肠) 8.0 9.0胃蛋白酶(胃)胃蛋白酶(胃) 1.5 2.2酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响(1 1)pHpH值对酶活性的影响:值对酶活性的影响:不同的酶不同的酶最适最适pH不同,一般酶的最适不同,一般酶的最适pH值值在在48之间之间过酸和过碱会使酶的过酸和过碱会使酶的空间结构空间结构遭到破坏
12、遭到破坏酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响(1 1)实验原理)实验原理 2 2H H2 2O O2 2 2 2H H2 2O O+ +O O2 2 pHpH可影响酶活性,从而影响可影响酶活性,从而影响O O2 2的产生量,的产生量, 据据O O2 2产生量的多少可判断产生量的多少可判断pHpH对酶活性的影响。对酶活性的影响。 (2 2)实验程序)实验程序过氧化氢酶步步骤骤实验操作实验操作内容内容试管试管1 1试管试管2 2试管试管3 31 1注入等量过氧化注入等量过氧化氢酶溶液氢酶溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴2 2注入不同注入不同pHpH的溶液的溶液1 mL1 mL蒸蒸馏水馏水
13、1 mL1 mL盐酸盐酸1 mL1 mLNaOHNaOH探究:探究:pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响 实验程序中实验程序中2 2、3 3步一定不能颠步一定不能颠 倒,否则倒,否则 实验失败。实验失败。 3 3注入等量的注入等量的H H2 2O O2 2溶液溶液2 2 mLmL2 2 mLmL2 2 mL mL4 4观察现象观察现象有大量气有大量气泡产生泡产生无气泡无气泡产生产生无气泡无气泡产生产生提醒提醒酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响 霍乱是一种烈性传染病,为霍乱弧菌所致,曾在霍乱是一种烈性传染病,为霍乱弧菌所致,曾在世界上引起多次
14、大流行,死亡率甚高。世界上引起多次大流行,死亡率甚高。 霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖,同时产生霍乱弧菌通过人的肠粘膜并大量繁殖,同时产生肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水,血容肠毒素引起剧烈腹泻造成迅速而严重的脱水,血容量明显减少,因而出现微循环衰竭,使细胞得不到量明显减少,因而出现微循环衰竭,使细胞得不到钾、钠、钙、氯离子,导致肌肉痉挛;钾、钠、钙、氯离子,导致肌肉痉挛;细胞得不到细胞得不到碳酸氢根离子而导致细胞内碳酸氢根离子而导致细胞内pH值发生较大的改变,值发生较大的改变,酶活性即相应大大降低,严重的会出现代谢性酸中酶活性即相应大大降低,严重的会出现代谢性酸中毒,最终病人肾功能衰
15、竭,休克、死亡。毒,最终病人肾功能衰竭,休克、死亡。人体大量人体大量出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理;婴幼出汗、腹泻都要相应地补充水就是这个道理;婴幼儿自身调节能力差,婴幼儿腹泻常常引起严重后果,儿自身调节能力差,婴幼儿腹泻常常引起严重后果,就是这个道理。就是这个道理。 酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响人体中酶的最适温度一般为人体中酶的最适温度一般为37,当人体体温,当人体体温高于或低于这个温度时,机体中酶活性就会大高于或低于这个温度时,机体中酶活性就会大大降低,细胞内的各种生物化学反应不能正常大降低,细胞内的各种生物化学反应不能正常进行了。进行了。 人的正常体温是人的正常体
16、温是37,体温升高到,体温升高到38,虽然只升,虽然只升高高1,但人已感觉非常没精神,如果升高到,但人已感觉非常没精神,如果升高到39甚甚至至40以上且持续高烧,就出现一系列如昏睡、昏以上且持续高烧,就出现一系列如昏睡、昏迷、惊厥、甚至危及生命严重的反应,为什么呢?迷、惊厥、甚至危及生命严重的反应,为什么呢?酶活性受许多因素的影响酶活性受许多因素的影响设计实验验证温度对酶活性的影响设计实验验证温度对酶活性的影响试剂和材料:淀粉溶液、淀粉酶溶液、试剂和材料:淀粉溶液、淀粉酶溶液、3%过氧化氢、过氧化氢、过氧化氢酶溶液、本尼迪特试剂、碘过氧化氢酶溶液、本尼迪特试剂、碘-碘化钾溶液、碘化钾溶液、水浴
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