浙科版高中生物必修一第3章第3節(jié)-酶 (共48張PPT)

第 三 節(jié) 酶 新 采 摘 的 玉 米 放 在 沸 水 中 浸 泡 一 段 時 間 后 再 保 存 ，甜 味 可 保 留 較 長 一 段 時 間 ， 如 果 采 摘 后 放 在 35 40 下 ， 甜 味 消 失 得 很 快 ； 如 果 采 摘 后 馬 上 放 入 冰 箱 中 冷藏 ， 可 使 甜 味 的 保 持 時 間 延 長 。 請 思 考 ： 1.玉 米 采 摘 后 放 在 35 40 條 件 下 甜 味 為 什 么很 快 消 失 ？ 2.沸 水 浸 泡 或 放 入 冰 箱 后 為 什 么 能 減 少 分 解 反 應 的發(fā) 生 ？閱 讀 思 考 ： 看書填空： 酵 母 細 胞 研 磨 加 水 攪 拌 加 壓 過 濾無 細 胞 的 酵 母 汁 加 入 葡 萄 糖過 程 ：現(xiàn) 象 ： 冒 出 氣 泡資 料結 論 ： 促 使 酒 精 發(fā) 酵 的 是 酵 母 中 的 某 種 物 質 ,而不 是 酵 母 菌 本 身 .科 學 在 不 斷 地 觀 察 、 實 驗 、 探 索 和 爭 論 中 前 進 ，尤 其 是 實 驗 在 科 學 發(fā) 展 中 起 著 舉 足 輕 重 的 作 用 。 1.分 析 科 學 家 探 索 酶 本 質 的 實 驗（ 1） 巴 斯 德 與 李 比 希 的 分 歧 是 什 么 ？提 示 ： 酒 精 發(fā) 酵 是 與 酵 母 菌 有 關 還 是 與 酵 母 菌 中的 某 種 物 質 有 關 。（ 2） 畢 希 納 如 何 證 明 酒 精 發(fā) 酵 與 酵 母 菌 本 身 無關 。提 示 ： 利 用 無 細 胞 的 酵 母 汁 進 行 酒 精 發(fā) 酵 實 驗 。 德 國 科 學 家 畢 希 納 發(fā) 現(xiàn) ： 把 酵 母 菌 細 胞 磨 碎 并 將得 到 的 提 取 液 加 入 到 葡 萄 糖 溶 液 中 ， 糖 液 變 成 了 酒 。這 一 結 果 和 糖 液 中 含 有 活 的 酵 母 菌 細 胞 是 一 樣 的 。 上述 現(xiàn) 象 不 能 得 出 以 下 哪 種 結 論 ( )A.酵 母 菌 細 胞 的 提 取 液 中 含 有 某 種 能 引 起 糖 液 變 化 的物 質B.該 物 質 是 酵 母 菌 細 胞 產 生 的C.該 物 質 是 蛋 白 質D.該 物 質 在 酵 母 菌 細 胞 死 亡 后 仍 可 以 發(fā) 揮 作 用【 例 1】 C 【 解 析 】 選 C。 酵 母 菌 細 胞 磨 碎 后 ， 不 再具 有 活 性 ， 但 提 取 液 加 入 到 葡 萄 糖 溶 液 后 ，糖 液 變 成 了 酒 ， 這 說 明 提 取 液 中 含 有 某 種能 引 起 糖 液 變 化 的 物 質 ， 該 物 質 在 酵 母 菌細 胞 死 亡 后 仍 可 以 發(fā) 揮 作 用 。 至 于 該 物 質是 否 為 蛋 白 質 ， 并 沒 有 通 過 實 驗 證 實 。 消 化 酶 :胃 內 :胃 蛋 白 酶 ;口 腔 ： 唾 液 淀 粉 酶 ;小 腸 ： 脂 肪 酶 、 肽 酶 、 淀 粉 酶 、 麥 芽 糖 酶 、蛋 白 酶 . 看書填空： 活 細 胞 產 生 的 具 有 生 物 催 化 作 用 的有 機 物 一 類（ 大 部 分 是 蛋 白 質 ， 少 數(shù) 是 RNA）酶 的 本 質 (成 分 )是 什 么 ？有 什 么 方 法 能 鑒 定 它 的 成 分 嗎 ？ 1、 酶 的 本 質 :來 源 ：功 能 ：化 學 本 質 ：活 細 胞催 化 劑 多 數(shù) 是 蛋 白 質 ， 少 數(shù) 是核 酶 （ RNA）問 題 1酶 的 定 義 的 三 個 關 鍵 點 ： 酶 的 解 讀 及 生 理 功 能 ： 2. 怎 樣 設 計 實 驗 驗 證 該 酶 是 蛋 白 質 ？ 【 微 點 撥 】 證 明 酶 的 本 質 是 蛋 白 質 的 依 據(jù)(1)酶 可 被 蛋 白 酶 水 解 ， 水 解 后 的 產 物 是 氨 基 酸 。(2)酶 是 具 有 生 物 活 性 的 大 分 子 ， 凡 是 能 使 蛋 白 質 變 性 的 因 素(高 溫 、 強 酸 、 強 堿 等 )都 可 使 酶 失 活 。(3)酶 能 與 雙 縮 脲 試 劑 反 應 呈 紫 色 。(4)酶 的 元 素 組 成 與 蛋 白 質 的 元 素 組 成 相 似 ， 也 可 以 用 氨 基 酸 合成 。 酶 是 活 細 胞 產 生 的 ,但 酶 是 否 一 定 要 在細 胞 中 才 能 起 作 用 ?問 題 2提 示 :不 能 認 為 酶 起 作 用 的 場 所 只 是在 細 胞 內 ,在 適 宜 條 件 下 ,酶 也 能 在細 胞 外 發(fā) 揮 作 用 。 比 如 消 化 酶 。 1.酶 的 特 點 ： 酶 具 有 促 使 _發(fā) 生 化 學 變 化 ， _卻 不 發(fā)生 化 學 變 化 的 特 點 。2.酶 的 作 用 過 程 ：(1)作 用 過 程 ：酶 +_ 酶 -底 物 復 合 物 酶 +_。(2)舉 例 ： 反 應 物 本 身底 物 產 物酶 有 什 么 作 用 ？ 作 用 的 原 理 是 什 么 ？“ Lock-key”model 問 題 3 3.酶 活 性 ： 表 示 酶 作 用 的 _。4.酶 的 特 性 ：(1)_： 酶 的 催 化 活 性 極 高 。(2)專 一 性 ： 一 種 酶 只 能 催 化 一 種 _或 少 數(shù) 幾 種 _的反 應 。 強 弱高 效 性 底 物 相 似 底 物 催 化 原 理 ： 酶 通 過 形 成 中 間 產 物 “ 酶 -底 物復 合 物 ” ， 降 低 化 學 反 應 的 活 化 能 ?！?警 示 鐘 】降 低 活 化 能 降 低 反 應 平 衡 點 :酶 只 是 使 反 應 達到 平 衡 點 的 時 間 縮 短 ,但 不 改 變 反 應 的 平 衡 點 。 【 例 2】 下 列 有 關 酶 的 敘 述 正 確 的 是 （ ）A.在 細 胞 內 發(fā) 揮 作 用B.由 活 細 胞 產 生 的 蛋 白 質C.發(fā) 揮 作 用 后 不 再 具 有 活 性D.酶 的 基 本 組 成 單 位 是 氨 基 酸 或 核 糖 核 苷 酸D【 解 析 】 酶 可 以 在 細 胞 外 、 體 外 發(fā) 揮 作 用 ； 酶 的 化學 本 質 是 蛋 白 質 或 RNA； 酶 在 反 應 前 后 保 持 一 致 ，不 會 發(fā) 生 改 變 。 即 酶 的 高 效 性 怎 樣 設 計 實 驗 驗 證 酶 具 有 高 效 性 ？問 題 4 問 題 ： 酶 作 為 生 物 催 化 劑 ，與 無 機 催 化 劑 相 比 ， 哪 個 催化 效 率 更 高 ？H2O2 H2O+O2過 氧 化 氫 酶MnO2資 料 :H2O2 是 細 胞 中 某 些 化 學 反 應 的 副 產 物 ， 具 有 很強 的 氧 化 性 ， 如 果 不 及 時 除 去 或 分 解 ， 就 會 殺 死 細胞 ， 而 細 胞 中 的 過 氧 化 氫 酶 可 以 催 化 H2O2的 分 解 。 1.分 析 “ 酶 的 催 化 效 率 ” 實 驗（ 1） 本 實 驗 的 自 變 量 是 什 么 ？提 示 ： 催 化 劑 不 同 （ 或 加 入 的 物 質 不 同 : （ 過 氧 化 氫 酶與 MnO2 ） 。（ 2） 本 實 驗 的 因 變 量 是 什 么 ？提 示 ： 反 應 速 率 不 同 （ 或 催 化 效 率 不 同 ） 。（ 3） 實 驗 中 如 何 判 斷 因 變 量 ？提 示 ： 通 過 氣 泡 產 生 的 多 少 ， 或 衛(wèi) 生 香 的 復 燃 情 況 ， 判斷 試 管 中 的 氧 氣 濃 度 ， 氧 氣 濃 度 可 衡 量 反 應 的 速 率 （ 催化 效 率 ） 。 實 驗 一 ： 比 較 過 氧 化 氫 酶 與 MnO2催 化 效 率設 計 好 實 驗 步 驟 和 實 驗 結 果 記 錄 表 格 ,再 進行 實 驗 操 作 是 一 個 良 好 的 習 慣 ,有 利 于 統(tǒng) 籌 安排 實 驗 . 實驗記錄表格 試 管H 2O 2溶 液雞 肝 勻 漿MnO 2帶 火 星 的 衛(wèi)生 香 檢 測實 驗 結 果 1號 2號3mL 3mL少 許 少 許 肝 臟 研 磨 液 二 氧 化 錳實 驗 一 ： 比 較 過 氧 化 氫 酶 與 MnO2催 化 效 率 兩 支 試 管 的 區(qū) 別 是 催 化 劑 種 類 不 同 ， 如 果 兩 支 試 管的 過 氧 化 氫 溶 液 的 體 積 也 不 同 ， 對 實 驗 結 果 有 影 響嗎 ？ 有 無 關 變 量 （ 要 求 等 量或 條 件 最 適 宜 ） 對 照 原 則 遵 循 ： 單 一變 量 原 則4.該 實 驗 中 為 什 么 選 用 兩 支 試 管 ？ 如 果 只 用 1號 試 管能 否 證 明 酶 具 有 高 效 性 ？沒 有 對 比 性 ， 不 嚴 密【 警 示 鐘 】無 關 變 量 不 起 作 用 的 變 量 實驗記錄表格 試 管H 2O 2溶 液雞 肝 勻 漿MnO 2帶 火 星 的 衛(wèi)生 香 檢 測實 驗 結 果 1號 2號3mL 3mL少 許 少 許 產 生 的 氣 泡多 且 大 , 衛(wèi) 生香 燃 燒 猛 烈 產 生 的 氣 泡少 且 小 ,衛(wèi) 生香 微 弱 燃 燒實 驗 結 果 （ 現(xiàn) 象 ） ： 酶 具 有 高 效 性結 論 ： 過 氧 化 氫 酶 比 二 氧 化 錳 的 催 化 效 率 高得 多 。 酶 只 加 快 化 學 反 應 的 速 度 ， 縮 短 達 到 平 衡 的 時 間 ，但 不 改 變 反 應 的 平 衡 點 。 實 驗 討 論1. 實 驗 時 ， 對 實 驗 材 料 -肝 臟 的 選擇 有 什 么 要 求 ？2.將 肝 臟 制 備 為 研 磨 液 的 目 的 是 什 么 ？3.實 驗 過 程 中 ， 取 肝 臟 研 磨 液 和 氯 化 鐵溶 液 時 ， 要 注 意 什 么 問 題 ？提 示 :肝 臟 必 須 是 新 鮮 的提 示 :使 其 中 的 過 氧 化 氫 酶 釋 放 出 來提 示 :分 別 用 不 同 的 滴 管 ， 量 要 一 致 1.酶 的 催 化 效 率 是 如 此 的 高 效 ， 那 么 酶 是 不 是就 是 萬 能 的 了 ？ 就 一 種 酶 是 不 是 就 可 以 催 化 所有 的 化 學 反 應 了 呢 ？2.口 腔 里 有 唾 液 淀 粉 酶 ， 為 什 么 塞 進 牙 縫 里 的肉 絲 兩 天 后 還 沒 被 消 化 ?思 考 ：怎 樣 設 計 實 驗 驗 證 酶 具 有 專 一 性 ？問 題 5 用 同 一 種 酶 催 化 不 同 化 學 反 應(或 用 不 同 酶 催 化 同 一 化 學 反 應 )(1)實 驗 思 路 ： 自 變 量 ： 不 同 底 物 或 酶 液 (單 一 變 量 )； 因 變 量 ： 底 物 是 否 被 分 解 或 有 無 產 物 形 成 ； 無 關 變 量 ： 試 劑 的 量 、 反 應 溫 度 、 pH等 (平衡 無 關 變 量 )。(2)變 量 分 析 及 處 理 原 則(3)實 例 ： 淀 粉 酶 對 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 。實 例 ： 蔗 糖 酶 對 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 。 實 驗 原 理 、 結 果 及 結 論淀 粉 酶 只 能 催 化 淀 粉 的 水 解 反 應 ， 不 能 催 化蔗 糖 等 的 水 解 反 應 ， 說 明 酶 具 有 專 一 性 。實 例 ： 淀 粉 酶 對 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 。 實 驗 二 ： 探 究 淀 粉 酶 和 蔗 糖 酶對 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 2ml蔗 糖溶 液 2ml蔗 糖溶 液2ml淀 粉溶 液2ml淀 粉溶 液 2ml淀 粉溶 液2ml蔗 糖溶 液2ml蔗 糖 酶 溶 液 2ml淀 粉 酶 溶 液振 蕩 ， 37 水 浴 ， 反 應 約 15min加 本 尼 迪 特 試 劑 振 蕩 水 浴 加 熱 2-3min無 變 化 無 變 化 無 變 化 無 變 化紅 黃 色沉 淀 紅 黃 色沉 淀蔗 糖 酶 只 能 催 化 蔗 糖 水 解 ,不 能 催 化 淀 粉 水 解 ;淀 粉 酶 只 能催 化 淀 粉 水 解 ,不 能 催 化 蔗 糖 水 解 ;酶 具 有 專 一 性淀 粉 、 蔗 糖 水 解 生 成 的 還 原 性 糖 能 與 本 尼 迪 特 試 劑 反 應 產生 紅 黃 色 沉 淀 ， 非 還 原 性 糖 （ 蔗 糖 、 淀 粉 本 身 ） 不 能 與 本尼 迪 特 試 劑 反 應 產 生 紅 黃 色 沉 淀1號 2號 3號 4號 5號 6號 2.分 析 “ 探 究 酶 的 專 一 性 ” 實 驗（ 1） 該 實 驗 中 何 處 體 現(xiàn) 了 等 量 原 則 ？提 示 ： 各 試 管 中 加 入 的 某 溶 液 或 試 劑 的 量 都 相 同 ， 試 管 3、 4、5、 6的 溶 液 總 量 相 同 。（ 2） 該 實 驗 中 設 置 試 管 1、 2的 目 的 是 什 么 ？提 示 ： 排 除 本 尼 迪 特 試 劑 與 淀 粉 、 蔗 糖 反 應 的 可 能 ， 同 時 與其 他 試 管 形 成 了 對 照 。（ 3） 該 實 驗 中 能 否 將 本 尼 迪 特 試 劑 改 為 碘 -碘 化 鉀 溶 液 ？提 示 ： 不 能 ， 碘 -碘 化 鉀 溶 液 只 能 檢 測 淀 粉 是 否 存 在 ， 不 能檢 測 蔗 糖 是 否 存 在 。 【 小 結 】 對 照 實 驗 的 一 般 程 序(1)取 實 驗 材 料 、 用 具 ， 分 組 、 編 號 、 用 具 中 加 入 實驗 物 質 。(2)給 予 材 料 不 同 條 件 處 理 (或 用 具 中 加 入 不 同 物 質 ，注 意 遵 循 單 一 變 量 原 則 )。(3)觀 察 記 錄 實 驗 結 果 。(4)分 析 總 結 實 驗 結 論 。其 中 ， (3)、 (4)內 容 在 探 究 實 驗 和 驗 證 實 驗 中 是 不同 的 。 驗 證 實 驗 只 有 一 種 結 果 和 結 論 ， 而 探 究 實 驗則 可 有 幾 種 不 同 的 結 果 和 結 論 。 證 明 唾 液 淀 粉 酶 對 淀 粉 有 消 化 作 用 a.第 步 還 應 在 B試 管 中 加 入 2 mL清 水 。 b.第 步與 第 步 應 對 調 ,以 排 除 碘 液 對 淀 粉 分 解 的 影 響 。 c.結 論 錯 誤 ,本 實 驗 只 能 證 明 唾 液 淀 粉 酶 對 淀 粉 的 分 解作 用 ,不 能 證 明 分 解 后 的 產 物 是 什 么唾 液 的 有 無 淀 粉 是 否 被 分 解 糨 糊 中 淀 粉 的 純 度 和 性 質 等 D 【 例 4】解 析 :用 NaOH是 化 學 法 處 理 ,而 不 是 無 機 催化 劑 ,加 酶 法 處 理 ,褪 漿 率 高 ,說 明 酶 有 催 化作 用 ,加 快 了 化 學 反 應 速 率 ,但 不 能 說 明 酶具 有 高 效 性 。 金 榜 P.42【 典 例 練 5】 酶 具 有 高 效 性 、 專 一 性 的 特 性 ,其 活 性 受 溫度 和 pH等 因 素 的 影 響 。 氯 化 鐵 是 一 種 無 機 催 化 劑 ,其 溶 液能 催 化 過 氧 化 氫 的 分 解 。 肝 臟 細 胞 中 也 有 一 種 能 催 化 過氧 化 氫 分 解 的 酶 。 為 了 研 究 生 物 酶 與 無 機 催 化 劑 的 催 化效 率 ,某 同 學 設 計 了 一 個 實 驗 ,以 下 是 該 實 驗 的 幾 個 步 驟 : 向 3號 試 管 滴 入 幾 滴 氯 化 鐵 溶 液 ; 將 點 燃 但 無 火 焰 的 衛(wèi) 生 香 分 別 放 在 1、 2、 3號 試 管 的 管口 ,仔 細 觀 察 ,發(fā) 現(xiàn) 1號 試 管 口 的 衛(wèi) 生 香 燃 燒 劇 烈 ; 2號 試管 口 幾 乎 沒 有 變 化 ; 取 三 支 潔 凈 的 試 管 ,編 上 1、 2、 3號 ,分 別 注 入 10 mL 3%的 過 氧 化 氫 溶 液 ; 輕 輕 振 蕩 這 三 支 試 管 ,使 試 管 內 的 物 質 混 合 均 勻 ,會 發(fā)現(xiàn) 1號 試 管 的 氣 泡 多 而 且 最 先 產 生 ,2號 試 管 幾 乎 無 氣 泡 產生 ; 在 1號 試 管 中 加 入 鮮 肝 勻 漿 ,將 等 量 的 鮮 肝 勻 漿 加 熱 煮沸 后 ,冷 卻 ,加 入 到 2號 試 管 中 。 (1)請 根 據(jù) 實 驗 原 理 ,選 擇 正 確 的 順 序 ( )A. B. C. D. (2)該 實 驗 主 要 是 證 明 了 酶 具 有 性 。(3)2號 試 管 沒 有 明 顯 變 化 的 原 因 是 _。 取 三 支 潔 凈 的 試 管 ,編 上 1、 2、 3號 ,分 別 注 入 10 mL 3%的 過 氧 化 氫溶 液 ; 輕 輕 振 蕩 這 三 支 試 管 ,使 試 管 內 的 物 質 混 合 均 勻 ,會 發(fā) 現(xiàn) 1號 試 管 的氣 泡 多 而 且 最 先 產 生 ,2號 試 管 幾 乎 無 氣 泡 產 生 ; 在 1號 試 管 中 加 入 鮮 肝 勻 漿 ,將 等 量 的 鮮 肝 勻 漿 加 熱 煮 沸 后 ,冷 卻 ,加 入 到 2號 試 管 中 。 D高 效酶 加 熱 后 變 性 ,失 去 了 原有 的 生 物 活 性 【 解 析 】 (1)探 究 實 驗 的 一 般 步 驟 :分 組 編 號 控 制 無 關變 量 控 制 自 變 量 (設 計 對 照 ) 觀 察 實 驗 現(xiàn) 象 ,故 該 實 驗的 正 確 順 序 是 : 。(2)該 實 驗 研 究 生 物 酶 與 無 機 催 化 劑 的 催 化 效 率 ,證 明 了酶 的 高 效 性 。(3)2號 試 管 沒 有 明 顯 變 化 的 原 因 :酶 加 熱 后 變 性 ,失 去 了原 有 的 生 物 活 性 。 【 互 動 探 究 】 (1)2號 試 管 中 加 熱 破 壞 了 酶 的 什 么 結 構 ?提 示 :空 間 結 構 。(2)本 實 驗 中 自 變 量 是 什 么 ?因 變 量 是 什 么 ?提 示 :自 變 量 是 試 管 中 加 入 的 不 同 物 質 ;因 變 量 是 氣 泡 的數(shù) 量 或 衛(wèi) 生 香 燃 燒 的 劇 烈 程 度 。