1、第三章 细胞中能量的转换和利用 第一节 生命活动需要酶和能源物质第一课时第一课时 生物催化剂生物催化剂酶酶高一备课组:乔汕汕用舌头舔一下米饭或馒头能感觉到甜味吗？如果放在口中细细咀嚼呢？是什么原因让我们感觉到了甜味？淀粉在唾液淀粉酶的作用淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麦芽糖。下，分解成了麦芽糖。科学家实验推论或结论1857年法国 巴斯德酒精发酵是由于 _ 的存在，即有 _ 的参与才能引起发酵。1897年德国 毕希纳发现引起发酵的是酵母菌所含的 ，不是酵母菌本身1926年美国 萨姆纳从刀豆中提取脲酶结晶，并证明其本质是_。1936年科学家制取了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶，发现它们的化学本质是_。
2、20世纪80年代美国 发现少数 也具有生物催化功能（称核酶）。蛋白质RNA蛋白质酵母细胞活细胞酶阅读课本74页，思考：酶的探究历程？化学本质化学本质基本单位基本单位合成场所合成场所来源来源生理功能生理功能作用场所作用场所绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质少数酶是少数酶是RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体细胞核细胞核活细胞（哺乳动物成熟的红细胞不能合成）活细胞（哺乳动物成熟的红细胞不能合成）催化作用催化作用胞内胞外都可以起作用胞内胞外都可以起作用（一）酶的本质【例【例1 1】下列有关酶的叙述，正确的是】下列有关酶的叙述，正确的是()A A酶的数量因参与化学反应而减少酶的数
3、量因参与化学反应而减少 B B绝大多数酶的合成与核糖体有关绝大多数酶的合成与核糖体有关 C C同一生物体内的各种酶的催化反应条件都相同同一生物体内的各种酶的催化反应条件都相同 D D活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用 B（二）酶的特性细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞中的代谢几乎都需要酶的催化。细胞代谢物的场所：细胞内细胞代谢物的场所：细胞内探究酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理：2H2O2 2H2O+O2 反应条件不同反应条件不同反应条件条件一条件二条件三空白对照（蒸馏水）5%FeCl3溶液（无机催化剂）新鲜酵
4、母菌液（含过氧化氢酶）为什么要用新鲜的酵母菌液呢？（二）酶的特性探究酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理：2H2O2 2H2O+O2 反应条件如何判断反应的进行呢？通过O2的产生量判断H2O2的分解情况气泡的产生以及观察带火星的木条燃烧情况（二）酶的特性科学方法：控制变量和设计对照实验1.自变量：在实验过程中_ 2.因变量：随_的改变而变化的变量。3.无关变量：除_外，实验过程中可能还存在一些对实验结果_的可变因素。4.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都_的实验。5.单一变量原则：在对照实验中，除了_外，其他变量都应当_。人为控制的对实验对象进行处理的因素自变量自变量造成影响保
5、持一致自变量相同且适宜探究酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解（二）酶的特性试管试管试管实验试剂：3%H2O2 溶液蒸馏水新鲜的酵母菌溶液 （含过氧化氢酶）5%FeCl3 溶液3mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3滴蒸馏水3滴FeCl3 溶液3滴新鲜的酵母菌溶液探究酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解（二）酶的特性试管试管试管3mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3滴蒸馏水3滴FeCl3 溶液3滴新鲜的酵母菌溶液观察气泡产生情况无明显气泡有少量气泡有大量气泡探究酶的作用：比较过氧化氢在不同条件下的分解（二）酶的特性试管试管试管3
6、mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3mL H2O2 溶液3滴蒸馏水3滴FeCl3 溶液3滴新鲜的酵母菌溶液观察带火星木条的燃烧情况无明显变化火星变亮木条复燃（1 1）与）与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？说明什么？号试管出现什么不同的现象？说明什么？讨论讨论(2 2)2 2号和号和3 3号试管相比，哪支试管中的反应速率快？说明什么？号试管相比，哪支试管中的反应速率快？说明什么？3 3号试管反应速率快，说明号试管反应速率快，说明过氧化氢酶的催化效率比过氧化氢酶的催化效率比FeClFeCl3 3 高的多高的多2 2号试管有气泡产生，说明号试管有气泡产生，说明F
7、eClFeCl3 3 也可以催化过氧化氢分解也可以催化过氧化氢分解（二）酶的特性说明酶的催化具有高效性2 2 2 2 浓度浓度3%3%3%3ml3ml3mlFeCl3自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组等量性原则等量性原则等量性原则等量性原则单一变量原则单一变量原则变量变量对照实验对照实验无关变量无关变量人为改变的变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量随自变量的变化而变化的变量（二）酶的催化特性高效性abc时间时间产产物物a 加酶加酶b 加无机催化剂加无机催化剂c 不加催化剂不加催化剂_对比说明酶对比说明酶具有高效性。具有高效性。a、ba、c对比说明酶具有对比
8、说明酶具有_。酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点催化催化作用作用 为什么为什么H2O2酶能加快化学反应？加快化学反应？活化能：分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量称为活化能。（二）酶的催化特性高效性酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能有酶催化没有催化剂资料：无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。而淀粉酶只能催化淀粉的分解，过氧化氢酶只能使过氧化氢分解。二肽酶可以使所有的二肽分解（三）酶的催化特性专一性酶催化作用的专一性：一种酶只能催化一
9、种或一类生化反应为什么酶的催化具有专一性呢？为什么酶的催化具有专一性呢？（三）酶的催化特性专一性合成反应分解反应酶的活性中心与底物分子空间结构的匹配关系，类似于钥匙和锁一样底物分子底物分子酶的活性中心酶的活性中心酶酶（三）酶的催化特性专一性探究：酶的催化作用具有专一性探究：酶的催化作用具有专一性对照实验对照实验实验材料：淀粉、蔗糖、淀粉酶、蔗糖酶、试管、胶头滴管、斐林试剂、碘液、水浴锅（三）酶的催化特性专一性探究：酶的催化作用具有专一性探究：酶的催化作用具有专一性对照实验对照实验操作顺序操作顺序项目项目试管号试管号注意事项注意事项121可溶性淀粉溶液2mL2蔗糖溶液2mL3淀粉酶溶液2mL2m
10、L轻轻振荡试管437下保温时间5min5min试管下部加入水5加入斐林试剂2mL2mL6水浴加热时间1min1min试管下部加入水7结果有砖红色沉淀 无砖红色沉淀结论：淀粉酶专一性催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解。（三）酶的催化特性专一性u 探究实践探究：酶的催化作用具有专一性探究：酶的催化作用具有专一性对照实验对照实验 用不同的酶催化同一底物用同一种酶催化不同底物用同一种酶催化不同底物思考：本实验能用碘液代替斐林试剂吗？降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能高效性高效性有机物有机物催化功能催化功能活细胞活细胞小结小结n 酶的来源n 酶的功能n 酶的本质n 酶的特性n 酶的作用机理酶酶专一性
11、专一性绝大多数是蛋白质，少数是绝大多数是蛋白质，少数是RNA1.1.酶的作用是为化学反应提供能量。（酶的作用是为化学反应提供能量。（）2.2.酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用。（酶是活细胞产生的，只能在细胞内起作用。（）3.3.所有的酶都是在核糖体是合成的。（所有的酶都是在核糖体是合成的。（）4.4.酶起催化作用后立即被降解。（酶起催化作用后立即被降解。（）酶是活细胞产生的具有催化作用的酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，有机物，绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少少数酶是数酶是RNARNA 1.一般来说，活细胞都能产生酶2.酶既在体内起作用，又可在体外起作用3.酶只有催化作用5.5
12、.无关变量是对实验没有影响的变量。（无关变量是对实验没有影响的变量。（）6.6.酶的基本单位是氨基酸和脱氧核苷酸。（酶的基本单位是氨基酸和脱氧核苷酸。（）7.7.酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质。（酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质。（）8.8.在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。（在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。（）9.9.进行对照试验时，实验组与对照组必需保持单一变量，其他因素均进行对照试验时，实验组与对照组必需保持单一变量，其他因素均相相同且同且适宜。（适宜。（）（四）影响酶促反应速率的因素1.我们知道口腔温度和体温差不多，而当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃以后，
13、却发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能，你能给出合理的解释吗？提示：唾液的提示：唾液的PHPH为为6.27.4,6.27.4,胃液的胃液的PHPH为为0.91.50.91.5.2、人在发高烧时，常常不思饮食，是什么原因？高烧使酶的活性减弱怎样表示酶的活性大小？通常以单位时间内底物减少的量或产物生成的通常以单位时间内底物减少的量或产物生成的量（即反应的速度）来表示酶活性的大小。量（即反应的速度）来表示酶活性的大小。生成物的量生成物的量反应物的量反应物的量反应时间反应时间研究表明，酶活性不仅与反应体系中的研究表明，酶活性不仅与反应体系中的酶浓度酶浓度和和底物浓度底物浓度等等有密切关系，有密切关系，
14、还受多种环境因素如温度、还受多种环境因素如温度、pH pH 等的影响。等的影响。（四）影响酶促反应速率的因素1、温度、温度2、pH3、底物浓度4、酶浓度由酶催化的化学反应称为酶促反应。（四）影响酶促反应速率的因素探究温度对酶活性的影响想想：想想：1.1.怎么用实验去探究温度对酶活性的影响？怎么用实验去探究温度对酶活性的影响？选择选择淀粉酶淀粉酶还是还是H H2 2O O2 2酶酶作为实验材料？作为实验材料？淀粉酶，淀粉酶，H2O2受温度影响也会分解受温度影响也会分解2.2.你将设定哪几个温度？怎样保证酶促反应的你将设定哪几个温度？怎样保证酶促反应的温度在设定的数值？温度在设定的数值？（四）影响
15、酶促反应速率的因素探究温度对酶活性的影响编号编号1 1112 2223 333实实验验步步骤骤一一2mL2mL淀粉淀粉溶液溶液2mL2mL淀粉酶淀粉酶溶液溶液2mL2mL淀粉淀粉溶液溶液2mL2mL淀粉酶淀粉酶溶液溶液2mL2mL淀粉溶淀粉溶液液2mL2mL淀粉酶淀粉酶溶液溶液二二00冰水中水浴冰水中水浴5min5min6060温水中水浴温水中水浴5min5min100100沸水中水浴沸水中水浴5min5min三三1 1和和11试管混合摇匀试管混合摇匀2 2和和2 2试管混合摇匀试管混合摇匀3 3和和3 3试管混合摇匀试管混合摇匀四四00冰水中水浴冰水中水浴5min5min6060温水中水浴温
16、水中水浴5min5min100100沸水中水浴沸水中水浴5min5min五五取出试管，分别加取出试管，分别加2 2滴滴碘液碘液，摇匀，观察现象，摇匀，观察现象实验现象实验现象实验结论实验结论蓝色蓝色无明显现象无明显现象蓝色蓝色酶的催化作用需要适宜的温和条件，酶的催化作用需要适宜的温和条件，温度过高和过低都会影响酶的活性。温度过高和过低都会影响酶的活性。为什么用碘液而不用斐林试剂呢？（四）影响酶促反应速率的因素探究温度对酶活性的影响在最适温度的两侧，反应速率都比较_。较高的温度容易使酶的_遭到破坏，蛋白质变性，而失去_。低低空间结构空间结构活性活性酶的最适温度酶的最适温度：酶活性最高时的温度：酶
17、活性最高时的温度温度过高：会使酶失去活性温度过高：会使酶失去活性降低温度，抑制酶活性，降低生化反应速率，但一般不会使酶失活一般不会使酶失活温度温度酶活性的曲线酶活性的曲线酶活性温度最适温度（四）影响酶促反应速率的因素pH对酶活性的影响想想：想想：1.1.怎么用实验去探究怎么用实验去探究pHpH值对酶活性的影响？值对酶活性的影响？选择选择淀粉酶淀粉酶还是还是H H2 2O O2 2酶酶作为实验材料？作为实验材料？（淀粉会被酸水解）（淀粉会被酸水解）2.2.你将设定哪几个你将设定哪几个pHpH值值？怎样处理？怎样处理pHpH对酶促反对酶促反应的影响？应的影响？（1 1）将若干同样大小（如）将若干同
18、样大小（如1cm1cm2 2）的滤纸片浸入酵母菌液，取出后晾）的滤纸片浸入酵母菌液，取出后晾干，干，滤纸片上附着过氧化氢酶滤纸片上附着过氧化氢酶。（2 2）在四只烧杯中盛入体积分数为）在四只烧杯中盛入体积分数为2%2%，pHpH分别为分别为5 5、7 7、9 9、1111的的 H H2 2O O2 2 溶液溶液（温度相同）（温度相同），将滤纸片分别放入烧杯中。，将滤纸片分别放入烧杯中。滤纸片接触液滤纸片接触液面后会下沉，直至烧杯底部。面后会下沉，直至烧杯底部。滤纸片上的滤纸片上的H H2 2O O2 2酶催化酶催化H H2 2O O2 2分解产生分解产生H H2 2O O和和O O2 2，氧气
19、泡会附着在滤纸片上。，氧气泡会附着在滤纸片上。随着氧气泡的增多，烧杯底部随着氧气泡的增多，烧杯底部的滤纸片会逐渐上浮，直至浮出液面的滤纸片会逐渐上浮，直至浮出液面）。）。（3 3）及时记录滤纸片从液面下沉到浮出液面所用的）及时记录滤纸片从液面下沉到浮出液面所用的时间（时间（t t）。以以 1/t1/t为纵坐标（代表酶促反应速率）、为纵坐标（代表酶促反应速率）、pHpH为横坐标，绘制曲线图，得为横坐标，绘制曲线图，得出出“pH“pH对酶活性有影响对酶活性有影响”的结论。的结论。探究pH对酶活性的影响/mmol.s-10pH酶活性受pH影响示意图一般地，动物体内的酶一般地，动物体内的酶最适最适pH
20、pH在在6.06.08.08.0之间；植物之间；植物体内的酶体内的酶最适最适pHpH在大多为在大多为4.54.56.56.5。pHpH低于最适低于最适pHpH时时:酶活性随着酶活性随着pHpH的升高而上升的升高而上升pHpH高于最适高于最适pHpH时时:酶活性随着酶活性随着pHpH的升高而下降的升高而下降最适最适pHpH时：时：酶活性最高酶活性最高建构数学模型（四）影响酶促反应速率的因素pH对酶活性的影响在过酸过碱的条件下，都会使酶的_遭到破坏,蛋白质变性，酶失去_。在最适合的在最适合的pH下，酶的活性下，酶的活性_（胃蛋白酶最适pH为 ，胰蛋白酶最适pH为 ）最高最高空间结构空间结构活性活性
21、1.589小结小结不同酶的最适pH值不同，最适温度也不同；高温、过酸和过碱的环境破坏酶的空间结构，使酶失活；低温并不破坏酶的空间结构，但使酶的活性下降，温度升高时可恢复其活性。酶的反应需要较温和的环境。1、催化剂可加快化学反应速率。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。2、酶缩短化学反应达到平衡点所需要的时间，但不能改变化学反应的平衡1、每一种酶只能催化一种或一类化学反应。1、在最适温度（pH)时，酶的催化作用最强。2、在一定温度（pH）范围内，随温度（pH)的升高，酶的催化作用增强；超过最适温度和pH,酶的催化作用逐渐减弱。一、酶具有高效性 二、酶具有专一性 三、酶的作用条件较温和作业设计作业设计1、学习与评价p58 例1、例2、例3，p59随堂反馈1、3、42、预习课本77页80页，填写学习与评价p61、p65的基础梳理内容随堂练习随堂练习1.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是（）A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
