第第3章章细胞的代谢细胞的代谢第第3节节酶酶身边中的知识身边中的知识关于酶，我已经知道了哪些知识？咀嚼馒头时为什么有甜味咀嚼馒头时为什么有甜味?细胞内成千上万个化学反应为什么能在常温常压下高效有序的进行呢？酶酶一、酶的发现一、酶的发现1. 1. 胃液对食物的消化作用胃液对食物的消化作用意大利科学家斯帕兰扎尼研意大利科学家斯帕兰扎尼研究发现，鹰胃中的分泌物对究发现，鹰胃中的分泌物对肉有消化作用。肉有消化作用。1773年年斯帕兰扎尼（斯帕兰扎尼（斯帕兰扎尼（斯帕兰扎尼（1729-17991729-1799）2.2.对于酵母发酵的争论对于酵母发酵的争论巴斯德（巴斯德（巴斯德（巴斯德（1822-18951822-1895）19世纪中期世纪中期发酵离不开酵母菌的生命活动，发酵离不开酵母菌的生命活动，发酵的动力蕴涵于活细胞中，发酵的动力蕴涵于活细胞中，具有生命活力。具有生命活力。李比希李比希李比希李比希 （1803-18731803-1873）发酵是一种化学反应，与酵母发酵是一种化学反应，与酵母菌的生命活动无关。菌的生命活动无关。3.3.无细胞发酵的发现无细胞发酵的发现毕希纳毕希纳毕希纳毕希纳 （1860-19171860-1917）德国的毕希纳发现无细胞的德国的毕希纳发现无细胞的酵母汁就可以完成发酵。酵母汁就可以完成发酵。1897年年l 发酵确实可以在无细胞的条件下进行发酵确实可以在无细胞的条件下进行发酵确实可以在无细胞的条件下进行发酵确实可以在无细胞的条件下进行l 发酵所需要的物质是发酵所需要的物质是发酵所需要的物质是发酵所需要的物质是活细胞产生活细胞产生活细胞产生活细胞产生的的的的4.4.酶的化学本质酶的化学本质l1926年美国人萨姆纳尔得年美国人萨姆纳尔得到脲酶的结晶，证实了酶的到脲酶的结晶，证实了酶的化学本质是蛋白质。化学本质是蛋白质。l上世纪上世纪80年代美国人切赫和加拿大人奥特年代美国人切赫和加拿大人奥特斯曼发现了具有斯曼发现了具有催化作用的催化作用的RNA核酶核酶。萨姆纳尔（萨姆纳尔（萨姆纳尔（萨姆纳尔（1887195518871955）一路走来一路走来1818世纪末世纪末 斯帕兰扎尼斯帕兰扎尼 喂食鹰实验喂食鹰实验1919世纪，巴斯德和李比希的争论世纪，巴斯德和李比希的争论18971897年，毕希纳的重大发现年，毕希纳的重大发现19261926年，美国萨母纳尔得到脲酶结晶（蛋白质）年，美国萨母纳尔得到脲酶结晶（蛋白质）2020世纪世纪8080年代初，发现核酶（年代初，发现核酶（RNARNA）科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的，尤其是进的，尤其是实验实验在科学发展中起着举足轻重的在科学发展中起着举足轻重的作用。作用。来源：来源：功能：功能：化学本质：化学本质： 多数是蛋白质，少数是多数是蛋白质，少数是RNARNA。活细胞活细胞催化剂催化剂 酶是酶是活细胞产生活细胞产生的具有的具有催化作用催化作用的的有机物有机物. .酶和生命活动密切相关酶和生命活动密切相关, ,几乎所有的生命过程都几乎所有的生命过程都有酶参加有酶参加。你能得出酶的定义吗？你能得出酶的定义吗？二、酶是生物催化剂二、酶是生物催化剂酶与新陈代谢密切相关。酶与新陈代谢密切相关。新陈代谢新陈代谢实际上实际上是发生在生物体活细胞内的有序化学反应的总是发生在生物体活细胞内的有序化学反应的总称。称。生物体的各项化学反应因发生在体内，不生物体的各项化学反应因发生在体内，不能在高温、高压条件下进行，必须要有酶参与能在高温、高压条件下进行，必须要有酶参与催化，所以酶的催化作用直接影响新陈代谢，催化，所以酶的催化作用直接影响新陈代谢，进而影响其它的生命活动。进而影响其它的生命活动。酶促反促反应由由酶催化的化学反催化的化学反应称称为酶促反促反应。底物底物受受酶催化而催化而发生化学反生化学反应的分子叫的分子叫底物底物。锁锁钥学说钥学说锁和匙的机制锁和匙的机制 催化底物催化底物担当担当_（锁（锁/ /匙）匙） 酶酶担当担当 _ _（锁（锁/ /匙）匙） 酶酶+ +催化底物催化底物 酶酶- -底物复合物底物复合物 酶酶+ +生成物生成物 锁锁匙匙酶与底物结合，形成酶与底物结合，形成酶酶- -底物复合体。底物复合体。酶酶- -底物复合体底物复合体形态形态发生改变发生改变，促使反应进行。，促使反应进行。产物形成，反应完成，产物形成，反应完成，酶恢复原状。酶恢复原状。酶作用的强弱可用酶作用的强弱可用酶活性酶活性表示。表示。酶酶生物催化剂生物催化剂提出问题：酶作为生提出问题：酶作为生物催化剂，与无机催物催化剂，与无机催化剂相比，哪个效率化剂相比，哪个效率更高？更高？ H2O2 H2O+O2过氧化氢酶过氧化氢酶MnO2实验目的：比较过氧化氢酶与实验目的：比较过氧化氢酶与MnOMnO2 2催化效率催化效率取材：鸡肝匀浆或马铃薯匀浆取材：鸡肝匀浆或马铃薯匀浆实验一：酶的催化效率实验一：酶的催化效率实验设计的一般方法：控制变量法实验设计的一般方法：控制变量法实验中可以变化的因素称为变量实验中可以变化的因素称为变量。自变量：自变量：其中人为改变的变量其中人为改变的变量。因变量：因变量：随着自变量改变而变化的变量随着自变量改变而变化的变量。无关变量：无关变量：除自变量以外的还可能会存在的除自变量以外的还可能会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响的一些可变因素，对实验结果造成影响的。对照实验：对照实验：除一个因素（自变量）以外，除一个因素（自变量）以外，其余（无关变量）都保持一致的实验。其余（无关变量）都保持一致的实验。（1）自变量自变量： 催化剂的种类催化剂的种类（2 2）因变量：）因变量： 催化效率的高低催化效率的高低检测方法检测方法检测方法检测方法：点燃但无明火的卫生香复燃程度，点燃但无明火的卫生香复燃程度，火焰大小、气泡产生的速度、多火焰大小、气泡产生的速度、多少少（3 3）无关变量：）无关变量：过氧化氢溶液的体积、浓度、配制的时间，过氧化氢溶液的体积、浓度、配制的时间，试管大小等。试管大小等。实验一：比较过氧化氢酶与实验一：比较过氧化氢酶与MnO2MnO2催化效率催化效率设计好实验步骤和记录表格设计好实验步骤和记录表格, ,再进行实验操作是一再进行实验操作是一个良好的习惯个良好的习惯, ,有利于统筹安排实验有利于统筹安排实验. .实验记录表格实验记录表格试管试管H2O2溶液溶液鸡肝匀浆鸡肝匀浆MnO2带火星的卫带火星的卫生香检测生香检测实验结果实验结果1号号2号号3mL3mL少许少许少许少许产生气泡快且多，产生气泡快且多，卫生香燃烧猛烈卫生香燃烧猛烈产生气泡慢且少，产生气泡慢且少，卫生香燃烧不猛烈卫生香燃烧不猛烈少许鸡肝匀浆少许鸡肝匀浆少许少许MnO2实验一：酶的催化效率实验一：酶的催化效率酶的特性之一：酶的特性之一：高效性高效性意义意义: :保证细胞中化学反应快速进行。保证细胞中化学反应快速进行。为什么？为什么？2.为什么要用新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎为什么要用新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎?3.如果本实验中鸡肝或马铃薯块茎没有被制成匀浆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你认为实验结果是否与本实验相同,为什么为什么?1.1.该实验说明酶的催化效率如何，能得出什么结论？该实验说明酶的催化效率如何，能得出什么结论？过氧化氢酶（生物催化剂）的催化效率远远高于过氧化氢酶（生物催化剂）的催化效率远远高于MnO2（无机催化剂）（无机催化剂）。结论：结论：酶有高效性酶有高效性实验现象可能没有制成匀浆后明显。因为没有制成实验现象可能没有制成匀浆后明显。因为没有制成匀浆的肝脏，其过氧化氢酶主要存在于细胞中。匀浆的肝脏，其过氧化氢酶主要存在于细胞中。要用新鲜的肝脏。新鲜的肝脏中的过氧化氢酶要用新鲜的肝脏。新鲜的肝脏中的过氧化氢酶活性高，如果将肝脏煮熟，过氧化氢酶将由于活性高，如果将肝脏煮熟，过氧化氢酶将由于高温失活。高温失活。实验二：探究酶的专一性实验二：探究酶的专一性实验目的实验目的: :比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用比较蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用比较蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用材料用具材料用具: :稀释稀释200200倍的新鲜唾液倍的新鲜唾液, ,质量分数为质量分数为2%2%的蔗糖溶液的蔗糖溶液, ,溶于质量分数为溶于质量分数为0.3%NaCl0.3%NaCl溶液中的淀粉溶液溶液中的淀粉溶液( (其中其中淀粉含量为淀粉含量为1%),1%),本尼迪特试剂，蔗糖酶溶液，试本尼迪特试剂，蔗糖酶溶液，试管，试管架管，试管架思考：分别找出自变量、因变量、无关变量，并思考：分别找出自变量、因变量、无关变量，并根据材料用具思考如何设计实验？根据材料用具思考如何设计实验？三、三、酶酶的特性的特性试管试管123456本尼迪特试剂本尼迪特试剂2ml2ml2ml2ml2ml2ml1%淀粉溶液淀粉溶液3ml_3ml_3ml_2%蔗糖溶液蔗糖溶液_3ml_3ml_3ml新鲜唾液新鲜唾液_1ml1ml_蔗糖酶溶液蔗糖酶溶液_1ml1ml实验结果实验结果探究酶的专一性探究酶的专一性唾液只能催化淀粉水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解唾液只能催化淀粉水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解 由上述实验可看出酶具有什么特性？由上述实验可看出酶具有什么特性？口腔里有唾液淀粉口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞什么塞进牙牙缝里里的肉的肉丝两天后两天后还没被消化没被消化?专一性专一性思思考考资料炒、煮鸡蛋时，鸡蛋变成固态。炒、煮鸡蛋时，鸡蛋变成固态。当我们发高烧时，食欲不振，不想吃东西。当我们发高烧时，食欲不振，不想吃东西。经常听有的人说，胃酸分泌过多。经常听有的人说，胃酸分泌过多。由此联系到酶，请你大胆提出问题。由此联系到酶，请你大胆提出问题。四、四、酶的作用受许多因素影响酶的作用受许多因素影响1.pH1.pH值值2.2.温度温度3.3.催化底物的浓度催化底物的浓度4.4.酶的浓度等酶的浓度等在最适温度条件下，酶的活性最高，温在最适温度条件下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。在最适在最适pH条件下，酶的活性最高，条件下，酶的活性最高，PH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。酶的名称酶的名称最适最适PHPH胃蛋白酶胃蛋白酶1.51.52.22.2唾液淀粉酶唾液淀粉酶6.86.8胰蛋白酶胰蛋白酶8 8过酸、过碱或高温过酸、过碱或高温酶永久失活酶永久失活低温低温酶酶暂时暂时失活失活1.右图右图中能正确中能正确表示胰蛋表示胰蛋白酶对底白酶对底物的分解物的分解速度和温速度和温度关系的度关系的是是0 10 20 30反应温度反应温度()分分解解速速度度0 10 20 30反应温度反应温度()分分解解速速度度0 10 20 30反应温度反应温度()分分解解速速度度0 10 20 30反应温度反应温度()分分解解速速度度ABCD（1）图A中，反中，反应物达到某一物达到某一浓度度时，反，反应速度不再速度不再上升，其原因是上升，其原因是。（2）图B中，中，a点所点所对应的温度称的温度称 。（3）图B中，中，a点到点到b点曲点曲线急急剧下降，其原因是下降，其原因是。2.2.下列下列A A、B B、C C三图依次表示酶浓度一定时，反三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、应速度和反应物浓度、温度、PHPH值的关系，请据值的关系，请据图回答下列问题：图回答下列问题：酶反应的最适温度酶反应的最适温度温度升高使酶活性下降温度升高使酶活性下降受反应液中酶浓度的限制（或酶的数量不足）受反应液中酶浓度的限制（或酶的数量不足）（4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入放入12oC和和75oC水浴锅中，水浴锅中，20分钟后取出分钟后取出转入转入37oC的水浴锅中保温，两试管内反应的水浴锅中保温，两试管内反应分别应为：甲分别应为：甲，乙，乙。（5）图）图C表示了表示了催化反应的速率变化催化反应的速率变化曲线。曲线。A.唾液淀粉酶唾液淀粉酶B.胃蛋白酶胃蛋白酶C.胰蛋白酶胰蛋白酶D.植物淀粉酶植物淀粉酶速度加快速度加快 无催化反应无催化反应C概念图：概念图：1.1.组组成成成成酶酶的基本的基本的基本的基本单单位是和。位是和。位是和。位是和。活活活活细细胞内，胞内，胞内，胞内，酶酶合成的主要合成的主要合成的主要合成的主要场场所是。所是。所是。所是。氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸核糖体核糖体2.催化脂肪酶水解的酶是（催化脂肪酶水解的酶是（）A.肽酶肽酶B.蛋白酶蛋白酶C.脂肪酶脂肪酶D.淀粉酶淀粉酶B3、某种细菌中发生下列一系列反应：、某种细菌中发生下列一系列反应：在酶在酶E4失效的情况下，要使细菌能够正常生长，失效的情况下，要使细菌能够正常生长，我们至少要向培养基中加入什么我们至少要向培养基中加入什么?( ) A. X B. A C. X和和C D. YE1E3E2E4XYABCD4、在、在测定胃蛋白定胃蛋白酶的活性的活性时，将溶液的，将溶液的PH值由由10降到降到2的的过程，胃蛋白程，胃蛋白酶活性将（活性将（）A、不断上升、不断上升B、没有、没有变化化C、先升后降、先升后降D、先降后升、先降后升B5、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整水混合装入一容器内，调整PH值至值至2.0，保存与，保存与37的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水（、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水（）B、唾液淀粉酶、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C、唾液淀粉酶、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、唾液淀粉酶、淀粉淀粉、胃蛋白酶、胃蛋白酶、水水A123ABCDCEFAAA反应前后本身不变反应前后本身不变专一性专一性BCD同时存在时，只催化同时存在时，只催化C物质的反应物质的反应。葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖麦芽糖酶麦芽糖酶6C7.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题：的问题：（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？上的奶渍和血渍？（2）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪类衣料？（哪类衣料？（ ） A 化纤化纤 B 纯毛纯毛 C 纯棉纯棉 D 真丝真丝（3）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入什么酶？粉中还可以加入什么酶？BD脂肪酶脂肪酶