探索酶的发现历程：从斯帕兰扎尼到奥尔特曼切赫的科学之旅

探索酶的发现历程：从斯帕兰扎尼到奥尔特曼切赫的科学之旅

1.酶的发现 1.18世纪末斯帕兰扎尼的老鹰喂食实验 2.19世纪巴斯德与李比希的争论 3.1897年布赫纳的重大发现 454.萨姆纳尔获得脲酶（1926年） S. Cech 5.核酶的发现（1980年代） 67 一路走来…… 18世纪末斯帕兰扎尼的老鹰喂食实验 19世纪巴斯德与李比希的争论 1897年布赫纳的重大发现 1926年美国萨姆纳尔获得脲酶晶体（蛋白质） 1980年代初发现核酶（RNA） 科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，尤其是实验在科学的发展中起着举足轻重的作用具有作用的一类有机物质，大部分是，少数是。生物催化 1.酶的性质： 来源 功能 化学性质 酶的定义重点三个： 1.大部分酶是蛋白质 蛋白质 RNA 活细胞 8 酶与生理功能的解读： 化学性质 大部分是蛋白质 少数是RNA 合成 原料 合成部位 来源 一般来说，活细胞都能产生酶 生理功能 具有生物催化作用 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核、线粒体、叶绿体（真核生物） 9 【例一】下列关于酶的说法正确的是（） A.在细胞中发挥作用 B.活细胞产生的蛋白质 C.发挥作用后不再具有活性 D.酶的基本组成部分是氨基酸或核糖核苷酸 D101.关于酶的特点，下列哪项表述是错误的？

A.酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物质。

B.酶的化学性质和数量在化学反应前后保持不变

C.酶的催化效率很高，但容易受到温度和pH的影响。

D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力 2.能水解脂肪酶的酶是

A. 淀粉酶 B. 蛋白酶 C. 脂肪酶 D. 麦芽糖酶 巩固练习 3. 将双缩脲试剂添加到过氧化氢酶溶液中，结果应为

A.产生气泡 B.溶液呈蓝色

C.溶液呈紫色 D.生成砖红色沉淀 114.同一体内各种活细胞所含的酶

A. 种类不同，数量相同

B.种类和数量有差异

C.种类无差异，数量相同

D.种类无差别，但数量有差异 5.细胞中酶的主要合成场所是

A. 细胞质

B. 线粒体

C.核糖体 D.

内质网 122. 酶的催化机理 1. 酶的特点： 酶具有促进化学变化，而不发生化学变化的特点。 2. 酶作用过程： （1）作用过程： 酶+_____酶-底物复合物 酶+_____。 反应物本身 底物 产物 13 “锁与钥匙”模型（2） 例： 143. 酶活性 酶作用的强弱可以用酶活性来表示。 如：1g蔗糖酶1分钟水解多少克蔗糖，就代表蔗糖酶的活性。 15 练习： 画出底物浓度（一定量的酶）与酶浓度（足够的底物）

酶催化反应速率对曲线的影响 16 酶作用的强弱可以用酶活力来表示。酶活力一般指单位时间内消耗底物的量或生成产物的量。为什么？ 思考： （1）为什么在一定的底物浓度之后，反应速率不再增加？ （2）当酶浓度增加到一定浓度时，上图曲线有何变化？ ： 酶的浓度（量）是有限的，与酶本身的活性高低有关 练习： 画出底物浓度（酶量一定）与酶浓度（底物充足）

影响酶反应速率的曲线 17 练习：在底物和酶的量一定的情况下，画一条表示时间对酶反应速率影响的曲线 18 产物的量 时间 思考： （1）为什么经过一定时间后，产物的量不再增加？ （2）如果把纵轴改为“酶反应速率”，曲线会如何变化？ （3）如果增加酶浓度，红色曲线会如何变化？ （4）如果不加酶，曲线会如何变化？ 酶反应速率快的原因？ （有些反应只要时间足够长，就可以慢慢进行；有些反应则无法进行。） 底物反应 1.作为生物催化剂，哪种比无机催化剂更有效率？ 2.酶的催化功能专一性好，而且高效 2.衣服上沾上了血迹，选什么洗衣粉好？ +O2 过氧化氢酶 MnO2 资料： H2O2是细胞内某些化学反应的副产物，有很强的氧化性。 如不及时清除或分解就会杀死细胞。细胞内的过氧化氢酶能催化H2O2的分解。 问 如何设计实验来验证某种酶的高效性？ 1.高效性 P7320 实验设计原则： 1.对照原则（空白对照、自身前后对照） 2.等量原则 3.单变量原则 4.平行重复原则 实验变量： 自变量 因变量 无关变量 21 （1）这个实验的自变量是什么？ （2）这个实验的因变量是什么？ （3）实验中怎样判断（观察）因变量？ （4）实验中有哪些无关变量？如何处理？ 实验一：过氧化氢酶与MnO2催化效率比较 22 鸡肝匀浆 二氧化锰 实验一：过氧化氢酶与MnO2催化效率比较 实验步骤： 1.样品采集与分组数 2.自变量处理 3.因变量检测 4.实验现象与结论 1.为什么用新鲜肝脏或者生土豆块茎？ 过氧化氢酶活性高 2.如果不把鸡肝和土豆块茎制成匀浆，实验结果会和本实验一样吗？为什么？匀浆后可能不明显，因为酶主要存在于细胞内。 23 实验记录表 试管H2O2溶液 鸡肝匀浆 MnO2 火星香检测实验结果 1号 2号 一点 一点 产生的气泡多而大，香燃烧剧烈 产生的气泡少而小，香燃烧无力 24 产物量 酶的效率高（与无机催化剂相比） 过氧化氢酶的效率比二氧化锰高得多；酶只能加速化学反应，缩短达到平衡的时间，但不能改变反应的平衡点。 + 酶 + 无机催化剂

无需催化剂 结论： .效率高 分子由正常状态转变为活性状态 易于分解 2690℃水浴加热 FeCl3 肝研磨液补充实验 3.加热和催化剂促进反应的原理一样吗？ 1.过氧化氢在室温下会分解，加热会促进过氧化氢的分解； 2.酶的催化效果比无机催化剂好； .效率高 【注】降低活化能≠降低反应的平衡点 分子由正常状态转变为活性状态 易于分解 加热提供活化能，催化剂降低活化能。 28

如果把化学反应比喻成开车翻山越岭，加热加压相当于踩油门，使用催化剂相当于帮司机找到翻山越岭的隧道。 酶催化——降低化学反应的活化能 口腔里有唾液淀粉酶，那为什么卡在牙齿里的肉丝两天了还没消化呢？ 思考如何设计实验来验证酶的特异性？ 问题2.特异性 30 用同一种酶催化不同的化学反应（或用不同的酶催化同一种化学反应） （1）实验思路： 31 例：淀粉酶水解淀粉和蔗糖。 32 实验：考察淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验原理： 淀粉和蔗糖水解生成的还原糖能与本尼迪克试剂反应生成红黄色沉淀，而非还原糖（蔗糖和淀粉本身）不能与本尼迪克试剂反应生成红黄色沉淀 33 试管实验步骤 1 2 3 4 实验现象 结论 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 振荡，37℃水浴，反应15分钟左右 加本尼迪克试剂→振荡→水浴加热2-3分钟 无变化 无变化 无变化 无变化 红黄色沉淀 红黄色沉淀 蔗糖酶只能催化蔗糖，而不能催化淀粉；淀粉酶只能催化水解淀粉，不能催化蔗糖；酶有专一性 1号2号3号4号5号6号━━.本实验中1号组和2号组起什么作用？ 2、为什么要37℃恒温水浴保温？ 检验淀粉、蔗糖与本氏试剂能否产生特异性的显色反应。唾液淀粉酶的最适温度是37℃。 3、本实验中本氏试剂能用碘-碘化钾溶液代替吗？ 不可以，碘-碘化钾溶液只能检测出淀粉的存在，检测不出蔗糖的存在。 35 【摘要】对照实验的一般程序 （1）取实验材料和器皿，分组、编号，在器皿中加入实验物质，注意等量原则。 （2）赋予材料不同的条件（或向器皿中加入不同的物质，注意单变量、等量原则）。 （3）观察并记录实验结果。 （4）分析、总结实验结论。 36 实验步骤： 1.取材料，分组、编号 2.处理自变量 3.检验因变量 4.实验现象与结论 （3）和（4）在探索性实验和验证性实验中是不同的。验证性实验只有一个结果和结论，而探索性实验可以有几种不同的结果和结论。 【例3】某学生为了证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，制定了如下实验方案： （1）实验目的：。

(2)实验材料与设备：（略）。 (3)实验方法与步骤 ①取两支试管，编号为A、B，各注入2mL糊状物。 ②用冷开水漱口后，用小烧杯收集唾液。 ③向试管A中加入2mL唾液。 ④在两支试管中各加入2滴碘溶液。 ⑤将两支试管摇匀后，放入37℃水浴中，恒温10分钟。取出两支试管。 ⑥观察试管中溶液颜色变化。 (4)结论：唾液中含有淀粉酶，能将淀粉水解为麦芽糖 (5)实验分析证明唾液淀粉酶对淀粉有消化作用37a。步骤③中，试管B中也应加入2mL清水。b. 应将步骤④与步骤⑤互换，以消除碘溶液对淀粉分解的影响。 c.结论错误。这个实验只能证明唾液淀粉酶分解了淀粉，但不能证明分解产物是什么。 P722. 特异性 38 三、酶的催化功能受多种条件的影响 （1）pH对酶活力的影响：不同的酶有不同的最适pH值，过酸过碱都会破坏酶的空间结构。 酶的活性受pH影响 393 注入等量的H2O2溶液 观察现象 产生大量气泡 没有产生气泡 没有产生气泡 步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 1 注入等量的过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 2 注入不同pH的溶液 1mL蒸馏水 1mL盐酸 提醒 实验步骤中的第2、3步不能颠倒，否则实验失败。 探索：pH对酶活性的影响 40 （二）温度对酶活性的影响 41 T2 最适温度 T1 最适温度 0 酶反应速度 温度 酶1 酶2 1.不同的酶有不同的最适温度，在最适温度下酶活性最高，酶反应速度最快。 2.酶活性低于或高于最适温度，酶活性都会下降 3.低温抑制酶活性，高温使结构发生改变，酶活性不能恢复（变性）。 （二）温度对酶活性的影响 42 （二）温度对酶活性的影响 ★影响酶促反应速率的因素： 1.温度 2.pH抑制酶活性 低温变性失活 温度过高，酸碱过大 433.酶浓度：在一定的浓度范围内，随酶浓度的升高，反应速率增大。 4.底物浓度：在一定的浓度范围内，随浓度的升高，反应速率增大，但达到一定浓度后，反应速率不再变化 酶反应速率 酶浓度 底物常数 酶反应速率 底物浓度 酶量常数 ★影响酶促反应速率的因素： 4445