4.1.1酶的化学本质作用及特性课件高一上学期生物北师大版必修1
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1.1 巴斯德和李比希争论的焦点是什么? 1.2 他们的争论对酶的后续研究有什么积极意义?
酶的发现
资料2：1897年，德国化学家布赫纳将酵母细胞用沙粒磨碎后进行过 滤，得到了酵母汁。为了保存新鲜的酵母汁,他把蔗糖作为防腐剂加 入其中，结果他惊奇地发现,蔗糖被发酵转化成了酒精和CO2。在后续 的研究中，他发现高温、酸、碱和很多有机溶剂处理后都会使酵母汁 的这种功能丧失。
2
2
50~60℃水浴加热
2~3min
实验现象 实验结论
有砖红 无砖红 无砖红 无砖红 色沉淀 色沉淀 色沉淀 色沉淀
α淀粉酶只能催化淀粉的水解， 说明酶的催化具有专一性。
酶的化学本质及作用
酶的概念： 是活细能。
酶的特性
高效性 专一性： 一种酶只能催化一种或一类化学反应
填空
1. 关于生物细胞内酶的叙述正确的是（ B ）
A. 所有的酶都是蛋白质 B. 酶与无机催化剂的作用原理相同 C. 酶总是在高温加热的情况下才有活性 D. 酶在催化生化反应时结构不会发生改变
选择
2. 某种RNA分子能够使另一种RNA分子分解成较小的片段，而自身并不改变。
这种RNA可以被称为（ B ）
实验原理
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉和蔗 糖都是非还原糖，它们都能被水解成还原糖。还原糖能够 与本尼迪特试剂发生反应，生成砖红色沉。
【实验】验证酶的专一性
方管法号步骤 ①
②
③
④
淀粉溶液（mL）
2
2
蔗糖溶液（mL）
2
2
α淀粉酶（mL）
2
2
蒸馏水（mL）
2
2
本尼迪特试剂（mL） 2
2
A. 腐蚀剂 B. 催化剂 C. 杀菌剂 D. 稳定剂
选择
3. 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（B ）
A. 淀粉酶 B. 蛋白酶 C. 脂肪酶 D. 麦芽糖酶
填空
4. 下图为蔗糖酶作用机理示意图，请回答下列问题：
（1）蔗糖酶的化学本质是__蛋__白__质____，图中表明蔗糖酶能催化___蔗__糖___水解为
3. 萨姆纳的观点历经数年才被广泛接受,其原因是什么？
酶的发现
资料4：1982年,美国科学家切赫发现原生动物四膜虫新合成的核糖体 RNA在溶液中不存在蛋白质的情況下,能够成功地催化自身剪切和重新 连接,变成成熟的核糖体RNA。后来,科学家又发现了多种能够催化自 身或其他RNA剪接的RNA,并将它们统称为核酶。
酶催化具有高效性
无机催化剂能使反应速率提高100~1000倍 酶能使反应速率提高108~1012倍
结论： 酶的催化作用具有__高___效__性____。
酶催化具有专一性
淀粉和各种二糖的水解都可以被酸催化。 淀粉酶只能催化淀粉的水解，蔗糖酶只能催化蔗糖的水解。 结论：无机催化剂没有专一性，酶的催化作用具有专一性。 酶的专一性是指__一__种__酶___只__能__催__化___一__种__或__一__类___化__学__反__应____。
_葡__萄__糖__和__果__糖_____。
酶具有专一性，酶只能与其
（2）由图可知，蔗糖酶不能催化麦芽糖水解的原因是_相__应__的_底__物__发__生__特__异__性_结_ 合
酶催化具有专一性
“诱导契合”模型 （以“酶催化氨基酸的脱水缩合”为例）
酶与底物结合
形成酶—底物复合物， 酶的形状发生改变
酶的形状复原
二肽（产物）
【实验】验证酶的专一性
目的要求
1. 利用本尼迪特试剂检测还原糖。 2. 比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的不同作用效果。 3. 阐明酶的催化具有专一性。
【实验】验证酶的专一性
化学本质是__蛋__白__质___，少数酶的化学本质是__R_N__A___。
酶的作用原理
阅读教材83页最后一段和84页第一、二段，思考：
什么是吸能反应和放能反应，并举例。 什么是自由能、活化能、过渡态？ 酶的催化原理是什么？
降低了反应的活化能。 什么是底物，与酶的命名有怎样的关系？
02
酶的特性
1. 和无机催化剂相比，酶的作用具有哪些特点？
2. 酶的化学本质是什么？
菜豆的根瘤
01
酶的化学本质及作用
酶的发现
资料1：1857年,法国微生物学家巴斯德认为葡萄酒的发酵是一个生理 过程，只能发生在完整的酵母活细胞中。而徳国化学家李比希则认为 发酵是一种化学过程，酵母颗粒起着催化剂的作用，类似于铂粉颗粒 催化过氧化氢(H2O2)的分解。后来有科学家提出假说,认为微生物中 含有某些化学物质,是它们引起了发酵,并把这些化学物质命名为酶, 然而当时许多科学家从酵母菌中分离酶的尝试都失败了。
4. 结合资料1、2、3的研究成果，说明切赫的研究对前述问题做 出了什么补充。酶的来源、功能和化学本质是什么？
酶的概念
葡萄酒的发酵是一个生理 过程只能发生在完整的酵 母活细胞中。
起催化作用的不是酵母颗 粒，而是酵母细胞内的一 类物质。
巴斯德
李毕希
结论： 酶是___活__细__胞___产生的具有___催__化___功能的有机物，绝大多数酶的
2. 布赫纳的实验能否证实资料1中关于“酶”的假说？
酶的发现
资料3：1917年,美国科学家萨姆纳开始尝试从刀豆种子中提取脲酶。 1926年,他以丙酮为溶剂,成功地获得了高纯度的结晶体,结晶体溶于 水后能够催化尿素分解成CO2和NH3的反应。萨姆纳发现脲酶晶体的组 分几乎全是蛋白质,因此推断所有酶都是蛋白质。20世纪30年代,其他 科学家相继结晶出胃蛋白酶等各种消化酶,并发现它们都是蛋白质。 萨姆纳的观点被广泛地接受了。
必修1 第4章 细胞代谢 第一节 酶
第1课时 酶的化学本质、作用及特性
索引
INDEX
1 问题探讨 2 酶的化学本质及作用 3 酶的特性 4 课堂小结 5 检测评价
氮是植物生长的必需元素，大气中约含78%的 N2，但不能被农作物直接利用，因此，种植农作 物一般都需要施用氮肥。目前，世界上大约有 10%的能源用于工业固氮，但工业固氮需要在 20~50MPa、500℃的条件下，使用无机催化剂将 氮气和氢气合成氨。而与豆科植物共生的根瘤菌 却在常温常压下就能够固氮。根瘤菌轻松固氮的 “法宝”是细胞中的生物催化剂一一酶。
【实验】比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
1. 通过观看视频，我们看到了哪些现象？ （1）1号比2号试管产生的气泡多而快 （2）1号比2号试管内的卫生香燃烧更猛烈
2. 通过实验，我们能得出什么结论？ （1）过氧化氢酶和Fe3+对过氧化氢的分解都有催化作用 （2）过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高，说明酶具有高效性
酶的发现
资料2：1897年，德国化学家布赫纳将酵母细胞用沙粒磨碎后进行过 滤，得到了酵母汁。为了保存新鲜的酵母汁,他把蔗糖作为防腐剂加 入其中，结果他惊奇地发现,蔗糖被发酵转化成了酒精和CO2。在后续 的研究中，他发现高温、酸、碱和很多有机溶剂处理后都会使酵母汁 的这种功能丧失。
2
2
50~60℃水浴加热
2~3min
实验现象 实验结论
有砖红 无砖红 无砖红 无砖红 色沉淀 色沉淀 色沉淀 色沉淀
α淀粉酶只能催化淀粉的水解， 说明酶的催化具有专一性。
酶的化学本质及作用
酶的概念： 是活细能。
酶的特性
高效性 专一性： 一种酶只能催化一种或一类化学反应
填空
1. 关于生物细胞内酶的叙述正确的是（ B ）
A. 所有的酶都是蛋白质 B. 酶与无机催化剂的作用原理相同 C. 酶总是在高温加热的情况下才有活性 D. 酶在催化生化反应时结构不会发生改变
选择
2. 某种RNA分子能够使另一种RNA分子分解成较小的片段，而自身并不改变。
这种RNA可以被称为（ B ）
实验原理
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。淀粉和蔗 糖都是非还原糖，它们都能被水解成还原糖。还原糖能够 与本尼迪特试剂发生反应，生成砖红色沉。
【实验】验证酶的专一性
方管法号步骤 ①
②
③
④
淀粉溶液（mL）
2
2
蔗糖溶液（mL）
2
2
α淀粉酶（mL）
2
2
蒸馏水（mL）
2
2
本尼迪特试剂（mL） 2
2
A. 腐蚀剂 B. 催化剂 C. 杀菌剂 D. 稳定剂
选择
3. 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是（B ）
A. 淀粉酶 B. 蛋白酶 C. 脂肪酶 D. 麦芽糖酶
填空
4. 下图为蔗糖酶作用机理示意图，请回答下列问题：
（1）蔗糖酶的化学本质是__蛋__白__质____，图中表明蔗糖酶能催化___蔗__糖___水解为
3. 萨姆纳的观点历经数年才被广泛接受,其原因是什么？
酶的发现
资料4：1982年,美国科学家切赫发现原生动物四膜虫新合成的核糖体 RNA在溶液中不存在蛋白质的情況下,能够成功地催化自身剪切和重新 连接,变成成熟的核糖体RNA。后来,科学家又发现了多种能够催化自 身或其他RNA剪接的RNA,并将它们统称为核酶。
酶催化具有高效性
无机催化剂能使反应速率提高100~1000倍 酶能使反应速率提高108~1012倍
结论： 酶的催化作用具有__高___效__性____。
酶催化具有专一性
淀粉和各种二糖的水解都可以被酸催化。 淀粉酶只能催化淀粉的水解，蔗糖酶只能催化蔗糖的水解。 结论：无机催化剂没有专一性，酶的催化作用具有专一性。 酶的专一性是指__一__种__酶___只__能__催__化___一__种__或__一__类___化__学__反__应____。
_葡__萄__糖__和__果__糖_____。
酶具有专一性，酶只能与其
（2）由图可知，蔗糖酶不能催化麦芽糖水解的原因是_相__应__的_底__物__发__生__特__异__性_结_ 合
酶催化具有专一性
“诱导契合”模型 （以“酶催化氨基酸的脱水缩合”为例）
酶与底物结合
形成酶—底物复合物， 酶的形状发生改变
酶的形状复原
二肽（产物）
【实验】验证酶的专一性
目的要求
1. 利用本尼迪特试剂检测还原糖。 2. 比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的不同作用效果。 3. 阐明酶的催化具有专一性。
【实验】验证酶的专一性
化学本质是__蛋__白__质___，少数酶的化学本质是__R_N__A___。
酶的作用原理
阅读教材83页最后一段和84页第一、二段，思考：
什么是吸能反应和放能反应，并举例。 什么是自由能、活化能、过渡态？ 酶的催化原理是什么？
降低了反应的活化能。 什么是底物，与酶的命名有怎样的关系？
02
酶的特性
1. 和无机催化剂相比，酶的作用具有哪些特点？
2. 酶的化学本质是什么？
菜豆的根瘤
01
酶的化学本质及作用
酶的发现
资料1：1857年,法国微生物学家巴斯德认为葡萄酒的发酵是一个生理 过程，只能发生在完整的酵母活细胞中。而徳国化学家李比希则认为 发酵是一种化学过程，酵母颗粒起着催化剂的作用，类似于铂粉颗粒 催化过氧化氢(H2O2)的分解。后来有科学家提出假说,认为微生物中 含有某些化学物质,是它们引起了发酵,并把这些化学物质命名为酶, 然而当时许多科学家从酵母菌中分离酶的尝试都失败了。
4. 结合资料1、2、3的研究成果，说明切赫的研究对前述问题做 出了什么补充。酶的来源、功能和化学本质是什么？
酶的概念
葡萄酒的发酵是一个生理 过程只能发生在完整的酵 母活细胞中。
起催化作用的不是酵母颗 粒，而是酵母细胞内的一 类物质。
巴斯德
李毕希
结论： 酶是___活__细__胞___产生的具有___催__化___功能的有机物，绝大多数酶的
2. 布赫纳的实验能否证实资料1中关于“酶”的假说？
酶的发现
资料3：1917年,美国科学家萨姆纳开始尝试从刀豆种子中提取脲酶。 1926年,他以丙酮为溶剂,成功地获得了高纯度的结晶体,结晶体溶于 水后能够催化尿素分解成CO2和NH3的反应。萨姆纳发现脲酶晶体的组 分几乎全是蛋白质,因此推断所有酶都是蛋白质。20世纪30年代,其他 科学家相继结晶出胃蛋白酶等各种消化酶,并发现它们都是蛋白质。 萨姆纳的观点被广泛地接受了。
必修1 第4章 细胞代谢 第一节 酶
第1课时 酶的化学本质、作用及特性
索引
INDEX
1 问题探讨 2 酶的化学本质及作用 3 酶的特性 4 课堂小结 5 检测评价
氮是植物生长的必需元素，大气中约含78%的 N2，但不能被农作物直接利用，因此，种植农作 物一般都需要施用氮肥。目前，世界上大约有 10%的能源用于工业固氮，但工业固氮需要在 20~50MPa、500℃的条件下，使用无机催化剂将 氮气和氢气合成氨。而与豆科植物共生的根瘤菌 却在常温常压下就能够固氮。根瘤菌轻松固氮的 “法宝”是细胞中的生物催化剂一一酶。
【实验】比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
1. 通过观看视频，我们看到了哪些现象？ （1）1号比2号试管产生的气泡多而快 （2）1号比2号试管内的卫生香燃烧更猛烈
2. 通过实验，我们能得出什么结论？ （1）过氧化氢酶和Fe3+对过氧化氢的分解都有催化作用 （2）过氧化氢酶的催化效率比Fe3+高，说明酶具有高效性