高中生物必修一第五章 5.1酶

叶绿体：CO2+H2O
光能 酶
（CH2O) +O2
线粒体:
C6H12O6+6H2O+O2
氧气 酶
酶
核糖体： 氨基酸 缩合脱水
6CO2+12H2O+能量
多肽
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统
称 细胞代谢
实验原理
（1）新鲜猪肝或萝卜等活细胞中均含有过氧化氢酶， FeCl3是一种无机催化剂，他们都可以催化过氧化氢分 解成水和氧.分别用一定数量的过氧化氢酶和FeCl3催 化过氧化氢分解成水和氧，可以比较两者催化效率。
来源：凡是活细胞都能合成酶
功能：催化功能
化学本质：大多为蛋白质，少数为RNA
五、酶及其本质的发现过程
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
发酵与 活细胞 有关
巴斯德
脲酶是 蛋白质
VS
毕希纳 萨姆纳
李比希
发酵与死细胞 中的物质有关
死细胞中的物 质和活细胞都
能引起发酵
其他科学家
胃蛋白酶等许多 酶也是蛋白质
李比希认为引起发酵是细胞中的某些物质 是合理的，但是他认为这些物质只有在酵母菌细 胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。
酶的本质
毕希纳实验示意图,毕希纳从中发现什么？ 酵母细胞中的提取液能够在酵母细胞破碎后继续
起作用，催化葡萄糖发酵成酒精，就像在活酵母细胞 中一样。他将提取液中的这种物质称为酿酶 为什么当时只能推测酶是蛋白质,而不能证明酶是蛋白质?
气泡：大量
卫生香：不猛 卫生香：猛
烈
烈
与无机催化剂相比较，酶降低活化能的作 用更显著，因而催化效率更高。
没有酶催化
能 量
有Fe+的催 化
有酶的催化
各条件使反应加快的本质：
加热：提高分子的能量 Fe3+：降低化学反应的活化能 酶： 更显著地降低化学反应的活化能
作用：催化作用 原理：降低化学反应的活化能
少数酶是 RNA
切赫和奥特曼
1 下列有关酶的叙述，错误的是 ( )
①是具有分泌功能的细胞产生的
②有的从食物中获得，有的在体内转化而来
③活细胞均能产生酶
④酶都是蛋白质
⑤有的酶是蛋白质，有的酶是RNA ⑥酶在代谢中有
许多功能
⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶都是生
物催化剂
⑨酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥作用
2 达到最适温度时，酶的活
失活
性最高
3 超过最适温度时，随着温度
的升高，酶的活性逐渐下降
温度过高容易使酶的 空间结构 遭到破坏而失去 活性 。
温度再变低时，酶活性不__可__恢___
动物:35~40oC；
低温 只抑制酶活性，不破复坏空间结构，植微物 生:物40最~适50ToC差；别大
温度恢复适宜时，酶的活性_可__恢_复__ 有些人工酶：60oC
因变量
结论
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快
1.常温 2.加热
3.FeCl3 4.加肝液
变 量：实验过程中可以变化的量
自变量：实验过程中人为改变的量
因变量：随着自变量变化而变化的量
无关变量：除自变量外，实验过程中对实验结果可能 造成影响的其它的可变因素
对照试验：除了一个因素以外，其它因素都保持不变的 实验，对照试验就需设置实验组和对照组。
2.酶的本质
阅读教材P81－82,“关于酶本质的探索”思考：
巴斯德以前、巴斯德、李毕希、毕希 纳、萨姆纳、切赫和奥特曼的观点各 是什么？
酶的本质
巴斯德在显微镜下观察到酵母细胞,他 的观点哪些是正确的,哪些是错误的? 李比希的观点呢?
巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但 是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质 在起作用是不正确的；
（1）比较过氧化氢在不同条件下的分解
对照实验 步骤
对照组 试管实编验号组
1
2
3
4
说明 变量
一 H2O2 浓度 3%
剂量
2mL
3% 3% 2mL 2mL
3% 无关变量 2mL
二 反应条件
常温
肝脏研 90℃ FeCl3 磨液 自变量
剂量
2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
结 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 果 卫生香燃烧 不复燃不复燃 变亮 复燃
1、2、4、6、7、9
2 能水解脂肪酶的酶是（ B ）
A 淀粉酶 B 蛋白酶 C 脂肪酶
D 肽酶
3 能够促使蛋白酶水解的酶是( B)
A．淀粉酶
B．蛋白酶
C．脂肪酶
D．麦芽糖酶
第1节 降低化学反应活化能的酶
二 酶的特性
1、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107－1013 倍
少量肝脏 研磨液
FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加 快过氧化氢分解的速率，
3）3号试管和4号试管相比，4号试管中的反应速率快,这说 明了什么？
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多，
判断下列说法的对错：
1 必须用新鲜肝脏做实验材料。 2 实验使用肝脏的研磨液,使酶从细胞中出来，有 利于加速过氧化氢的分解。 3 不能共用一个试管吸取肝脏研磨液和氯化铁溶液。 4 过氧化氢有腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 5 观察产生氧气多少的途径：
A、观察产生气泡的数目的多少。 B、用无火焰的卫生香来鉴定，氧气多会使无火 焰的卫生香复燃。
酶的作用机理
问题质疑：
1、与1号试管相比，为什么2号试管加热后过氧化氢 就能分解？ 加热使反应加快的本质：使过氧化氢分子得到能量， 从常态转变为容易分解的活跃状态。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活
跃状态所需要的能量称为活化能
（2）经计算，用质量分数为3.5%的氯化铁溶液和质量 分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴氯化铁溶液中的 FeCl3分子数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数 的25万倍。
实验目的 比较过氧化氢在不同条件
下的分解速率
实验步骤
比较过氧化氢在不同条件下的分解
试管编号 1
2
3
4
第一步 第二步
每支试管加 2ml 过氧化氢溶液
不处理 90℃水浴
滴入2滴 FeCl3溶液
滴入2滴肝 脏研磨液
结果
实验
试管编号 1
2
3
4
第一步
每支试管加2ml过氧化氢溶液
第二步
常温
90℃水 滴入2 滴 滴入2滴肝 浴 FeCl3溶液 脏研磨液
2-3min后，将点
检验方法
燃的卫生香分别 放入试管上方，
观察卫生香燃烧
情况。
2-3min分钟后，将 点燃的卫生香放在液 面的上方
自变量 是底物
实验组：a底物＋A酶液检――测→底或物有被产分物解形成 ②
对照组：a底物＋B酶液检――测→底或物无不产分物解形成
自变量 是酶
3、酶的作用条件较温和 1）适宜的温度 2）适宜的PH值
υ/mmol. s-1
抑制
每种酶都有自己的_最__适___温__度___
1 在一定范围内，随着温度 的升高，酶的活性逐渐增强
酶的本质
萨姆纳研究成果是什么？
从刀豆种子中提取得到脲酶，这种酶能催化尿 素分解成氨和CO2，并证明脲酶是蛋白质
20世纪80年代切赫和奥特曼发现了什么？
发现少数RNA也具有生物催化功能
酶的本质
酶在活细胞中产生， 但可以在细胞内，也 可以在细胞外甚至在
体外起作用
请给酶下一个较完整的定义.
酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物
三 加入斐林试剂
振荡 约60℃水浴2min
实验 蓝色
棕色
现象
砖红色沉淀
无变化
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉酶溶液
蔗糖酶溶液
一
实
1号试管和2号试管均中加入2mL淀粉溶液
验 步
二
1号试管加入淀粉酶2
2号试管加入蔗糖酶2滴
骤 三 滴试管下半部浸入37℃左右的热水中，反应5min
FeCl3中Fe3+和肝脏研磨液的过氧化氢 酶都能加快过氧化氢分解，原因与2号 试管的相同吗？
降低了化学反应的活化能
质量分数为 20%的肝脏 研磨液
质量分数为 3.5%的 FeCl3溶液
过氧化氢酶
Fe3+
所含酶相对数 Fe3+的相对
量：1
数量：25
万
3号试管加 FeCl3溶液
气泡：较多
4号管加 新鲜肝脏研 磨液
Z.x.x. K
酶高效性的曲线
2、酶具有专一性 酶催化反应的机制（底物-酶结合或锁钥学说）
意义： 细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不 开的。
酶专一性的曲线
探究酶专一性的实验 淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化作 用下能水解为麦芽糖和葡萄糖。蔗糖在酶的催化作用 下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、葡萄糖、果糖均 属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原 反应，生成砖红色的沉淀。
材料：（根据需要选择）
淀粉、蔗糖、唾液淀粉酶（最适温度37℃）、 蔗糖酶、新配制的斐林试剂、碘液、水浴锅、 试管若干
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
淀粉溶液
蔗糖溶液
一
实
验 步
二
骤
1号试管中加入2mL 淀粉溶液
2号试管中加入2mL 蔗糖溶液
加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入37℃ 左右的热水中，反应5min
溶液 溶液 溶液 溶液
溶液 溶液
2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml
冰水
60℃水浴
沸水浴
温度
放置2分钟
1′号倒入1号；2′号倒入号； 3′号倒入3号
混匀
摇匀混合，放置各自温度反应5min
试剂
在各混合试管中滴加2滴碘液
现象
变蓝
因变量
对照性原则 设计对照实验，既要有对照组，也要有实验组
单一变量原则 对照实验中，除了自变量外，其它量都相同
Baidu Nhomakorabea一试对现象的分析
1）与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明 了什么？
2号试管，加热能促进H2O2的分解,提高反应速率；
2） 3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什 么？
结果预测
实验步骤：
对照步实骤验
对照组 试管编实号验组
1
2
3
4
说明
变量
一 H2O2 浓度 3%
剂量
2ml
3% 3% 2ml 2ml
3% 无关变量
2ml
二 反应条件
常温
90℃
肝脏研 FeCl3 磨液
自变量
剂量
2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
观 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 察 带火星的卫生香 不复燃 不复燃 变亮 复燃
2、过氧化氢和H2O2酶溶液、淀粉和淀粉酶，选 择哪一组作实验材料？ 淀粉和淀粉酶，
过氧化氢在高温下会自行分解
3、应该选碘液还是斐林试剂来鉴定实验结果呢？
碘液
该实验本身需要控制温度，而斐林试剂使用时要水浴加热
温度对酶活性的影响
组别
A
B
C
试管
1号 1′号 2号 2′号 3号 3′号
淀粉 淀粉酶 淀粉 淀粉酶 淀粉 淀粉酶
在最适合的pH下，酶的活性__最__高_
1 在一定范围内，随着pH的升高，
失活
失活 酶的活性逐渐增强；
2.超过最适pH时，随着pH的继续升 高，酶的活性逐渐下降。
在过酸过碱的条件下，都会使酶的__空__间__结__构______遭到
破坏而失去__活__性_____ ，_不__可___恢复
。
动物:6.5~8.0 例外，胃蛋白酶的最适pH:1.5
1、为何要将肉放在金属笼子里？
排除物理消化
2、是什么物质使肉块消失 了？
胃内的化学物质
3、怎样才能证明你的推测？
收集胃内的化学物质，体外是否能 将肉分解。
胃内起消化作用的物质主要是什么？
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
1 酶的作用和本质 2 酶的特性
一、酶的作用和本质
什么叫细胞代谢？
四 加入斐林试剂
振荡 约60℃水浴2min
实验 蓝色
棕色
现象
砖红色沉淀
不产生砖红色沉淀
结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。
2.探究酶的专一性 (1)思路：同一种酶催化不同化学反应(或不同酶催化同一化学 反应)。
实验组：a底物＋A酶液检――测→底或物有被产分物解形成 ①
对照组：b底物＋A酶液― 检―测→底 或物无不产分物解形成
植物:4.5~6.5。
探究：探究温度对酶活性的影响
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 质量分数为2%的淀粉酶溶液
体积分数为3%的过氧化氢溶液 质量分数为20%的过氧化氢酶溶液
碘液、斐林试剂、试管若干、量筒 冰水、60℃温水、沸水
不同温度对酶活性的影响
1、根据材料设定几个温度？每个温度下取几支试管？ 3个温度，0℃冰水浴、60℃温水浴、100℃沸水浴 每个温度下用2支试管
Z.x.x. K
2、自变量处理： 在A试管中加入2滴FeCl3溶液，在B试管中加入2滴 H2O2酶溶液 3、（相同条件下培养）观察： 观察相同时间内两支试管的气泡产生量
1、酶具有高效性
酶的催化效率是无机催化剂的107－1013 倍 酶具有高效性的意义：
酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行，从而 使能量供应的稳定
Z.x.x. K
3
4
3
4
该实验的自变量是_催__化__剂__的__种__类__（__F_e_C_l_3_和__H_2O_2_酶__）_____
请书写该实验的步骤:
1、酶具有高效性
实验步骤书写的三部曲: 1、分组编号作准备： 取两支试管，分成两组，编号A、B，在A、B试管中各 加入2mlH2O2溶液