甲基对硫磷水解酶酶促反应体系建立及特性研究
刘智,马爱芝,张晓舟,张小华,李顺鹏
(南京农业大学农业部农业环境微生物工程重点开放实验室,江苏南京210095)
摘要:从甲基对硫磷降解菌DLL 2E 4(Pseudomonas putida )中提取水解酶,对其酶促反应进行研究,建立了反应体系:474μL N a 2HPO 42柠檬酸缓冲液,1215μL 甲基对硫磷,115μg 粗蛋白,35℃水浴5min 。水解酶保持稳定的pH 值范围为510～1010,最适pH 为710。该酶热不稳定,45℃30min 处理,酶活下降50%;100℃10min 处理可完全灭活。测定了11种金属离子、TWEEN 280、T riton X 2100及E DTA 对水解酶的作用,发现20mmol ?L -
1CoCl 2对酶活有明显的抑制作用,而20～0102mmol ?L -1的LiCl 对酶活有促进作用,2mmol ?L -1的TWEEN 280和T riton X 2100可降低80%的酶
活。
关键词:甲基对硫磷水解酶;酶促反应体系;特性
中图分类号:Q 93 文献标识码:A 文章编号:10002030(2003)04006004Study on reaction system and characteristics of
methyl parathion hydrolase
L IU Zhi ,MA Ai 2zhi ,ZHANG Xiao 2zhou ,ZHANG Xiao 2hua ,L I Shun 2peng
(K ey Laboratory of Microbiological E ngineering of Agricultural E nvironment ,
Ministry of Agriculture ,N anjing Agric U niv ,N anjing 210095,China)
Abstract :Methyl parathion (MP)hydrolase w as extracted from MP degrading strain DLL 2E 4(Pseudomonas putida ).The enzym atic reaction system w as founded as follow s :N a 2HPO 42citric acid buffer 474μL ,MP 1215μL ,crude enzyme (about 115μg crude protein),35℃w ater b athing 5min.The characteristics of MP hydrolase w as determined.The pH area for keeping of enzyme is 5101010,with the optimum pH 710.The activity of enzyme is dow n to 50%and zero when treated with 45℃30min.and 100℃10min ,respectively.11metal ions ,TWEEN 280,T riton X 2100and E DTA w ere chose to study their effects on MP hydrolase activity.Data show ed that 20mmol ?L -1CoCl 2,2mmol ?L -
1TWEEN 280and T riton X 2100can
greatly inhibit hydrolase activity ,while 200102mmol ?L -1LiCl can enhance it.
K ey w ords :methyl parathion hydrolase ;enzym atic reaction system;characteristics 随着微生物学和生物化学研究的日益深入,人们越来越意识到使用微生物酶制剂消除环境中的农药污染是目前极具前景的一项工作[1,2]。磷酸酯酶在有机磷杀虫剂的去毒过程中起着重要的作用,用从兔血清中纯化出的对氧磷酶处理小鼠,可以在24h 以上保护小鼠不受毒死稗的毒害[3,4]。对硫磷农药经过对硫磷水解酶作用后,其毒性下降100～120倍[5],表明人们可以利用有机磷水解酶来防止有机磷农药的中毒及消除有机磷农药的污染。本研究以甲基对硫磷(methyl parathion ,MP)为底物,对来源于恶臭假单胞菌DLL 2E 4(Pseudomonas putida )[6]的MP 水解酶进行了研究,旨在探索该菌株中甲基对硫磷降解酶的活力及定域,为进一步研究该酶的降解机理和基因定位奠定基础。
1 材料与方法
111 菌种和培养基
菌种为恶臭假单胞菌DLL 2E 4(Pseudomonas putida )。液体培养基为L B 培养基[7],固体培养基为收稿日期:20021220
基金项目:国家863项目(2001AA 214121,2002AA 246081);农业科技跨越计划(M 200011);国家攻关项目(2002BA 516A 01)作者简介:刘智(1975),博士研究生。导师:李顺鹏(1942),教授,从事环境微生物研究,E 2m ail :lsp @njau 1edu 1cn
南京农业大学学报 2003,26(4):60～63Journal of N anjing A gricultural U niversity
含115%～210%琼脂的L B 培养基。
112 试剂
甲基对硫磷(乳剂),甲基对硫磷(色谱纯),硝酸等其他药品皆为分析纯。
113 菌种的活化和培养
将-70℃冷冻保藏的DLL 2E 4菌种划线接种于含500mg ?L -1甲基对硫磷平板上,35℃活化培养过夜。挑取有明显水解圈[6]的单菌落于50mL 液体培养基中,35℃、150r ?min -1振荡培养过夜。按5%接种量接种于一组200mL 液体培养基中(用于提取酶),35℃、150r ?min -1振荡培养过夜。114 粗酶液提取
收集发酵液,于4℃、3000g 离心10min 。超声波破碎菌体细胞,与上清混合,边搅拌边加碾细的硫酸铵至饱和度为100%,4℃盐析过夜;离心,收集蛋白沉淀,用pH 710的0105mol ?L -1的N a 2HPO 42N a H 2PO 4缓冲液溶解后,用重蒸水透析(MWCO =5000)至无SO 42-,得粗酶液。115 蛋白质含量的测定
按B radford 法进行[8]。蛋白质标准曲线方程为:y =15812x -561806。其中:y 表示蛋白质量(μg),x 表示D 595,r =0199,测量范围为:蛋白质量10～100μg 。
116 酶活性的测定
本试验条件下,1min 内生成1nmol 对硝基苯酚(p 2nitrophenol ,PNP)的酶量定义为1个酶活力
单位(U )。酶的比活力为每μg 粗酶液的酶活力(nmol ?min -1?
μg -1)。PNP 的测定方法参见文献[9]。117 酶促反应条件的确定
参照文献[10],采用pH 310,410,415,510,515,610,615,710,715,810,815的012mol ?L -1磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和pH 910,915,1010的0105mol ?L -1的甘氨酸2氢氧化钠缓冲液设置不同的pH 环境;采用水浴加热,分别控制反应温度为20～50℃;反应时间为1～30min ,浓度范围为5～50μL 。酶学反应采用体积分数为10%
的硝酸溶液终止。分别研究pH 、温度对酶促反应的影响,并研究酶反应的时间、进程动力学,最后依据研究结果建立合适的酶促反应条件。
118 酶液特性研究
25℃下,将水解酶置于pH 410,510,610,710,810的50mmol ?L -1磷酸氢二钠2柠檬酸缓冲液中处理30min ,检测处理后酶液的酶活性,以研究pH 对酶稳定性的影响。
分别在4,45,55,65,75℃下处理MP 水解酶30min ,100℃下处理MP 水解酶10min ,检测水解酶的活性,以确定酶的耐热性。
分别将01002,0102以及2mmol ?L -1的F eSO 4、CuC l 2、LiC l 、NiSO 4、CuSO 4、C aC l 2、F e 2(SO 4)3、CoCl 2、Z nSO 4、MgSO 4、MnSO 4、E DTA 、TWEEN 280、T riton X 2100加入酶促反应体系中,检测MP 水解酶活性的变化。个别体系若2mmol ?L -1浓度的影响不明显,则提高到20mmol ?L -1进一步研究。2 结果与分析
211 MP 水解酶反应体系的建立
21111 pH 对MP 水解酶酶促降解的
影响 选取DLL 2E 4生长的最适温度
35℃为酶学反应温度,根据文献
[5],反应时间为5min 左右。如图1A 所示,MP 水解酶粗酶液在pH
710～715时发挥最大效果,故本实
验酶促反应的pH 值定为710。
21112 温度对MP
水解酶酶促降解图1 不同pH 值(A)和不同温度(B )下粗酶液的酶活性Fig 11 E ffect of pH (A)and temperature (B )on MP hydrolase activity
的影响 在pH 710的磷酸氢二钠2柠檬酸缓冲液中测定温度对甲基对硫磷酶促降解的影响。如图1B 所示,35℃时酶活性达到顶峰,与DLL 2E 4的最适培养温度[6]相一致。
21113 20μL 粗酶液反应时间曲线
由图2表明,酶促反应进行到5min 左右即达到最大值,此后反?16?第4期 刘智等:甲基对硫磷水解酶酶促反应体系建立及特性研究
应速度趋近为0。所以在20μL 粗酶液(1143μg 粗蛋白)的1mL 体系中采用反应时间以5min 较好
。
图2 20μL 粗酶液反应时间曲线
Fig 12 Time reaction curve of 20μL crude enzyme 图3 MP 水解酶的反应时间曲线Fig 13 Time reaction curves of MP hydrolase
21114 酶的反应进程曲线与酶浓度曲线 如图3所示,在添加酶液量较少时,随着反应时间的延长,产生对硝基苯酚的量不断增多,近似为直线关系。当添加粗酶液量为20μL (1143μg)时,反应接近饱和;30μL 粗酶液量的曲线几乎与20μL 的完全重合;当添加的粗酶液增高到40和50μL 时,由于粗酶液中还含有能够降解对硝基苯酚的酶类6],导致中间产物对硝基苯酚被进一步降解。
综合上述结果,建立了如下酶学反应体系:474μ
L N a 2HPO 42柠檬酸缓冲液(pH 710,0105mol ?L -1),1215μL 甲基对硫磷(色谱纯,10mg ?mL -1,甲醇溶解),20μL 粗酶液(约1143μg 粗蛋白),35℃水浴5min ;添加体积分数为10%的硝酸,调整pH 值为3～4(黄色刚好消失),终止反应;10000r ?min -1离心5min ,取上清测定产物对硝基苯酚的生成。每一试验设3个平行,以添加等量灭活酶液的反应体系作为阴性对照。
212 甲基对硫磷水解酶的特性
21211 pH 对水解酶稳定性的影响 分别
于不同pH 条件下处理MP 水解酶一定时
间,按上述确定的粗酶液反应体系,检测
处理后酶液的酶活性。图4A 表明,粗
酶液在pH 7～9之间保持较高的稳定性,
pH 8时酶的稳定性最好,这与酶的最佳
反应pH 值为7有一定的差别。21212 温度对水解酶稳定性的影响 由图4B 表明,甲基对硫磷水解酶的活
性容易受到温度的影响,45℃处理3
图4 MP 水解酶对pH (A)和热(B )的稳定性 Fig 14 E ffect of pH (A)and temperature (B )on stock
of MP hydrolase (注:对照为-20℃保存的酶液。CK:enzyme stored at -20℃)
min 就可以使酶活性降低到原来的1/4。这为我们在实际生产和应用中保存该酶提出了挑战。21213 金属离子、表面活性剂及E DT A 对MP 水解酶活性的影响 由图5所示,一般金属离子和E DT
A
图5 金属离子、E DTA 及表面活性剂对酶活性的影响
Fig 15 E ffect of metal ion ,E DTA and detergent on MP hydrolase activity
11FeSO 4;21Fe 2(SO 4)3;31CuCl 2;41CuSO 4;51LiCl ;61NiSO 4;71C aCl 2;81CoCl 2;91Z nSO 4;101MgSO 4;111MnSO 4;121EDTA;131TWEEN 280;141T riton X 2100
?26?
南 京 农 业 大 学 学 报 第26卷
对酶活的影响不大,但20mmol ?L -1的CoCl 2对酶活性有明显的抑制作用,而0102～20mmol ?L -1的LiCl 对酶活有促进作用。LiCl 在DLL 2E 4降解对硝基苯酚中也有促进作用,两者之间是否有某种联系,尚待进一步研究。表面活性剂对DLL 2E 4产生的MP 水解酶有极大的影响,2mmol ?L -1的TWEEN 280和T riton X 2100几乎可以降低80%的酶活性,而即使表面活性剂的浓度降低到010002mmol ?L -1,仍然能降低30%左右的酶活性。这在粗酶液应用于农产品表面农药残留消除试验中也观察到了[11]。3 讨 论
MP 水解酶或对硫磷水解酶的研究,国内外相关报道也很多。Chaudhry 等[12]发现,从能组成型产生MP 水解酶的富集培养液中分离的Pseudomonas sp 1MP 水解酶(粗酶液)比酶活为0168nmol ?min -1?
μg -1,活性不受重金属离子、E DTA 、叠氮化钠等影响。Munnecke 等[13]从对硫磷富集物中分离出对硫磷水解酶,对温度的耐性很强,室温稳定,55℃处理10min 后活性保持不变。刘玉焕等[14]从黑曲霉
Aspergillus niger Y 28中分离出对硫磷水解酶,粗酶液比酶活为0151nmol ?min -1?
μg -1,最适作用温度为50℃,最适pH 为715,单亚基蛋白,胞内酶,相对分子质量为42×103,SDS 、H g 2+、Ag +、Fe 3+对酶有强烈的抑制作用,E DTA 无影响。总的来说,文献报道的MP 水解酶(或对硫磷水解酶)特性差
异较大,似以DLL 2E 4产生的MP 水解酶比活性较高(粗酶液比酶活为7172nmol ?min -1?
μg -1)。此外,关于表面活性剂、E DTA 以及金属离子对MP 水解酶活性的影响,与黑曲霉Aspergillus niger 产生的水解酶相似。
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责任编辑:夏爱红
?36?第4期 刘智等:甲基对硫磷水解酶酶促反应体系建立及特性研究
蛋白酶能将蛋白质水解成氨基酸吗 生物100（bio1297）——很用心的生物学，有态度的自媒体，关注中、高考和教学、科普的平台。点击标题下蓝字“生物100”免费关注，我们将为您提供有价值的生物学、有意思的生物学。蛋白酶是蛋白水解酶的简称，蛋白酶主要包括胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。各种蛋白酶都水解肽键，但它们的专一性各不相同。胃蛋白酶催化具有苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸以及亮氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺等肽键的断裂，使大分子的蛋白质变为较小分子的多肽。胰蛋白酶水解碱性氨基酸（赖氨酸、精氨酸）的残基与其他氨基酸的氨基形成的肽键，产物是以碱性氨基酸作为羧基末端的多肽和少量碱性氨基酸。糜蛋白酶水解芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等）的残基与其他氨基酸的氨基形成的肽键，产物是以芳香族氨基酸作为羧基末端的多肽和少量芳香族氨基酸。弹性蛋白酶水解缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、丙氨酸等各种脂肪族氨基酸的羧基与其他氨基酸的氨基形成的肽键，产物是以脂肪族氨基酸作为羧基末端的多肽和少量脂肪族氨基酸。经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶作用后的蛋白质，已经变成短链的肽和部分游离氨基酸。短肽又经羧肽酶和氨肽酶的作用，分别从肽段的C-端和N-端水解下氨基酸残基。羧肽酶有A、B两种，分
别称为羧肽酶A和羧肽酶B，前者主要水解由各种中性氨基酸为羧基末端构成的肽键，产物是寡肽和中性氨基酸。后者主要水解由赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸为羧基末端构成的肽键，产物是寡肽和碱性氨基酸。氨肽酶则水解氨基末端的肽键。寡肽再通过寡肽酶（氨基肽酶和二肽酶）水解成氨基酸。蛋白质经过上述各种酶的协同作用，最后全部转变为游离的氨基酸。综上所述，蛋白酶是能将蛋白质水解成氨基酸的。所以人教版选修一教材P：6：“蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸”，以及P：46“碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸和小分子的肽”的说法并无错误。
酶 一、酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性和高度选择性的特殊蛋白质。按其组成的不同，将酶分成单纯蛋白质和结合蛋白质两大类。例如，大多数水解酶属单纯由蛋白质组成的酶; 黄素单核苷酸酶则属由酶蛋白和辅助因子组成的结合蛋白酶。结合蛋白质中的酶蛋白为蛋白质部分，辅助因子为非蛋白质部分，两者结合成全酶，只有全酶才有催化活性 二、酶的形态结构 所有的酶都含有C、H、O、N四种元素。按照酶的化学组成可将酶分为单纯酶和复合酶两类。 单纯酶分子中只有氨基酸残基组成的肽链。 结合酶分子中则除了多肽链组成的蛋白质，还有非蛋白成分，如金属离子、铁卟啉或含B 族维生素的小分子有机物。结合酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分统称为辅助因子（cofactor），两者一起组成全酶；只有全酶才有催化活性，如果两者分开则酶活力消失。非蛋白质部分如铁卟啉或含B族维生素的化合物若与酶蛋白以共价键相连的称为辅基（prosthetic group），用透析或超滤等方法不能使它们与酶蛋白分开；反之两者以非共价键相连的称为辅酶（coenzyme），可用上述方法把两者分开。辅助因子有两大类，一类是金属离子，且常为辅基，起传递电子的作用；另一类是小分子有机化合物，主要起传递氢原子、电子或某些化学基团的作用。 结合酶中的金属离子有多方面功能，它们可能是酶活性中心的组成成分；有的可能在稳定酶分子的构象上起作用；有的可能作为桥梁使酶与底物相连接。辅酶与辅基在催化反应中作为氢（H+和e）或某些化学基团的载体，起传递氢或化学基团的作用。体内酶的种类很多，但酶的辅助因子种类并不多，常见到几种酶均用某种相同的金属离子作为辅助因子的例子，同样的情况亦见于辅酶与辅基，如3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶均以NAD+作为辅酶。酶催化反应的特异性决定于酶蛋白部分，而辅酶与辅基的作用是参与具体的反应过程中氢（H+和e）及一些特殊化学基团的运载。 酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。一个值得注意的问题是酶所催化的反应物即底物（substrate），却大多为小分物质它们的分子质量比酶要小几个数量级。 酶的活性中心（active center）只是酶分子中的很小部分，酶蛋白的大部分氨基酸残基并不与底物接触。组成酶活性中心的氨基酸残基的侧链存在不同的功能基团，如-NH2。-COOH、-SH、-OH和咪唑基等，它们来自酶分子多肽链的不同部位。有的基团在与底物结合时起结合基团（binding group）的作用，有的在催化反应中起催化基团（catalytic group）的作用。但有的基团既在结合中起作用，又在催化中起作用，所以常将活性部位的功能基团统称为必需基团（essential group）。它们通过多肽链的盘曲折叠，组成一个在酶分子表面、具有三维空间结构的孔穴或裂隙，以容纳进入的底物与之结合并催化底物转变为产物，这个区域即称为酶的活性中心。 而酶活性中心以外的功能集团则在形成并维持酶的空间构象上也是必需的，故称为活性中心以外的必需基团。对需要辅助因子的酶来说，辅助因子也是活性中心的组成部分。酶催化反应的特异性实际上决定于酶活性中心的结合基团、催化基团及其空间结构。
酸性蛋白酶与碱性蛋白酶生产工艺的不同之处？ 酸性蛋白酶是一种在酸性环境下（pH 2.5-4.0）催化蛋白酶水解的酶制剂，适用于酸性介质中水解动植物蛋白质。可用于毛皮软化，酒精发酵，啤酒、果酒澄清，动植物蛋白质水解营养液，羊毛染色，废胶片回收，饲料添加剂等等。本品在酸性条件下有利于皮纤维松散，且软化液可连续使用，是当前理想的毛皮软化酶制剂；在酒精发酵中，添加酸性蛋白酶，能有效水解原料中的蛋白质，破坏原料颗粒粒间细胞壁的结构，有利于糖化酶的作用，使原料中可利用碳源增加，从而可提高原料出酒率；另一方面，蛋白质的水解提高了醪液中α-氨基态氮的含量，促进酵母菌的生长与繁殖，提高发酵速度，从而缩短发酵周期和提高发酵设备的生产能力。 碱性蛋白酶碱性蛋白酶是在碱性条件下水解蛋白质肽键的酶类,是一类非常重要的工业用酶,最早发现于猪胰脏。碱性蛋白酶广泛存在于动、植物及微生物中。微生物蛋白酶均为胞外酶,不仅具有动植物蛋白酶所具有的全部特性,还有下游技术处理相对简单、价格低廉、来源广、菌体易于培养、产量高、高产菌株选育简单、快速、易于实现工业化生产等诸多优点。1945年瑞士M等在地衣芽孢杆菌中发现了微生物碱性蛋白酶。 碱性蛋白酶是由细菌原生质体诱变选育出的地衣芽孢杆菌2709，经深层发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其主要酶成分为地衣芽孢杆菌蛋白酶，是一种丝氨酸型的内切蛋白酶，它能水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，具有较强的分解蛋白质的能力，广泛应用
于食品、医疗、酿造、洗涤、丝绸、制革等行业。 1、碱性蛋白酶是一种无毒、无副作用的蛋白质，属于丝氨酸型内切蛋白酶，应用在食品行业可水解蛋白质分子肽链生成多肽或氨基酸，形成具有独特风味的蛋白质水解液。 2、碱性蛋白酶成功应用于洗涤剂用酶工业，可添加在普通洗衣粉、浓缩洗衣粉和液体洗涤剂当中，既可用于家庭洗衣，也可用于工业洗衣，可以有效的去除血渍、蛋类、乳制品、或肉汁、菜汁等蛋白类的污渍，另外也可作为医用试剂酶清洗生化仪器等。 3、在生物技术领域，碱性蛋白酶可作为工具酶用于核酸纯化过程中的蛋白质（包括核酸酶类）去除，而对DNA无降解作用，避免对DNA 完整性的破坏。 酸性蛋白酶如何灭活第一种方法几乎所有酶都适用，就是加热。第二种，既然是酸性酶，加入强碱应该也是可以的。 酸性蛋白酶产生菌的筛选方法？酸性蛋白酶是一种能在酸性环境下水解蛋白质的酶类，其最适作用pH值为2.5-5.0。由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。目前用于工业化生产的酸性蛋白酶大多为霉菌酸性蛋白酶，此类酶的最适作用pH值为3.0左右，当pH值升高时，酸性蛋白酶的酶活会明显降低，且此类酶不耐热，当温度达到50℃以上时很不稳定，从而限制了酸性蛋白酶的应用范围。因此，本研究以开发耐温偏酸性蛋白酶为目标，进行了以下几方面的研究：(1)偏酸性蛋白酶产生菌的分离筛选。(2)偏酸性蛋白酶粗酶酶学性质的
动物蛋白酶解研究（I） 北京工商大学宋焕禄 天调食品配料有限公司廖国洪 摘要 本文主要目的是以美拉德（Maillard）反应产物（MRPs）的风味为判断依据，以水解度(DH)为动物蛋白酶解液——Maillard反应底物之一的特征性指标，根据MRPs 的风味确定动物蛋白水解液的最佳DH或DH范围。实验的主要内容包括： 1.以牛肉为酶解底物，对所用的几种蛋白酶进行酶活测定 2.确定各酶的适宜加量和反应时间 3.确定最佳酶组合及其最佳反应条件 4.用最佳反应条件下制得的动物蛋白水解液进行Maillard反应，感官评定产物风味。 关键词动物蛋白水解液水解度（DH）酶解Maillard反应 1．概述 1.1肉味香精研究进展 肉味香精研究及生产中有关肉味形成机理的报道很多。随着肉味香精的需求量日益增加，有关肉味香精的研究也不断深入和扩展。肉味香精中各种香味物质的形成主要是通过Maillard反应产生。参与反应的底物中氨基酸或多肽对风味物质的形成有重要影响。根据已有的研究结果，通常认为，Maillard反应产物中含硫化合物、杂环化合物和羰基化合物对肉味形成有重要影响[1]。这些风味物质的形成机理极其复杂。杂环化合物中以吡咯类、吡嗪类、噻吩类等化合物贡献较大[2]。 对Maillard反应产物的一系列研究表明，它还具有抗氧化、抗诱变等多种性能[3]。 此外，人们还从蛋白质结构及肽键顺序等方面对Maillard反应产物进行分析，以期找到它们与产物风味之间的某种关系[4]。 酶解法是一种新兴的动物蛋白水解液的生产方法。与已有的生产方法相比，酶解法有很多优点，因此对酶法生产动物蛋白水解液的研究很受重视。人们从酶解机理、酶解原料、酶及酶解液等多方面进行了大量深入研究。G.M.O′Meara和P.A.Munro以米氏方程和兰格缪尔等温吸附模型为基础，研究了瘦肉的酶解动力 [5]，并对酶解反应的影响因素如pH值、温度、时间、酶/底物比及底物浓度分别 进行研究[6]。研究者还试图从不同途径寻找更有效的酶，研究酶的性质、结构、作用特点、反应条件以及单、多酶水解效果的比较、不同底物水解效果的比较,等等[7]。 人们还注意到，由于水解条件的变化，得到的水解液有时会含有苦味，并影响到后面的Maillard反应产物的风味。研究认为，其原因是某种蛋白质含有疏水性氨基酸，它们常隐藏在蛋白质内部中，一旦水解暴露出来就会显出苦味[8,9]。生产动物蛋白水解液的原料由于价格问题，生产成本一直降不下来。近年来人们一
课题：酶的特性 〖课标与教材分析〗 “酶的特性”是人教版高中《生物》（必修1分子与细胞）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二”的内容。本节课在高中生物中起着承上启下的作用，它以必修1中的“蛋白质的功能”等知识为基础，为以后学习必修1中的“细胞呼吸”、“光合作用”、必修2中的“基因的本质”、“基因的表达”、必修3中的“内环境稳态的重要性”以及选修部分等相关内容打下基础。 本节基本知识相对比较简单，但其潜在的知识和能力要求比较高。对照实验规范、变量分析能力和生物学研究思想的领悟是本节关键。这些都是新课程中探究性学习必须具备的素质。教师利用教材资源，加强学生实验能力的训练非常必要。 〖学情分析〗 本节课授课对象为高一年级学生，对细胞内的化学反应了解较少，但经过前阶段的学习，学生已具备了“催化剂”“新陈代谢”“科学探究的一般程序”“对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法”等基础知识。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，仍存在相当大的困难，为此采取议论加引导的教学设计思路来突破这一难点。 〖教学设计〗 一、教学目标 1、知识目标 举例说明酶的特性。 2、能力目标 进行相关探究实验设计，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，及设计对照组和重复实验。 3、情感、态度、价值观 通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索精神、创新精神及团队精神。 二、教学重点与难点
1、重点：酶的特性 2、难点：探究“影响酶活性的条件”的实验设计。 三、教学策略及方法 老师讲授；学生探究；小组讨论及师生讨论。 四、教学用品 多媒体教室、一袋加酶洗衣粉 五、教学过程 创设情境、导入新课。 观看1 min的视频“福缘地生物酶洗涤剂宣传沙画”，导入新课，酶是什么，有什么特性？ 学生活动1：生活中哪些地方用到酶？学生畅所欲言，人人参与。 图片演示：如加酶洗衣粉、多酶片、生物酶牙膏等。 学生活动2：5分钟预习课文并思考（1）我们在使用加酶洗衣粉时，用哪种水（如凉水、温水、沸水）浸泡好呢？（2）高烧时为什么人往往没有胃口？ 多媒体演示：课堂评价（竞答） 科学家不断探索，不断实验，共同努力终于揭开酶的“面纱”。 请给酶下一个较完整的定义。学生分组竞答。 教师活动：指定小组回答，教师评价学生从来源、功能、本质等方面给酶下了一个较完整的定义，表述很准确，小组加10分。 学生活动3：快速齐读，圈点画批。 酶是活细胞产生（来源）的一类具有催化作用（功能）的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA（本质）。 酶的催化功能与无机催化剂有什么不同呢？举例说明 （一）、酶具有高效性 资料1：在研究酶性质的过程中,科学家通过整理大量的实验数据,发现酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。 分析资料得出酶具有高效性。 回顾过氧化氢在不同条件下的分解实验。放小视频，通过比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率，学生得出酶具有高效性。怎样设计实验证明酶的高效性？
第五章第一节酶的作用与特性导学案 编制：胡玉苹审核:张凤霞 2012.8.30 【考纲解析】 知识目标：（1）细胞代谢的概念（2）酶的作用和本质（3）探究影响酶活性的因素学习重点：酶的作用和特性 学习难点：1.酶降低活化能的原理。 2.实验中控制变量的科学方法。 【基础整理】 一、酶在细胞代谢中的作用 1.概念 ①细胞代谢：。 ②活化能：。 ③原理：同无机催化剂相比，酶__________的作用更显著，因而催化效率__________。 ④意义：使细胞代谢能在________条件下______进行。 2、酶在细胞代谢中的作用： 2H2O2 △２H2O＋O22H2O2２H2O＋O2实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验步骤：【问题探讨】 1.与１号试管相比，２号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？ 2.3号试管和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？ 催化剂(酶)的作用原理是： 3.酶的催化效率和无机催化剂相比谁更高？为什么？ 4.为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？ 5.本实验最后得出了什么结论？ 【实验总结】 1.变量、自变量、因变量、无关变量的概念： 本实验的自变量： 本实验的因变量： 本实验的无关变量： 2.对照实验、对照组、实验组的概念： 对照实验： 对照组：本实验的对照组：实验组：本实验的实验组：
【小结1】控制变量： 【小结2】酶在细胞代谢中的作用： 二、酶的本质 探究一：酶的高效性的实验验证 (1)实验原理 ①________________________________________________________________________。 ②H 2O 2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe 3＋ 等不同条件下气泡产生的________或卫生香燃烧的________不同。 (2)实验过程 (3)实验结论：酶具有________，与无机催化剂相比，酶的催化效率________。 探究二：酶的专一性的验证实验 (1)实验原理 ①?????? ??? ?淀粉非还原性糖――→酶麦芽糖蔗糖非还原性糖――→酶葡萄糖＋果糖还原糖＋斐林试剂― →________________ ②用________分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而验证酶的________。 (2)实验程序 （3）实验结论： 探究三：影响酶活性的条件 1．温度对酶活性的影响 (1)实验原理 ①淀粉――→淀粉酶 麦芽糖 ↓碘液 ↓碘液 ②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解程度。滴加碘液，根据________________________来判断酶的活性。 (2)实验设计程序 淀粉 淀粉酶 ↓ ↓ 各自在所控制的温度下处理一段时间 ↓ 淀粉与 下的淀粉酶混合 ↓ 在各自所控制的温度下保温一段时间 ↓ 滴加 ，观察颜色变化 2．pH 对酶活性的影响 (1)实验原理 ①2H 2O 2――→过氧化氢酶________ ②pH 可影响酶活性，从而影响O 2的产生情况，可根据__________
蛋白酶的论述 摘要：蛋白酶（英语：Protease）是生物体内的一类酵素（酶），它们能够分解蛋白质。分解方法是打断那些将氨基酸连结成多肽链的肽键。抑制蛋白酶活性的小分子化合物被称蛋白酶抑制剂。许多病毒蛋白酶的抑制剂是很有效的抗病毒药。 1．木瓜蛋白酶 1.1木瓜蛋白酶简介 木瓜蛋白酶，是一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3个片段。是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业。 1.2木瓜蛋白酶的特点 木瓜蛋白酶（Papain）简称木瓜酶，又称为木瓜酵素。是利用未成熟的番木瓜（Carica papaya）果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI)为8.75；最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。木瓜蛋白酶由212个氨基酸残基组成，当用氨基肽酶从N末端水解掉分子中的2/3肽链后，剩下的1/3肽链仍保持99%的活性，说明木瓜蛋白酶的生物活性集中表现在C末端的少数氨基酸残基及其所构成的空间结构区域。 木瓜蛋白酶papain属巯基蛋白酶，具有较宽的底物特异性，作用于蛋白质中L-精氨酸、L-赖氨酸、甘氨酸和L-瓜氨酸残基羧基参与形成的肽键。此酶属内肽酶，能切开全蛋蛋白质分子内部肽链—CO—NH—生成分子量较小的多肽类。存在于木瓜胚乳中的蛋白酶。EC3．4．22．2。作为植物来源的蛋白酶来说，此酶研究进展的最快。此酶主要是以内肽酶的形态起作用。活性的产生，而半胱氨酸残基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的一种，底物的特异性不太严格，分子量为23400，氨基酸残基数212。 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。 酪蛋白被木瓜蛋白酶降解生成的酪氨酸在紫外光区 275nm 处有吸收峰。1.3木瓜蛋白酶物理化学性质 本品为乳白色至微黄色粉末，具有木瓜特有的气味,稍具有吸湿性。水解蛋白质能力强,但几乎不能分解蛋白胨，易溶于水,甘油,不溶于一般的有机溶剂,耐热性强。由木瓜制得的商品酶制剂中，含有如下三种酶：(1)木瓜蛋白酶，分
酶的特性 第2节一．教材版本及章节普通高中课程标准实验教科书《分子与细胞（必修1）》（人教版）第五章第一节第二部分。二．内容分析酶是生物新陈代谢过程中的重要物质，是多项生物化学反应的联系纽带。光合作用和细胞呼吸这两个过程由许许多多的生物化学反应组成，这些反应都需要酶的参与。因此，本节内容即酶的三个特性是本章的基础。即酶的高效性、酶的专一性及酶的作用条件较温和。本节的“科学·技术·社会”，通过多个侧面，体现出酶与人类社会生活的密切关系。课时安排：一课时三．教学目标①知识目标理解酶的特性；理解酶特性的实质和意义；②能力目标通过多种方式的教学活动，对学生进行思维能力、语言表达能力、分析和实验操作能力以及用学到的生物学知识解决某些实际问题能力的培养；③情感、态度、价值观目标通过参与酶的特性的实践，使学生体验设计对照实验的科学思想，促进质疑、求实、实践的科学精神和科学态度的养成，通过探讨、交流，促进探索、创新、合作精神的养成。四．教学重点酶的特性和实质及影响酶活性的条件的探究方法。五．教学难点组织学生设计，实践，主动探究酶的特性，分析实验结果，准确描述影响
酶活性的各种因素。六．多媒体及实验器材电脑、投影仪、视频展示仪、powerpoint课件；试管、滴管、试管架、火柴、卫生香、酒精灯、试管夹、小烧杯、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、玻璃棒、ph试纸、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、稀释200倍的新鲜唾液溶液、新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数3%的蔗糖溶液、质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的naoh溶液、蒸馏水、热水、冰快、碘液、斐林试剂。各代表展示实验结果 教师提问，适当补充 学生归纳总结，反馈练习 结束 开始 新课导入 酶的特性 分组设计实验方案 回忆推理 教师指导 各代表组介绍实验方案
常有人望文生义，认为蛋白酶只水解二硫键，破坏蛋白质结构，不可以分解肽键，其实不然！去年的北京春季高考题中，就有一题考的是胰蛋白酶和糜蛋白酶一起可以消化蛋白质。 [资料一]蛋白质水解过程是在蛋白酶和肽酶的联合催化下完成的。蛋白酶又称内肽酶，能够水解蛋白质分子内部的肽键，形成蛋白胨及各种短肽。蛋白酶有一定的专一性，不同蛋白质的水解需要相应蛋白酶的催化。肽酶又称外肽酶，只能从肽链的一端水解，每次水解释放一个氨基酸。不同的肽酶也有一定的专一性。有的要求在肽链的一端存在自由氨基；有的则要求存在自由羧基。前者称为氨肽酶，后者称为羧肽酶。 [资料二：《生物学教学》]高中《生物》(必修本)“动物新陈代谢”一节中提到在食物消化过程中起重要作用的几种酶的名称，人们通常从这些酶的名称上能看出它们来源于什么消化腺，但其中”肽酶”一词不能说明它的来源，这常常引起学生的疑问。笔者发现有些教师对肽酶来源问题也缺乏了解，不少情况下给予学生的回答就是：肽酶就是肠肽酶，来源于小肠腺。 高中《生物》(必修本)的教学参考书中没有消化酶来源的叙述。其他一些参考书籍及习题集里面，多用“肠肽酶”一词取代“肽酶”，这更加使师生们认为肽酶就是肠肽酶。高中课本中“肽酶”虽然不是一个重点概念，但笔者认为，在教学过程中不能想当然望文生义。 一般而言，消化道中的肽酶有三种。一种是羧基肽酶，来源于胰腺和小肠腺，作用是从肽链的羧基端顺序切下单个氨基酸；一种是氨基肽
酶，来源于小肠腺，作用是从肽链的氨基端顺序切下单个氨基酸。还有一种是二肽酶，来源于小肠腺，能水解二肽成两个氨基酸。 蛋白质在消化道内消化的情况是这样的，先由胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰糜蛋白酶(高中《生物》没有提到此酶)切断蛋白质中某几种特定氨基酸氨基或羧基端的肽键，使蛋白质分解成多肽或二肽，再由上述三种肽酶作用，从肽链的羧基端或氨基端按顺序切下一个个氨基酸，而使肽链彻底分解成单个氨基酸。 [资料三：人教网] 各种蛋白水解酶都水解肽键，但它们的专一性程度各不相同。细菌中的蛋白水解酶，如枯草杆菌蛋白酶，对于被作用肽键的两端没有严格的要求，只要求组成肽键的氨基端有一个疏水基团；而血液凝固酶系统中的凝血酶，它的专一性程度则相当高，对被水解的肽键的羧基一端要求L-精氨酸残基，氨基一端要求甘氨酸残基。 胰蛋白酶只专一地水解赖氨酸、精氨酸羧基形成的肽键，胰凝乳蛋白酶专一地水解由芳香族氨基酸或带有较大非极性侧链的氨基酸羧基形成的肽键，弹性蛋白酶专一地水解丙氨酸、甘氨酸及短脂肪链氨基酸的羧基形成的肽键，胃蛋白酶水解芳香族或其他疏水氨基酸的羧基或氨基形成的肽键。蛋白质进入动物消化道后，先受胃蛋白酶、胰蛋白酶及弹性蛋白酶的作用，再受羧基肽酶、氨基肽酶和二肽酶的协同作用，最终水解为氨基酸。（人教网）
第2课时 酶的特性 班级 姓名 【学习目标】 1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。 2.通过探究“影响酶活性的条件”发展科学探究能力。 【基础感知】 一、酶的特性 1．酶的特性及验证实验 (1)酶的高效性 含义：酶的催化效率比 高很多，大约是 的107～1013倍。 意义：可以使生命活动更加高效地进行。 (2)酶的专一性 含义：每一种酶只能催化 化学反应。如过氧化氢酶只能催化 分解。脲酶除了催化 分解外，对其他化学反应不起作用。 意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。 (3)酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的 遭到破坏，使酶永久 。低温只能使酶活性降低，不会使酶失活。 特别提醒 酶与无机催化剂的共同点 (1)只改变化学反应速率，不改变化学反应的方向。 (2)不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗。 (3)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。 2．酶特性的验证实验 (1)酶高效性的实验分析 实验组：底物＋ →底物分解速率(或产物形成的速率) 对照组：底物＋ →底物分解速率(或产物形成的速率) (2)酶专一性的实验分析 ①? ???? 实验组：底物＋相应酶液――→检测 底物被分解对照组：另一底物＋相同酶液――→检测底物没被分解 ②? ???? 实验组：底物＋相应酶液――→检测底物被分解对照组：相同底物＋另一酶液――→检测底物没被分解
③实例：实验验证淀粉酶具有专一性 ①效率更高；率，不改变生成物的量 ①率比未加酶时明显加快，A 入酶同，说明酶二、探究影响酶活性的条件 1．酶活性的含义：酶对化学反应的 。 2．探究酶活性的适宜条件 思路： ? ????底物＋t 1(或pH 1)＋酶液底物＋t 2(或pH 2)＋酶液 ? ? ? 底物＋t n (或pH n )＋酶液――→检测 底物分解速率或剩余量 实例：
《酶的特性》教學設計 宗健康山東省福山第一中學 一、教材分析 “酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書分子與細胞（必修1）》（人教版）第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第二課時的內容。本節教材內容包括“酶具有高效性”、“酶具有專一性”、“影響酶活性條件的探究與分析”三大內容。其中“酶具有高效性”的內容，在前一課的“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中學生已自我構建。有關“酶具有專一性”的內容，隱含著同一種酶對不同底物的作用和不同的酶對同一種底物的作用的內容，對于這一內容，只要引導學生對前一節所學實驗就底物和酶進行改變，通過親自實驗及分析，很容易突破。因此，“影響酶活性的條件”的探究實驗是本節課的重心所在，而這一內容所包含的實驗方案設計、實驗操作過程及實驗結果分析，既是前面所學的“酶的作用與本質”知識的延續和進一步理解，又是學生以后學習影響光合作用和呼吸作用因素知識與技能的基礎，同時又是培養學生生物科學研究素養非常好的內容，對學生學習與研究生命科學的興趣將產生較大的影響。 二、學情分析 本節課之前，學生學習了第1課時“酶的作用和本質”，結合初中學習的人體內消化酶知識，學生已具備了以下與本節學習相關的知識和技能基礎，即對照實驗的設計與操作方法、 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
自變量和無關變量的分析與控制方法。然而，對科學探究的一般程序“提出問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→分析結果，得出結論→表達和交流→進一步探究”還缺乏理論性的指導，有關影響酶條件的實驗方案設計，特別是細節問題：如底物的選擇、指示劑的運用等，對學生而言，要求較高，存在相當大的困難，為此采取學生討論和教師引導結合的教學設計思路來突破這一困難。 三、教學設計思路 酶的特性這一節的教學，是在對酶的作用和本質有了初步認識的基礎上，通過實驗，對酶的催化作用做進一步的認識。由于本節課內容與生活貼近，實驗性強，所以本節課內容適宜進行探究性學習。探究性學習是學生自主獲取知識的學習方式，其突出特點是強調學生“親歷”。通過鉆研教材，我挖掘了較多的探究內容，對于酶的專一性，課本是以呈現的方式給出，為了使學生從“聽和背”中解脫出來，我設計了專一性探究實驗。 我的設計思想就是盡可能為學生提供親身體驗“做科學”的機會，使學生通過探究形成自己的觀點，而不是全盤接受他人的結論，真正從“聽和背”中解脫出來，實現“做中學”我的設計目的就是通過實驗探究，在探究中學習科學解決問題的方 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
蛋白酶的种类 1．木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶，是一种蛋白水解酶，可将抗体分子水解为3个片段。是番木瓜中含有的一种低特异性蛋白水解酶，活性中心含半胱氨酸，属巯基蛋白酶，应用于啤酒及食品工业。 木瓜蛋白酶papain属巯基蛋白酶，具有较宽的底物特异性，作用于蛋白质中L-精氨酸、L-赖氨酸、甘氨酸和L-瓜氨酸残基羧基参与形成的肽键。此酶属内肽酶，能切开全蛋蛋白质分子内部肽链—CO—NH—生成分子量较小的多肽类。 木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性。 木瓜蛋白酶（Papain）简称木瓜酶，又称为木瓜酵素。是利用未成熟的番木瓜（Carica papaya）果实中的乳汁，采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。它是一种含疏基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最适合PH值6～7(一般3～9.5皆可)，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI)为8.75；最适合温度55～65℃(一般10～85℃皆可)，耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。
2．胃蛋白酶 胃蛋白酶（英文名称：Pepsin）是一种消化性蛋白酶，由胃部中的胃粘膜主细胞所分泌，功能是将食物中的蛋白质分解为小的肽片段。胃蛋白酶原由胃底主细胞分泌，在pH1.5～5.0条件下，被活化成胃蛋白酶，将蛋白质分解为胨，而且一部分被分解为酪氨酸、苯丙氨酸等氨基酸。可分解蛋白质中苯丙氨酸或酪氨酸与其他氨基酸形成的肽键，产物为蛋白胨及少量的多肽和氨基酸，该酶的最适pH为2左右。 3．中性蛋白酶 中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌经发酵提取而得的，属于一种内切酶，可用于各种蛋白质水解处理。在一定温度、PH值下，本品能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物。可广泛应用于动植物蛋白的水解，制取生产高级调味品和食品营养强化剂的HAP和HVP，此外还可用于皮革脱毛、软化、羊毛丝绸脱胶等加工。 利用中性蛋白酶的酶促反应，可把动植物的大分子蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，以利于蛋白质的有效吸收和利用，其水解液AN%高，水解度高，风味佳，已广泛用于生产高级调味品和食品营养强化剂，各种动物来源性抽提物生产功能性骨、肉提取物（骨素）、水产提取物、蛋白胨、肽等及研究开发一些高附加值的功能食品。
酶的特性（第二课时） 一、教学目标： 1、知识目标： （1）说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性 （2）阐述细胞代谢的概念 2、能力目标： （1）通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。 （2）通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 3、情感态度与价值观目标 （1）通过阅读分析"关于酶本质的探索"的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。（2）通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。 二、教学重点和难点 1、教学重点 酶的作用、本质和特性 2、教学难点 酶降低化学反应活化能的原理 控制变量的科学方法
酶高效性意义：保证了细胞内化学反应的顺利进行，使能量供应稳定。 10min 酶具 专一性师：请同学们看资料3和4，又能得出什么结论？ 生：酶具有专一性。 总结：很好。“酶对所作用的底物有严格的选择性，一种酶只能作用于一种物质或一类结构相似的物质，促进其进行一定的化学反应，产生一定的反应物质。” 结论：酶在催化反应中不是通用的，一种酶只能催化一种或一类化学反应。所以说酶具有专一性。 师：钥匙......（如果一把钥匙能开很多扇门，势必会造成社会混乱。那么通过刚才的例子分析，我们知道酶在生物体中的细胞也需要具有专一性，才能使细胞代谢能够有条不紊地进行。） 10min 温度对酶 活性的影 响。 小结：酶的特性：1、酶具有高效性 2、酶具有专一性 师：通过化学的学习呢，我们知道了许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或者强碱条件下催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件呢？（出示洗衣粉背面 的说明）用温水浸泡后洗涤效果更佳。大家看它为什么要“强调使用温水 30-40℃效果最佳，切勿用60℃以上的热水”这里边有什么原因吗？ 生：..... 师：要清楚这个问题，我们的先知道，酶活性的概念，它就是指：酶对化学反应的催化效率。其实在这里主要是温度对酶活性的影响的问题。通过资料，请根据 所学知识作出假设。 生：酶的活性可能受温度的影响。 师：如何检验做出的假设是否正确呢？ 生：设计实验进行检验。 师：大家说的很对。那我们又怎么样探究温度影响酶的活性，怎样才能使你的假设变成事实？假如我们提供过氧化氢溶液和淀粉溶液，你会选择那一种作为实验 材料？ 生：选淀粉溶液 师：对！我们应该选择淀粉溶液做为材料，因为过氧化氢受温度影响也会分解，从而影响我们的实验。那如果选用淀粉溶液，那我们的自变量、因变量、无关变 量分别是什么？怎样观察和检测因变量？ 生：自变量是温度，因变量是酶的活性。我们可以通过检测淀粉的减少量和麦芽糖的生成量？ 师：那具体的这么检测呢？
蛋白酶催化蛋白质水解 1、酶的重要性 生命的最主要、最基本的特征在于生物体的新陈代谢，具体表现为活体经常由外部摄取所需要的物质，以生物能为动力，经过体内同化、更新、异构化，并排出一些物质，发散热能至外界。机体或单个细胞的所有这些化学反应，基本上是在催化剂作用下完成的。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。 2、酶的生物学功能 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能，具体功能如下： （1）信号转导和细胞活动的调控都离不开酶。特别是激酶和磷酸酶的参与。 （2）酶也能产生运动。通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。 （3）参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收。淀粉不能被肠道直接吸收，而酶可以将淀粉水解为麦芽糖或更进一步水解为葡萄糖等肠道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。
（4）在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控：比如一个酶可以以较低的活性持续地催化该反应，而另一个酶在被诱导后可以较高的活性进行催化。酶的存在确定了整个代谢按正确的途径进行；而一旦没有酶的存在，代谢既不能按所需步骤进行，也无法以足够的速度完成合成以满足细胞的需要。实际上如果没有酶，代谢途径，如糖酵解，无法独立进行。例如，葡萄糖可以直接与ATP反应使得其一个或多个碳原子被磷酸化；在没有酶的催化时，这个反应进行得非常缓慢以致可以忽略；而一旦加入己糖激酶，在6位上的碳原子的磷酸化反应获得极大加速，虽然其他碳原子的磷酸化反应也在缓慢进行，但在一段时间后检测可以发现，绝大多数产物为葡萄糖-6-磷酸。于是每个细胞就可以通过这样一套功能性酶来完成代谢途径的整个反应网络。3、酶的分类 酶可分为二类，第一类是所谓的单纯酶，其催化活性仅由酶蛋白提供；第二类称为结合酶，除了蛋白质外，还需含有其他成分才呈现催化活性。这些成分包括无机离子，Fe卄、Zn卄.Mn卄等或有机化合物，如硫胺素焦磷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸等。这些化学组分称为辅助因子，这类化合物称为辅酶。这类酶也称为全酶。 按国际生化会的规定，将现已分离得到的2000多种酶按所催化的反应类型分类，可分为以下六种。
一、蛋白酶将蛋白质变成了氨基酸还是多肽还是都有？ 1、都有，主要是多肽，有少量氨基酸。 不同的蛋白酶所催化的肽键不同，即是不同的蛋白酶能使不同的肽键（不同的氨基酸形成的）断裂。有可能某蛋白酶（或多种蛋白酶）水解蛋白质时正好有单个的氨基酸生成。因此，蛋白质在蛋白酶的催化下水解的产物不能理解为只有多肽，而应该表述为主要产物是多肽，同时也有少量游离氨基酸生成。 2、如果是外切酶就是从两端切的酶就会产生氨基酸，如果是内切酶如常见的胃蛋白酶、胰蛋白酶就会从中间切，产生多肽。那个多取决于是内切酶还是外切酶 3、如果是蛋白酶的话，水解蛋白质的结果一定是多肽啦~~ 水解成多肽后，经肽酶进一步水解成氨基酸~ 4、从事实出发，我认为都有，这不仅与酶有关，和蛋白质本身也有关，一些蛋白质本来结构就相对简单。从高中考察的范围而言，我建议最好认为是多肽链，尤其在考试时，若不是“彻底水解”的提法，说变成氨基酸一般会错，因为命题指向通常是多肽链。 二、蛋白质在胃蛋白酶和胰蛋白酶的作用下变成氨基酸的反应属 于什么类型? 属于蛋白质的酶促降解，蛋白质先在蛋白酶的作用下分解成肽链，再在肽酶的作用下分解成氨基酸 三、胃蛋白酶、胰糜蛋白酶水解蛋白质获得的都是芳香族氨基 酸？ 糜蛋白酶水解苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等疏水残基的羧基形成的肽键。 糜蛋白酶水解疏水残基之间的肽键。 如果只用一种酶消化，得到的是各种长度不等的肽段，以及少量游离氨基酸。这些游离氨基酸中，有芳香族的，也有其它氨基酸。可能芳香族的稍多一些。 糜蛋白酶水解芳香族氨基酸的羧基形成的肽键，并不是直接将芳香族氨基酸切下来。 四、碱性蛋白酶可以催化蛋白质及其多肽的水解吗？ 碱性蛋白酶(胰蛋白酶)可以催化蛋白质及其多肽的水解，胃蛋白酶（酸性条件下有催化作用）将蛋白质分解为多肽。 五、胰蛋白酶在催化蛋白质水解的时候为什么要先将肽链羰基极
蛋白酶催化蛋白质水解集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
蛋白酶催化蛋白质水解1、酶的重要性 生命的最主要、最基本的特征在于生物体的新陈代谢，具体表现为活体经常由外部摄取所需要的物质，以生物能为动力，经过体内同化、更新、异构化，并排出一些物质，发散热能至外界。机体或单个细胞的所有这些化学反应，基本上是在催化剂作用下完成的。酶是人体内新陈代谢的催化剂，只有酶存在，人体内才能进行各项生化反应。人体内酶越多，越完整，其生命就越健康。当人体内没有了活性酶，生命也就结束。人类的疾病，大多数均与酶缺乏或合成障碍有关。 2、酶的生物学功能 在生物体内，酶发挥着非常广泛的功能，具体功能如下： （1）信号转导和细胞活动的调控都离不开酶。特别是激酶和磷酸酶的参与。 （2）酶也能产生运动。通过催化肌球蛋白上ATP的水解产生肌肉收缩，并且能够作为细胞骨架的一部分参与运送胞内物质。 （3）参与在动物消化系统的工作。以淀粉酶和蛋白酶为代表的一些酶可以将进入消化道的大分子（淀粉和蛋白质）降解为小分子，以便于肠道吸收。淀粉不能被肠道直接吸收，而酶可以将淀粉水解为麦芽糖或更进一步水解为葡萄糖等肠道可以吸收的小分子。不同的酶分解不同的食物底物。
（4）在代谢途径中，多个酶以特定的顺序发挥功能：前一个酶的产物是后一个酶的底物；每个酶催化反应后，产物被传递到另一个酶。有些情况下，不同的酶可以平行地催化同一个反应，从而允许进行更为复杂的调控：比如一个酶可以以较低的活性持续地催化该反应，而另一个酶在被诱导后可以较高的活性进行催化。酶的存在确定了整个代谢按正确的途径进行；而一旦没有酶的存在，代谢既不能按所需步骤进行，也无法以足够的速度完成合成以满足细胞的需要。实际上如果没有酶，代谢途径，如糖酵解，无法独立进行。例如，葡萄糖可以直接与ATP反应使得其一个或多个碳原子被磷酸化；在没有酶的催化时，这个反应进行得非常缓慢以致可以忽略；而一旦加入己糖激酶，在6位上的碳原子的磷酸化反应获得极大加速，虽然其他碳原子的磷酸化反应也在缓慢进行，但在一段时间后检测可以发现，绝大多数产物为葡萄糖-6-磷酸。于是每个细胞就可以通过这样一套功能性酶来完成代谢途径的整个反应网络。 3、酶的分类 酶可分为二类，第一类是所谓的单纯酶，其催化活性仅由酶蛋白提供；第二类称为结合酶，除了蛋白质外，还需含有其他成分才呈现催化活性。这些成分包括无机离子，Fe卄、Zn卄.Mn卄等或有机化合物，如硫胺素焦磷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸等。这些化学组分称为辅助因子，这类化合物称为辅酶。这类酶也称为全酶。 按国际生化会的规定，将现已分离得到的2000多种酶按所催化的反应类型分类，可分为以下六种。
我觉得培训内容可以分科目学习，不同的科目有不同的教学要求，也可以针对不同的学生群体，因为学生群体不一样，学生的文化水平也不一样，我们要根据不同的学生群体建立不同的教学目标，另外也可以放一些优秀的教学案例给培训教师学习，案例可以分不同的科目，这样培训会更有针对性。 对于培训导学来说，我也觉得可以多几名导学老师，一个导学老师有时忙不过来，不能及时给学员回复，并且我建议导学老师也要分科目，因为不同科目的老师真的很难去辅导和提出更好的建议。 我觉得培训平台有些功能也不完善，比如我们在WORD文档下来的一些贴，有时复制到平台上，粘贴不了，这样又要重复输一次。 酶的特性 教学设计：黄小洁【版本信息】 人教版高中《生物》（必修1分子与细胞）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”的内容。 【教学设计】 概念图展示设计过程
一、教学分析 1.教材分析 本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高一生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。 2.教学目标
①需构建的概念体系：能区别化学催化剂与生物催化剂；能说出酶的本质；能列出酶的特性及影响因素；能阐明酶与新陈代谢的关系； ②需发展的思维技能：培养学生具有批判性思维，能主动发现问题、提出假设、并设计实验进行探究验证、寻求答案和评价同伴设计实验方案；借助目标分析法学习如何获取信息；借助三维分析和换位思考法学会交流。 3.学生学情分析 学科间知识迁移：在高一化学中学过有关催化剂的特点及作用，在化学实验中对其有感性认识。本学科的知识及能力方面：通过前面半学期的生物实验课及研究性学习活动的培养，学生具备了一定的观察问题、提出问题、提出假设和设计实验等一系列进行探究活动的一般方法；经过生物一个单元的学习，学生具备了一定的生物细胞知识，了解细胞的结构和功能。在我校正实施“思维发展型课堂”的教学改革，在学校课堂的教学过程中，学生经常能得到很多的自主表达的机会，表达能力较好。并有一套有效的激励机制保证小组合作的顺利开展，学生还能通过绘制思维导图激发思维和整理知识。 存在的困难：学生虽然在生活中有涉及到酶的应用经历或现象，但不知其本质与酶有关，更不知道现象产生的原因。 4.教学重难点 重点：建构酶的特性知识体系，探究影响酶活性的条件。 难点：影响酶活性条件的实验设计与实施。 二、教学策略