浙科版高中生物必修一第三章第三节 酶(第1课时)

来源
生理功能
一般来说，活细胞都能产生酶
具有生物催化作用
2. 怎样设计实验验证该酶是蛋白质？
证明酶是蛋白质 组别
实验设计
实验组 待测酶液+ 双缩脲试剂 已知蛋白质+ 双缩脲试剂
结果
是否出 现紫色 出现 紫色
对照组
【微点拨】证明酶的本质是蛋白质的依据
(1)酶可被蛋白酶水解，水解后的产物是氨基酸。
(2)酶是具有生物活性的大分子，凡是能使蛋白质变性的因素
“锁和钥匙”模型：“Lock-key”model
反应物 发生化学变化，本身 1.酶的特点：酶具有促使_______ _____却不发
生化学变化的特点。
2.酶的作用过程：
(1)作用过程： 酶+_____ 底物 (2)举例： 酶-底物复合物
产物。 酶+_____
强弱 。 3.酶活性：表示酶作用的_____
4.酶的特性：
高效性 ：酶的催化活性极高。 (1)_______ 相似底物 的 (2)专一性：一种酶只能催化一种_____ 底物 或少数几种_________
反应。
催化原理：酶通过形成中间产物“酶-底物
复合物”，降低化学反应的活化能。
【警示钟】
降低活化能≠降低反应平衡点:酶只是使反应达
到平衡点的时间缩短,但不改变反应的平衡点。
思考：
1.酶的催化效率是如此的高效，那么酶是不是 就是万能的了？就一种酶是不是就可以催化所 有的化学反应了呢？ 2.口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的 肉丝两天后还没被消化?
问题5
怎样设计实验验证酶具有专一性？
(1)实验思路： 用同一种酶催化不同化学反应 (或用不同酶催化同一化学反应)
(2)变量分析及处理原则 ①自变量：不同底物或酶液(单一变量)； ②因变量：底物是否被分解或有无产物形成； ③无关变量：试剂的量、反应温度、pH等(平 衡无关变量)。 (3)实例：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。 实例：蔗糖酶对淀粉和蔗糖的水解作用。
③在向试管中加入碘液以前取 A、B 两试管中各 1 mL 溶液,然后向溶液中各加入适量本尼迪特试剂,水浴 加热观察溶液颜色的变化,若生成还原糖,溶液应生 成红黄色沉淀。
解析 :本实验的目的是证明唾液淀粉酶对淀粉有消化 作用,其自变量是唾液的有无,因变量是淀粉是否被水 解,要保证无关变量的一致性。设计本实验时要遵循 对照原则和单一变量原则。
【例2】下列有关酶的叙述正确的是（ A.在细胞内发挥作用 B.由活细胞产生的蛋白质 C.发挥作用后不再具有活性
D）
D.酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 【解析】酶可以在细胞外、体外发挥作用；酶的化
学本质是蛋白质或RNA；酶在反应前后保持一致，
不会发生改变。
三、酶的高效性和专一性
1.高效性:每个过氧化氢酶分子能使 10 个过氧化 氢分子在 1 s 之内分解,其反应速率是没有酶参与 情况下的 1000 万倍,由此可见酶具有催化活性极高 的特性。即酶的高效性 2.专一性:由于酶分子的形状只适合与一种或是小 部分分子结合,所以一种酶只能催化一种底物或少 数几种相似底物的反应,由此可见酶还具有专一 性。
试管
1号
2号 3mL
H2O2溶液 鸡肝匀浆
MnO2
带火星的卫 生香检测
3mL 少许
少许
实验结果
实验结果（现象）：
序 号 1 2
项目
H2O2溶液 鸡肝匀浆
试管 1 3mL 少许 2 3mL /
3 4
二氧化锰 结果现象
/
产生的气泡 多且大, 卫生 香燃烧猛烈
少许
产生的气泡 少且小,卫生 香微弱燃烧
结论：过氧化氢酶比二氧化锰的催化效率高 得多。 酶具有高效性
【例 3】为证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”,某同 学制订了下列实验方案: (1)实验目的: 证明唾液淀粉酶对淀粉有消化作用 。 (2)实验材料和用具:(略)。 (3)实验方法和步骤 ①取两支试管,编号为 A 和 B,各注入 2 mL 糨糊。 ②用凉开水漱口后,用小烧杯收集唾液。 ③向 A 试管内加入 2 mL 唾液。 ④向两支试管中各滴加 2 滴碘液。 ⑤将两支试管振荡后放在 37 ℃水浴中恒温 10 min。取 出两支试管。 ⑥观察试管内溶液颜色的变化。
(高温、强酸、强碱等)都可使酶失活。
(3)酶能与双缩脲试剂反应呈紫色。
(4)酶的元素组成与蛋白质的元素组成相似，也可以用氨基酸合
成。
问题2
酶是活细胞产生的,但酶是否一定要在
细胞中才能起作用?
提示:不能认为酶起作用的场所只是 在细胞内,在适宜条件下,酶也能在 细胞外发挥作用。比如消化酶。
问题3 酶有什么作用？作用的原理是什么？
1.分析“酶的催化效率”实验 （1）本实验的自变量是什么？
提示：催化剂不同（或加入的物质不同: （过氧化氢酶
与MnO2 ）。 （2）本实验的因变量是什么？ 提示：反应速率不同（或催化效率不同）。 （3）实验中如何判断因变量？
提示：通过气泡产生的多少，或卫生香的复燃情况，判
断试管中的氧气浓度，氧气浓度可衡量反应的速率（催 化效率）。
A.酶具有多样性 C.酶具有专一性
D
解析:用NaOH是化学法处理,而不是无机催 化剂,加酶法处理,褪浆率高,说明酶有催化 作用,加快了化学反应速率,但不能说明酶 具有高效性。
金榜P.42 【典例练5】酶具有高效性、专一性的特性,其活性受温 度和pH等因素的影响。氯化铁是一种无机催化剂,其溶液 能催化过氧化氢的分解。肝脏细胞中也有一种能催化过
两支试管的区别是催化剂种类不同，如果两支试管 的过氧化氢溶液的体积也不同，对实验结果有影响 吗？ 有 【警示钟】 遵循：单一 无关变量（要求等量 变量原则 或条件最适宜）
无关变量≠不起作用的变量
4.该实验中为什么选用两支试管？如果只用1号试管
能否证明酶具有高效性？ 没有对比性，不严密 对照原则
实 验 记 录 表 格
(2013 温州月考)纺织工业上的褪浆工序常用两种方 【例4】 法:化学法,需用 NaOH 溶液 7～9 克/升,在 70～80 ℃条件 下作用 12 小时,褪浆率仅为 50%～60%;加酶法,用少量细 菌淀粉酶在适宜温度下,只需 5 分钟,褪浆率达 100%。这 一事实说明( ) B.酶具有高效性 D.酶具有催化性
酶只加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间， 但不改变反应的平衡点。
实验讨论
1. 实验时，对实验材料-----肝脏的选 择有什么要求？提示:肝脏必须是新鲜的 2.将肝脏制备为研磨液的目的是什么？
提示:使其中的过氧化氢酶释放出来
3.实验过程中，取肝脏研磨液和氯化铁 溶液时，要注意什么问题？
提示:分别用不同的滴管，量要一致
细胞死亡后仍可以发挥作用。至于该物质
是否为蛋白质，并没有通过实验证实。
消化酶:
胃内:胃蛋白酶;口腔：唾液淀粉酶;
小肠：脂肪酶、肽酶、淀粉酶、麦芽糖酶、 蛋白酶.
看 二、酶是生物催化剂 书 填 1.酶是由活细胞产生的,具有促使反应物 空 发生化学变化 , 而本身不发生化学变化的 ：
特点,故其被称为生物催化剂。 2.酶催化反应的过程是:酶与底物结合,形 成酶—底物复合物,然后这种物质会发生 一定的形状变化,使底物变成产物并从复 合物上脱落,同时酶分子又恢复原状。 3.酶作用强弱可用酶活性表示。
问题1 酶的本质(成分)是什么？
1、酶的本质:
有什么方法能鉴定它的成分吗？
活细胞产生的 一类 具有生物催化作用的
有机物 （大部分是蛋白质，少数是RNA） 酶的定义的三个关键点：
•来源： 活细胞 •功能： 催化剂 •化学本质：多数是蛋白质，少数是
核酶（RNA）
酶的解读及生理功能：
化学本质 合成原料 合成场所 绝大多数是蛋白质 氨基酸 核糖体 少数是RNA 核糖核苷酸 细胞核、线粒体、叶绿体 (真核生物)
C
)
A.酵母菌细胞的提取液中含有某种能引起糖液变化的 物质 B.该物质是酵母菌细胞产生的 C.该物质是蛋白质 D.该物质在酵母菌细胞死亡后仍可以发挥作用
【解析】选C。酵母菌细胞磨碎后，不再
具有活性，但提取液加入到葡萄糖溶液后，
糖液变成了酒，这说明提取液中含有某种
能引起糖液变化的物质，该物质在酵母菌
实例：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。 实验原理、结果及结论
淀粉酶只能催化淀粉的水解反应，不能催化 蔗糖等的水解反应，说明酶具有专一性。
实验二：探究淀粉酶和蔗糖酶
对淀粉和蔗糖的水解作用
实验 原理 试管
淀粉、蔗糖水解生成的还原性糖能与本尼迪特试剂反应产 生红黄色沉淀，非还原性糖（蔗糖、淀粉本身）不能与本 尼迪特试剂反应产生红黄色沉淀
蔗糖酶只能催化蔗糖水解,不能催化淀粉水解;淀粉酶只能 催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解;酶具有专一性
2.分析“探究酶的专一性”实验
（1）该实验中何处体现了等量原则？ 提示：各试管中加入的某溶液或试剂的量都相同，试管3、4、 5、6的溶液总量相同。 （2）该实验中设置试管1、2的目的是什么？ 提示：排除本尼迪特试剂与淀粉、蔗糖反应的可能，同时与 其他试管形成了对照。
(4)结论:唾液中含有淀粉酶,能将淀粉水解成麦芽 糖。 (5)实验分析 ①该实验的方法和步骤以及结论有没有错误?如果 有,请指出并改正。 a.第③步还应在B试管中加入2 mL清水。b.第④步 与第⑤步应对调,以排除碘液对淀粉分解的影响。c. 。 结论错误,本实验只能证明唾液淀粉酶对淀粉的分解 作用,不能证明分解后的产物是什么 ②该实验中的自变量是唾液的有无 , 因变量是 淀粉是否被分解 , 无关变量是 糨糊中淀粉的纯度和性质等 。 ③怎样验证实验结果生成了还原糖?简述你的思 路。
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问题4
怎样设计实验验证酶具有高效性？
资料:H2O2 是细胞中某些化学反应的副产物，具有很 而细胞中的过氧化氢酶可以催化H2O2的分解。 H 2O 2 过氧化氢酶 MnO2 H2O+O2