浙江高一生物--第三章第二节--酶是生物催化剂

• 对照原则：
• 一般既要设置对照组又要设置实验组。 • 单一变量原则： • 实验中除了自变量不同外，其他的实验条件均需保持相同一致， • 即控制无关变量。 • 等量原则： • 对照实验设置的正确与否， • 关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。
实验一：探究酶的专一性
• 实验目的: 比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用。 • 材料用具: 稀释200倍的新鲜唾液，质量分数为2%的蔗糖溶液， 溶于质量分数为0.3%NaCl溶液中的1%淀粉溶液， 本尼迪特试剂，蔗糖酶溶液，试管，试管架。 • 思考： 请选择材料用具，说出你大致的实验思路并设计表格
如：1g蔗糖酶在1min内使多少克蔗糖水解， 就代表蔗糖酶的活性是多少。
试分析酶的催化特性？ 酶的专一性：一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应
活化能：使反应物活化并完成化学反应生成产物过程中所需要的能量。
活化能
酶的催化作用——
降低化学反应的活化能
酶的催化具有高效性
酶的催化功能具有专一性和高效性
• 李比希 化学家 认为发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动 无关， • 最多只需要酵母菌中某种物质的参与而已。
1897年，化学家毕希纳
过程： 酵母细胞研磨→加水搅拌→加压过滤→无细胞的酵母汁 →加入葡萄糖
结论：促使酒精发酵的是酵母中的某种物质，而不是酵母菌本身。
• 1926年，美国科学家萨姆纳 从刀豆中提取脲酶的结晶，并且通过化学实验 证实脲酶是一种蛋白质。
第二节 酶是生物催化剂
课时目标：
1. 了解酶发现的历史 2. 酶的本质及特性 3. 影响酶作用的因素
讨论： 1.为什么要把肉装在金属笼子里？
排除物理性消化的可能。 2.这个实验可以得出什么结论？
胃内有一种能消化肉的物质。
（意大利）斯帕兰扎尼实验
• 巴斯德 微生物学家 证实发酵过程酒精产量与活酵母菌的繁殖量成正 比，认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果， • 主要强调细胞的整体作用。
在某些特定的条件下，过氧化氢极易发生分解
• 实验原理：
1、常温下反应 2、加热(酒精灯水浴加热) 3、二氧化锰做催化剂 4、过氧化氢酶
高温 /MnO2 /过氧化氢酶
2H2O2
2H2O+O2
试管编号 第一步 第二步
1
2
每支试管加 3ml 2%的过氧化氢溶液
加入少许新鲜肝脏研磨液
加入少许二氧化锰
实验现象
• 20世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼,发 现少数RNA也具有生物催化作用——核酶。
切赫
奥特曼
酶的发现历程
18世纪末 斯帕兰扎尼 喂食鹰实验
19世纪，巴斯德和李比希的争论 酶是什么？
1897年，毕希纳的重大发现
1926年，萨母纳得到脲酶结晶（蛋白质）
20世纪80年代初，发现核酶（RNA） 科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的， 尤其是实验在科学发展中起着举足轻重的作用。
实验结果
过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，在过氧化氢酶 的作用下分解速率最快。
检测指标：①气泡的多少。②无明火卫生香复燃程度。
结论：酶的催化效率极高----酶具有高效性
讨论
1.过氧化氢酶的催化效率远远高于二氧化锰。
2.因为新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎中的过氧化氢酶的活性高。 3.实验现象可能不明显。没有制成匀浆，其过氧化氢酶主要存在于细胞 中。
练习
1.能够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.蔗糖酶
2.在唾液淀粉酶催化淀粉的水解实验中，将唾液稀释10倍，
与用唾液原液的效果几乎相同，这说明了酶具有 D
A.专一性 B.稳定性 C.多样性 D.高效性
3.下图是某种酶催化底物发生反应的过程示意图，下列叙述错误的是
D
A.图示反应过程还有水的产生 B.该图能体现酶催化作用的专一性 C.底物与酶能否结合与酶的结构有关 D.酶在催化过程中的形状改变是不可逆的
讨论： 1、起对照的作用：排除淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂反应的可能。 也可以排除淀粉和蔗糖是否被微生物污染而水解产生了还原糖，或本身就混有还原糖等 。 2、最佳反应条件，让酶能充分发挥催化作用。
3、一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物
实验二：探究酶催化的高效性
• 过氧化氢（H2O2） 细胞在代谢过程中会产生过氧化氢，它对细胞有一定的毒害作用。
C 4.下列有关酶的叙述正确的是
①酶是具有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的是
体内转化而来 ③酶是活细胞产生的 ④绝大多数酶的化学本质是
蛋白质 ⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇 ⑥酶在代谢中有多种功
能 ⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作
用 ⑨酶只在细胞内发挥作用
A.①②⑤
① 淀粉（非还原糖）蔗糖酶 淀粉 ②用淀粉酶和蔗糖酶分别作用于新鲜唾液，再用本尼迪特试剂鉴定
试管
1Leabharlann 23本尼迪特试剂 2ml 2ml 2ml
1%淀粉溶液 3ml
3ml
2%蔗糖溶液
3ml
新鲜唾液
1ml
4
5
6
2ml 2ml 2ml
3ml
3ml
3ml
1ml
蔗糖酶溶液
1ml 1ml
预期实验结果 不变色 不变色 红黄色沉淀 不变色 不变色 红黄色沉淀
酶的概念
酶是活细胞 产生的具有生物催化作用的有机物。
来源 功能 化学本质
活细胞产生的 催化作用 多数是蛋白质， 少数是RNA。
酶的催化过程
底物：受酶催化而发生化学反应的分子 酶的催化特点:促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化。
➢酶作用的强弱可用酶活性表示
酶活性一般是指单位时间内底物的消耗量或者产物的生成量
酶1 淀粉
酶2 蔗糖
麦芽糖 （还原性糖） 葡萄糖＋果糖 （还原性糖）
（1）方案一：用同一种酶催化两种不同物质 淀粉（非还原糖）淀粉酶 麦芽糖（还原糖）
① 蔗糖（非还原糖）淀粉酶 蔗糖 ②用蔗糖酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用本尼迪特试剂鉴定
（2）方案二：用两种不同酶催化同一种物质 淀粉（非还原糖）淀粉酶 麦芽糖（还原糖）
B.③⑦⑨
C.③④⑧
D.④⑤⑥
酶的催化功能具有专一性和高效性——实验变量和实验原则
• 变量：实验过程中可以变化的因素。 • 自变量：人为控制而改变的变量。 • 例如：加入的试剂种类 • 因变量：随着自变量改变而变化的变量。 • 例如：是否出现红黄色沉淀 • 无关变量：除自变量以外,一些对实验结果造成影响的可变因素， • 要求相同且适宜。 • 例如：蔗糖溶液的体积和浓度。