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1、第二节 第三章 细胞的代谢 第1课时 酶的本质及酶的特性 体外剧烈氧化 体内温和氧化 两者有什么不同之处? 生物体内有酶存在 胃液中一定存在 能消化肉块的物质 1、斯帕兰扎尼的实验(18世纪末) 一、酶的发现 酶的本质 巴斯德在发酵的葡萄酒中观察到活的酵母细胞 2、酵母菌与酒精发酵(19世纪) 酶的本质 巴斯德的观点:酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果。 李比希的观点: 酒精发酵仅仅是一种化学反应,与酵母活动无关,只 需酵母菌中某些物质的参与而已。 3、毕希纳的实验(1897年) 证实促使酒精发酵的是酵母中的某种物质酿酶,而不是酵母细胞本 身。但是,毕希纳无法直接对酶的本质进行鉴定。 酶的本质 1
2、917年-1926年,历时9年时间, 从刀豆种子中提取出脲酶的结晶 ,并实验证实它是一种蛋白质。 4、萨母纳尔 脲酶的获得(1926年) 酶的本质 20世纪80年代,有一种叫RnaseP 的酶,是由20%的蛋白质和80% 的RNA构成的,科学家把其中的 蛋白质除去,提高了Mg2+的浓度 ,发现留下来的RNA同样具有催 化活性,后来进一步研究发现, 某些RNA分子和那些构成酶的蛋 白质分子一样,都是效率非常高 的生物催化剂。 奥尔特曼S.Altman切赫T.R.Cech 5、核酶的发现(1980s) 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, 称为核酶。 酶的本质 小资料: 生
3、理作用: 活细胞 催化生化反应进行,是生物催化剂 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。 二、酶的概念 1、定义 能改变化学反应速度,而本身性质在反应前后不变。 产生部位: 化学本质: 作用部位: 细胞内外 酶的本质 酶为什么会具有这样强大的催化能力呢? 酶底物复合物学说认为:酶在催化某一底物时,先与底物结合成一 种不稳定的复合产物。这种复合产物极为活泼,很容易发生化学反应 而变成反应产物,并且放出酶。 S(底物)+ E(酶) SE(中间产物) E + P(反应产物 ) 很快分解 酶的作用原理 从这原理中可知酶催化作用有什么性质? 底物:受酶催化而发
4、生化学反应的物质。 酶-底物复合物学说 酶的作用原理 1、酶有专一性 一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应,就是酶的专一 性。 三、酶的特性 淀粉 麦芽糖 酶1 蔗糖 葡萄糖果糖 酶2 (还原性糖) (还原性糖) 实验一 (1)方案一:用同一种酶催化两种不同物质 淀粉(非还原糖) 麦芽糖(还原糖) 蔗糖(非还原糖) 蔗糖 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后,再用本尼迪特试剂鉴定,根据是 否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索 酶的专一性。 淀粉(非还原糖) 麦芽糖(还原糖) 淀粉(非还原糖) 淀粉 再用本尼迪特试剂鉴定,从而探究酶的专一性。 淀粉酶 蔗糖酶 淀粉酶
5、 淀粉酶 (2)方案二:用两种不同酶催化同一种物质 第一步: 1ml 水 水 水 淀粉酶 淀粉酶 1、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 1 2 3 4 5 第二步: 3ml 淀粉 蔗糖 淀粉酶 淀粉 蔗糖 第三步: 各试管充分摇匀后,37 保温15分钟 第四步: 各试管加2ml本尼迪特试剂 1 2 3 4 5 实 验 结 果 结论:淀粉酶分解淀粉,不分解蔗糖 1 2 3 4 5 淀粉本 蔗糖本 淀酶本 淀酶淀粉本 淀酶蔗糖本 第一步: 1ml 水 水 水 淀粉酶 蔗糖酶 2、探究蔗糖酶和淀粉酶对蔗糖的作用 1 2 3 4 5 第二步: 3ml 蔗糖 淀粉酶 蔗糖酶 蔗糖 蔗糖 第三步: 各试管充分
6、摇匀后,37 保温15分钟 第四步: 各试管加2ml本尼迪特试剂 1 2 3 4 5 实 验 结 果 结论:蔗糖酶分解蔗糖,淀粉酶不分解蔗糖 1 2 3 4 5 蔗糖+本 淀粉酶本 蔗酶本 淀酶蔗糖本 蔗酶蔗糖本 结论:酶具有专一性 讨论: 1、1号2号试管作用? 2、为什么要37 保温15分钟 ? 排除底物本身与本尼迪特的反应 唾液定粉酶的最是温度是37 2、酶催化的高效性 酶活性:是酶催化一定化学反应的能力,一般是指单位时间内底物的 消耗量或产物的生成量。 CO2 + H2O H2CO3 酶的催化效率远远大于无机催化剂 每个碳酸酐酶分子每秒能够催化6105个CO2,比非酶(无机催化剂) 反
7、应快107倍。 事实1 实验原理1:H2O2在体外可被无机催化剂Fe3+分解为H2O和O2,在体内 可被H2O2酶分解为H2O和O2 实验原理2: H2O2酶可从动植物体内获得-新鲜的肝脏或马铃薯 实验原理3 :每滴FeCl3溶液中的Fe3+数,大约是肝脏研磨液中H2O2酶 分子数的25万倍 实验二:酶的催化效率 实验2 试管 序号 H2O2 溶液 肝脏研 磨液 FeCl3溶液观察单位时间内氧气的生成量 12ml2滴 22ml2滴 1.该实验说明了什么,能得出什么结论 ? 酶具有高效性 2. 实验时,对实验材料-肝脏的选择有什么要求?为什么要将肝脏制 备为研磨液? 多,能使带火星的卫生香复燃 不能复燃 新鲜的;增大接触面积,加快反应速率 1、大多数酶在水解过程中,通常能得到多肽,最后能得到氨基酸, 这说明( ) A.大多数酶石油或细胞产生的 B.大多数酶是生物催化剂 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.大多数酶的基本组成单位是多肽 2、酶的基本组成单位是( ) A.氨基酸 B.核苷酸 C.核糖核苷酸 D.A或C C D 3. 下列关于酶的叙述中哪几项是正确的( ) 酶是活细胞产生的; 酶都有催化功能; 酶的本质是蛋白质,蛋白质都是酶; 酶能够降低化学反应活化能,具有专一性、高效性; 酶促反应与外界条件无关; 淀粉酶能促进淀粉水解; 酶只有在生物体内才起催化作用
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