《生物催化剂酶》PPT课件.ppt

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1、生物催化剂 酶我的新衣服脏了！怎么办？我的新衣服脏了！怎么办？油渍油渍牛奶牛奶含蛋白酶的洗衣粉？含蛋白酶的洗衣粉？多酶片，它多酶片，它所含的所含的多种消多种消化酶化酶会增加人会增加人的消化能力的消化能力 酸奶，用的是酸奶，用的是乳酸菌内的酶乳酸菌内的酶，可以把牛奶中的可以把牛奶中的营养成分变成可营养成分变成可口的乳酸口的乳酸 加酶洗衣粉加酶洗衣粉添加进添加进蛋白酶蛋白酶后大大增强了后大大增强了去污能力去污能力下面是日常生活中的一些实例下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗你知道为什么吗?(1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。血渍、牛奶的主要成分是蛋白

2、质，一般温度下，血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。它就会凝固起来，不易溶解于水。(2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。绝大多数绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。蛋白酶的功能。(3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在质分子链会松

3、开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。变性后更加容易消化和吸收。（二）生物催化剂（二）生物催化剂-酶酶1、酶的概念及、酶的概念及特点特点科技探索：科技探索：酶的化学本质是酶的化学本质是20世纪初酶学研世纪初酶学研究和争论的中心问题。人们对酶的化学本质究和争论的中心问题。人们对酶的化学本质的认识经历了将近一个世纪的时间。的认识经历了将近一个世纪的时间。1920年，德国科学家维尔斯塔特提出，酶既不是年，德国科学家维尔斯塔特提出，酶既不是蛋白质，也不是糖类，它是活性基因附着在无活蛋白质，也不是糖类，它是活性基因附着在无活性的蛋白质上的一种物质。性的蛋白质上的一种物质。1926，萨姆

4、纳尔（美）从刀豆中提取到脲酶（催，萨姆纳尔（美）从刀豆中提取到脲酶（催化尿素水解的酶）结晶，通过化学实验证实化尿素水解的酶）结晶，通过化学实验证实脲酶脲酶是一种蛋白质。是一种蛋白质。1930年，诺索普年，诺索普 胃蛋白酶、胰蛋白酶等多种酶胃蛋白酶、胰蛋白酶等多种酶的结晶，并证明这些结晶都是蛋白质，这才推翻的结晶，并证明这些结晶都是蛋白质，这才推翻了维尔斯塔特的观点。了维尔斯塔特的观点。20世纪世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发现，现，极少数特殊的酶是极少数特殊的酶是RNA，称为核酶。，称为核酶。巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学

5、反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关 发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用些物质在起作用 引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后

6、才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用酵母细胞死亡后才能发挥作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样催化作用，就象在活酵母细胞中一样 酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质酶是蛋白质少数的少数的少数的少数的RNARNARNARNA具有催化作用具有催化作用具有催化作用具有催化作用（2）酶的概念）酶的概念:酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作用催化作用的

7、的有有机物机物，其中绝大，其中绝大多数多数酶酶是蛋白质是蛋白质,少数少数酶酶是是RNARNA。(各种消化酶都是蛋白质各种消化酶都是蛋白质)你知道吗你知道吗细胞内合成酶的主要场所是细胞内合成酶的主要场所是？核糖体核糖体功能功能来源来源化学本质化学本质 酶的概念酶的概念 指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂的有机物，它能使生物体内的化学反应在一定的条件下迅速地进行，而酶本身不发生变化。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。如消化酶 酶的化学本质：酶的化学本质：大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。组成酶的基本单位是组成酶的基本单位是 和和 活细胞内，酶合成的主要场所是。活细胞内，酶合成的主要场所是。核糖体

8、核糖体核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸酶的特性酶的特性:1、高效性高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；使得反应速率更快；酶是自然界催化活性最高的一类催化剂。可使酶是自然界催化活性最高的一类催化剂。可使反应速率提高反应速率提高1061012倍，比普通催化剂效能倍，比普通催化剂效能至少高几倍以上至少高几倍以上。例如：过氧化氢分解例如：过氧化氢分解 2H2O22H2O +O2 用用Fe（）催化，效率为催化，效率为610-4 mol/molS，用过氧化氢酶催化，效率为用过氧化氢酶催化，效率为6 106 mol/molS。用用-淀粉酶催化淀粉水解，淀粉酶催化淀

9、粉水解，1克克结晶酶在结晶酶在65 C条条件下可催化件下可催化2吨吨淀粉水解。淀粉水解。酶与无机催化剂的比较酶与无机催化剂的比较相同：都能催化化学反应，提高反应速相同：都能催化化学反应，提高反应速 率，缩短反应时间。但本身不参率，缩短反应时间。但本身不参 与反应，其本质和数量不变与反应，其本质和数量不变不同：酶的两大特性1.酶具有高效性酶具有高效性酶的催化效率大约是无机催化剂的酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍倍2.酶具有专一性酶具有专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种或一类一种或一类化学反应化学反应问题：酶作为生物催化剂，问题：酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，哪个催与无

10、机催化剂相比，哪个催化效率更高？化效率更高？H2O2 H2O+O2过氧化氢酶过氧化氢酶MnO2资料：资料：H2O2 是细胞中某些化学反应的副产物，具有是细胞中某些化学反应的副产物，具有强的氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，强的氧化性，如果不及时除去或分解，就会杀死细胞，而细胞中的过氧化氢酶可以催化而细胞中的过氧化氢酶可以催化H2O2的分解。的分解。肝脏研磨液肝脏研磨液二氧化锰二氧化锰点然后无明火的卫生香点然后无明火的卫生香实验一：比较过氧化氢酶与实验一：比较过氧化氢酶与MnOMnO2 2催化效率催化效率结论：结论：说明过氧化氢酶比二氧化锰的催化效率高得多。说明过氧化氢酶比二氧化锰的催

11、化效率高得多。酶具有高效性酶具有高效性催化剂种类（过氧化氢酶与催化剂种类（过氧化氢酶与MnO2）1.两支试管在处理上有什么区别？两支试管在处理上有什么区别？2.实验结果有什么不同？实验结果有什么不同？气泡产生的多少，卫生香气泡产生的多少，卫生香的燃烧情况不同的燃烧情况不同自变量自变量因变量因变量3.两支试管的区别是催化剂种类不同，如果两试管的过两支试管的区别是催化剂种类不同，如果两试管的过氧化氢溶液的体积也不同，对实验结果有影响吗？氧化氢溶液的体积也不同，对实验结果有影响吗？有有无关变量无关变量对照原则对照原则单一变量原则单一变量原则肝脏研磨液肝脏研磨液二氧化锰二氧化锰对照实验对照实验4.该实

12、验中为什么选用两支试管？如果只用该实验中为什么选用两支试管？如果只用1号试管能号试管能否证明酶具有高效性？否证明酶具有高效性？没有对比性，不严密没有对比性，不严密控制变量法 实验过程中可以变化的因素称做实验过程中可以变化的因素称做 变变 量量。其中人为改。其中人为改变的变量称做变的变量称做 自自 变变 量量。本实验。本实验 温温 度度 属于自变量；属于自变量；随着自变量的变化而变化的变量称做随着自变量的变化而变化的变量称做因因 变变 量量，本实验，本实验 淀淀 粉粉 的分解的分解就是因变量。除自变量外，实验过程中可就是因变量。除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，

13、这些能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称做变量称做 无无 关关 变变 量量 。比如本实验中由于人为因素造。比如本实验中由于人为因素造成的淀粉或成的淀粉或a-淀粉酶量取量不相同就是无关变量。除了淀粉酶量取量不相同就是无关变量。除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做 对对 照照 实实 验验。本实验只有温度是改变的，其余因素（如淀粉。本实验只有温度是改变的，其余因素（如淀粉或或a-淀粉酶的浓度）都没有变化。对照实验一般要设置淀粉酶的浓度）都没有变化。对照实验一般要设置对照组对照组和和实验组实验组，本实验，本实验2号试管就是号试管就是

14、 对照组对照组 1.3号试号试管是管是实验组实验组。在对照实验中，除了要观察的变量外，其。在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。他变量都应当始终保持相同。反应底物反应底物 A反应产物反应产物 B某类酶某类酶 C D代表代表 反应反应的过程的过程这个图解释了这个图解释了 酶的什么特性酶的什么特性?酶的特性酶的特性P8P86 6-3-3题题专一性专一性酶酶能稳定能稳定底物底物的过渡态，降低反应的活化能，的过渡态，降低反应的活化能，加速反应的进行。加速反应的进行。底物底物:在酶的催化下发生化学反应的物质在酶的催化下发生化学反应的物质 底物底物为参与生化反应的物质，可为化学元为

15、参与生化反应的物质，可为化学元素、分子或化合物，经酶作用可形成产物。素、分子或化合物，经酶作用可形成产物。一个生化反应的底物往往同时也是另一个化一个生化反应的底物往往同时也是另一个化学反应的产物。学反应的产物。2、专一性、专一性：一种酶只能催化一种或一类底种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；酶一般只能选择性地催化一种或一类相同酶一般只能选择性地催化一种或一类相同类型的化学反应，且无副产物生成。类型的化学反应，且无副产物生成。如蛋白质水解酶只能选择水解蛋白质或肽如蛋白质水解酶只能选择水解蛋白质或肽中特定的肽键中特定的肽键。3、易变性

16、，、易变性，由于大多数酶是蛋白质，因由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏而会被高温、强酸、强碱等破坏4、温和性、温和性：是指酶所催化的化学反应一般是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。是在较温和的条件下进行的。酶促反应一般在酶促反应一般在pH=58的水溶液中进行，的水溶液中进行，反应温度在反应温度在2040。由于反应条件温和，使某些不希望的副反应由于反应条件温和，使某些不希望的副反应如分解反应、异构化反应和消旋化反应等尽如分解反应、异构化反应和消旋化反应等尽可能减少。可能减少。由于酶本身是蛋白质，高温或其它苛刻的物由于酶本身是蛋白质，高温或其它苛刻的物理或化学条件

17、，将引起酶的失活理或化学条件，将引起酶的失活。提出问题提出问题问题探讨问题探讨2 2：影响酶活性的条件影响酶活性的条件温度过高过低都会影响酶的活性。温度过高过低都会影响酶的活性。过酸过碱都会影响酶的活性过酸过碱都会影响酶的活性作出假设作出假设温度对酶的催化作用有影响吗？温度对酶的催化作用有影响吗？PH对酶的催化作用有影响吗？对酶的催化作用有影响吗？设计实验设计实验 进行实验进行实验探究探究温度对酶活性的影响对酶活性的影响1.选材选材2.变量问题（自变量？因变量？无关变量变量问题（自变量？因变量？无关变量？）？）控制变量法3.如何检测因变量如何检测因变量4.如何设置实验组如何设置实验组探究探究温

18、度对酶活性（催化作用）的影响对酶活性（催化作用）的影响设计实验设计实验探究温度对酶活性（催化作用）的影响探究温度对酶活性（催化作用）的影响，并尝试对实验结果及实验中出现的问题作出分析并尝试对实验结果及实验中出现的问题作出分析 变蓝变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝温度过高过低影响酶的活性，淀粉没被分解温度过高过低影响酶的活性，淀粉没被分解 实验原理：实验原理：淀粉遇碘形成蓝色化合物。淀粉酶可淀粉遇碘形成蓝色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘以使淀粉逐步水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘后，不形成蓝色化合物。后，不形成蓝色化合物。控制变量法控制变量法讨论：讨论：2.人发烧时为什么会觉得全身无力食欲

19、不振人发烧时为什么会觉得全身无力食欲不振 不想吃东西？不想吃东西？3.在在“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”实验中，如果将猪肝冷冻后再逐渐加热到室温，实验中，如果将猪肝冷冻后再逐渐加热到室温，是否有同样的现象出现？是否有同样的现象出现？如果将猪肝煮熟后再如果将猪肝煮熟后再逐渐冷却到室温，是否会出现同样的现象？为逐渐冷却到室温，是否会出现同样的现象？为什么？什么？1.放在冰箱中的食物为什么能保鲜较长时间？放在冰箱中的食物为什么能保鲜较长时间？温度过高温度过高使酶失去活性使酶失去活性后，酶的活性不再恢复；后，酶的活性不再恢复；温度过低温度过低只是抑制酶的活性只是抑

20、制酶的活性，温度适宜时酶的活，温度适宜时酶的活性可恢复。性可恢复。3、酶的催化作用易受到外界因素的、酶的催化作用易受到外界因素的影响影响 低温抑制酶的活性，而不会使酶低温抑制酶的活性，而不会使酶失去活性；高温、过酸和过碱都会使失去活性；高温、过酸和过碱都会使酶空间结构遭破坏而失去活性酶空间结构遭破坏而失去活性讨论：讨论：唾液淀粉酶随唾液流入胃，唾液淀粉酶随唾液流入胃，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，胃蛋白酶随食糜进入小肠后，是否还具有活性？是否还具有活性？过酸过碱的条件过酸过碱的条件使酶失去活性使酶失去活性后，酶的活性后，酶的活性不再恢复不再恢复。影响酶促反应速率的因素：影响酶促反应速率的因素：1.

21、1.温度温度3.3.酶的浓度：酶的浓度：反应速率随反应速率随 酶浓度的升高而加快。酶浓度的升高而加快。4.4.底物浓度：底物浓度：在一定浓度在一定浓度 范围内，反应速率随浓范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率到一定浓度，反应速率 不再变化不再变化酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶数量限制酶数量限制2.pH2.pH5.5.抑制剂、激活剂抑制剂、激活剂用坐标图建构“pH对酶活性影响的数学模型”。并回答：（1）BA段的含义是：随着随着PH值下降酶的活性逐渐降值下降酶的活性逐渐降低，最后丧失。低，最后丧失。

22、BC段的含义是：随着随着PH值上升酶的活性逐渐降值上升酶的活性逐渐降低，最后丧失。低，最后丧失。（2）A点与C点时酶的相同点是：酶丧失活性，并不再恢复。酶丧失活性，并不再恢复。v/mmol.s-1A.B.C.迁移训练迁移训练3.3.v/mmol.s-1B.A.C.用坐标图建构用坐标图建构“温度对酶活性影响的温度对酶活性影响的数学模型数学模型”。并回答：。并回答：（1）AB段的含义是：段的含义是：随温度的升高酶的活性不断增强随温度的升高酶的活性不断增强 BC段的含义是：段的含义是：随温度的升高酶的活性不断减弱，到随温度的升高酶的活性不断减弱，到点温度时，酶失活。点温度时，酶失活。（2）A点与点与

23、C点时酶的区别是点时酶的区别是A点酶点酶的活性只是降低但仍有活性，的活性只是降低但仍有活性，在适宜温度下酶的活性可恢复，在适宜温度下酶的活性可恢复，而点时酶在高温下变性失活，酶的而点时酶在高温下变性失活，酶的活性不再恢复。活性不再恢复。小结1.酶的概念（来源、功能、化学本质）酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作用催化作用的的有机物有机物，其中绝大其中绝大多数多数酶酶是蛋白质是蛋白质,少数少数酶酶是是RNA。2.酶的特点 酶具有高效性酶具有高效性 酶具有专一性酶具有专一性 酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和3.影响酶促反应速率的因素 温度温度 pH 酶的浓度酶的浓度 底物浓度底物浓度

24、 抑抑制剂、激活剂制剂、激活剂1.将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会味。这是因为加热会(D )A.提高淀粉酶活性提高淀粉酶活性 B.改变可溶性糖分子结构改变可溶性糖分子结构 C.防止玉米粒发芽防止玉米粒发芽 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶2嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是用特点而言，下列使用方法中最佳的是(D )A 炒肉的过程中加入炒肉的过程中加入 B 肉炒熟后起锅前加入肉炒熟后起锅前加入 C

25、 先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 D室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟3、不同生物细胞的蛋白质和核酸分子，其组成、不同生物细胞的蛋白质和核酸分子，其组成和结构（和结构（D ）A蛋白质相同，核酸不同蛋白质相同，核酸不同 B都相同都相同 C核酸相同，蛋白质不同核酸相同，蛋白质不同 D都不相同都不相同4、对细胞中某些物质的组成进行分析，可、对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物不同个体是否为同一物以作为鉴别真核生物不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（种的辅助手段，一般不采用的物质是（D ）A蛋白质蛋白

26、质 BDNA CRNA D核苷酸核苷酸 5.能够使唾液淀粉酶水解的是（能够使唾液淀粉酶水解的是（C ）A.淀粉酶淀粉酶 B.脂肪酶脂肪酶 C.蛋白酶蛋白酶 D.肽酶肽酶 6.淀粉酶能使淀粉在很短的时间内水解成麦芽糖，淀粉酶能使淀粉在很短的时间内水解成麦芽糖，而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶具有（具有（B ）A.高效性和多样性高效性和多样性 B.高效性和专一性高效性和专一性C.专一性和多样性专一性和多样性 D.稳定性和高效性稳定性和高效性 7下列有关酶的专一性的叙述不正确的是下列有关酶的专一性的叙述不正确的是()A一种酶只能催化一种或一类物质的化学一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应反应B一种或一类物质的反应只能由一种酶来一种或一类物质的反应只能由一种酶来催化催化C在生物无以数计的化学反应中酶起针对在生物无以数计的化学反应中酶起针对性的催化作用性的催化作用D胃蛋白质酶在细胞外只能将蛋白质分解胃蛋白质酶在细胞外只能将蛋白质分解形成多肽形成多肽