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第 三 节 酶 新 采 摘 的 玉 米 放 在 沸 水 中 浸 泡 一 段 时 间 后 再 保 存 ，甜 味 可 保 留 较 长 一 段 时 间 ， 如 果 采 摘 后 放 在 35 40 下 ， 甜 味 消 失 得 很 快 ； 如 果 采 摘 后 马 上 放 入 冰 箱 中 冷藏 ， 可 使 甜 味 的 保 持 时 间 延 长 。 请 思 考 ： 1.玉 米 采 摘 后 放 在 35 40 条 件 下 甜 味 为 什 么很 快 消 失 ？ 2.沸 水 浸 泡 或 放 入 冰 箱 后 为 什 么 能 减 少 分 解 反 应 的发 生 ？阅 读 思 考 ： 看书填空： 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 糖过 程 ：现 象 ： 冒 出 气 泡资 料结 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 .科 学 在 不 断 地 观 察 、 实 验 、 探 索 和 争 论 中 前 进 ，尤 其 是 实 验 在 科 学 发 展 中 起 着 举 足 轻 重 的 作 用 。 1.分 析 科 学 家 探 索 酶 本 质 的 实 验（ 1） 巴 斯 德 与 李 比 希 的 分 歧 是 什 么 ？提 示 ： 酒 精 发 酵 是 与 酵 母 菌 有 关 还 是 与 酵 母 菌 中的 某 种 物 质 有 关 。（ 2） 毕 希 纳 如 何 证 明 酒 精 发 酵 与 酵 母 菌 本 身 无关 。提 示 ： 利 用 无 细 胞 的 酵 母 汁 进 行 酒 精 发 酵 实 验 。 德 国 科 学 家 毕 希 纳 发 现 ： 把 酵 母 菌 细 胞 磨 碎 并 将得 到 的 提 取 液 加 入 到 葡 萄 糖 溶 液 中 ， 糖 液 变 成 了 酒 。这 一 结 果 和 糖 液 中 含 有 活 的 酵 母 菌 细 胞 是 一 样 的 。 上述 现 象 不 能 得 出 以 下 哪 种 结 论 ( )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【 例 1】 C 【 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 . 看书填空： 活 细 胞 产 生 的 具 有 生 物 催 化 作 用 的有 机 物 一 类（ 大 部 分 是 蛋 白 质 ， 少 数 是 RNA）酶 的 本 质 (成 分 )是 什 么 ？有 什 么 方 法 能 鉴 定 它 的 成 分 吗 ？ 1、 酶 的 本 质 :来 源 ：功 能 ：化 学 本 质 ：活 细 胞催 化 剂 多 数 是 蛋 白 质 ， 少 数 是核 酶 （ RNA）问 题 1酶 的 定 义 的 三 个 关 键 点 ： 酶 的 解 读 及 生 理 功 能 ： 2. 怎 样 设 计 实 验 验 证 该 酶 是 蛋 白 质 ？ 【 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(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 。 酶 是 活 细 胞 产 生 的 ,但 酶 是 否 一 定 要 在细 胞 中 才 能 起 作 用 ?问 题 2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 。 1.酶 的 特 点 ： 酶 具 有 促 使 _发 生 化 学 变 化 ， _却 不 发生 化 学 变 化 的 特 点 。2.酶 的 作 用 过 程 ：(1)作 用 过 程 ：酶 +_ 酶 -底 物 复 合 物 酶 +_。(2)举 例 ： 反 应 物 本 身底 物 产 物酶 有 什 么 作 用 ？ 作 用 的 原 理 是 什 么 ？“ Lock-key”model 问 题 3 3.酶 活 性 ： 表 示 酶 作 用 的 _。4.酶 的 特 性 ：(1)_： 酶 的 催 化 活 性 极 高 。(2)专 一 性 ： 一 种 酶 只 能 催 化 一 种 _或 少 数 几 种 _的反 应 。 强 弱高 效 性 底 物 相 似 底 物 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 。 【 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.酶 的 基 本 组 成 单 位 是 氨 基 酸 或 核 糖 核 苷 酸D【 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 。 即 酶 的 高 效 性 怎 样 设 计 实 验 验 证 酶 具 有 高 效 性 ？问 题 4 问 题 ： 酶 作 为 生 物 催 化 剂 ，与 无 机 催 化 剂 相 比 ， 哪 个 催化 效 率 更 高 ？H2O2 H2O+O2过 氧 化 氢 酶MnO2资 料 :H2O2 是 细 胞 中 某 些 化 学 反 应 的 副 产 物 ， 具 有 很强 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 H2O2的 分 解 。 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 ） 。 实 验 一 ： 比 较 过 氧 化 氢 酶 与 MnO2催 化 效 率设 计 好 实 验 步 骤 和 实 验 结 果 记 录 表 格 ,再 进行 实 验 操 作 是 一 个 良 好 的 习 惯 ,有 利 于 统 筹 安排 实 验 . 实验记录表格 试 管H 2O 2溶 液鸡 肝 匀 浆MnO 2带 火 星 的 卫生 香 检 测实 验 结 果 1号 2号3mL 3mL少 许 少 许 肝 脏 研 磨 液 二 氧 化 锰实 验 一 ： 比 较 过 氧 化 氢 酶 与 MnO2催 化 效 率 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 无 关 变 量 （ 要 求 等 量或 条 件 最 适 宜 ） 对 照 原 则 遵 循 ： 单 一变 量 原 则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【 警 示 钟 】无 关 变 量 不 起 作 用 的 变 量 实验记录表格 试 管H 2O 2溶 液鸡 肝 匀 浆MnO 2带 火 星 的 卫生 香 检 测实 验 结 果 1号 2号3mL 3mL少 许 少 许 产 生 的 气 泡多 且 大 , 卫 生香 燃 烧 猛 烈 产 生 的 气 泡少 且 小 ,卫 生香 微 弱 燃 烧实 验 结 果 （ 现 象 ） ： 酶 具 有 高 效 性结 论 ： 过 氧 化 氢 酶 比 二 氧 化 锰 的 催 化 效 率 高得 多 。 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 ？2.将 肝 脏 制 备 为 研 磨 液 的 目 的 是 什 么 ？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 :肝 脏 必 须 是 新 鲜 的提 示 :使 其 中 的 过 氧 化 氢 酶 释 放 出 来提 示 :分 别 用 不 同 的 滴 管 ， 量 要 一 致 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 ?思 考 ：怎 样 设 计 实 验 验 证 酶 具 有 专 一 性 ？问 题 5 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 )(1)实 验 思 路 ： 自 变 量 ： 不 同 底 物 或 酶 液 (单 一 变 量 )； 因 变 量 ： 底 物 是 否 被 分 解 或 有 无 产 物 形 成 ； 无 关 变 量 ： 试 剂 的 量 、 反 应 温 度 、 pH等 (平衡 无 关 变 量 )。(2)变 量 分 析 及 处 理 原 则(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 。 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 例 ： 淀 粉 酶 对 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 。 实 验 二 ： 探 究 淀 粉 酶 和 蔗 糖 酶对 淀 粉 和 蔗 糖 的 水 解 作 用 2ml蔗 糖溶 液 2ml蔗 糖溶 液2ml淀 粉溶 液2ml淀 粉溶 液 2ml淀 粉溶 液2ml蔗 糖溶 液2ml蔗 糖 酶 溶 液 2ml淀 粉 酶 溶 液振 荡 ， 37 水 浴 ， 反 应 约 15min加 本 尼 迪 特 试 剂 振 荡 水 浴 加 热 2-3min无 变 化 无 变 化 无 变 化 无 变 化红 黄 色沉 淀 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1号 2号 3号 4号 5号 6号 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 。（ 3） 该 实 验 中 能 否 将 本 尼 迪 特 试 剂 改 为 碘 -碘 化 钾 溶 液 ？提 示 ： 不 能 ， 碘 -碘 化 钾 溶 液 只 能 检 测 淀 粉 是 否 存 在 ， 不 能检 测 蔗 糖 是 否 存 在 。 【 小 结 】 对 照 实 验 的 一 般 程 序(1)取 实 验 材 料 、 用 具 ， 分 组 、 编 号 、 用 具 中 加 入 实验 物 质 。(2)给 予 材 料 不 同 条 件 处 理 (或 用 具 中 加 入 不 同 物 质 ，注 意 遵 循 单 一 变 量 原 则 )。(3)观 察 记 录 实 验 结 果 。(4)分 析 总 结 实 验 结 论 。其 中 ， (3)、 (4)内 容 在 探 究 实 验 和 验 证 实 验 中 是 不同 的 。 验 证 实 验 只 有 一 种 结 果 和 结 论 ， 而 探 究 实 验则 可 有 几 种 不 同 的 结 果 和 结 论 。 证 明 唾 液 淀 粉 酶 对 淀 粉 有 消 化 作 用 a.第 步 还 应 在 B试 管 中 加 入 2 mL清 水 。 b.第 步与 第 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 么唾 液 的 有 无 淀 粉 是 否 被 分 解 糨 糊 中 淀 粉 的 纯 度 和 性 质 等 D 【 例 4】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 过氧 化 氢 分 解 的 酶 。 为 了 研 究 生 物 酶 与 无 机 催 化 剂 的 催 化效 率 ,某 同 学 设 计 了 一 个 实 验 ,以 下 是 该 实 验 的 几 个 步 骤 : 向 3号 试 管 滴 入 几 滴 氯 化 铁 溶 液 ; 将 点 燃 但 无 火 焰 的 卫 生 香 分 别 放 在 1、 2、 3号 试 管 的 管口 ,仔 细 观 察 ,发 现 1号 试 管 口 的 卫 生 香 燃 烧 剧 烈 ; 2号 试管 口 几 乎 没 有 变 化 ; 取 三 支 洁 净 的 试 管 ,编 上 1、 2、 3号 ,分 别 注 入 10 mL 3%的 过 氧 化 氢 溶 液 ; 轻 轻 振 荡 这 三 支 试 管 ,使 试 管 内 的 物 质 混 合 均 匀 ,会 发现 1号 试 管 的 气 泡 多 而 且 最 先 产 生 ,2号 试 管 几 乎 无 气 泡 产生 ; 在 1号 试 管 中 加 入 鲜 肝 匀 浆 ,将 等 量 的 鲜 肝 匀 浆 加 热 煮沸 后 ,冷 却 ,加 入 到 2号 试 管 中 。 (1)请 根 据 实 验 原 理 ,选 择 正 确 的 顺 序 ( )A. B. C. D. (2)该 实 验 主 要 是 证 明 了 酶 具 有 性 。(3)2号 试 管 没 有 明 显 变 化 的 原 因 是 _。 取 三 支 洁 净 的 试 管 ,编 上 1、 2、 3号 ,分 别 注 入 10 mL 3%的 过 氧 化 氢溶 液 ; 轻 轻 振 荡 这 三 支 试 管 ,使 试 管 内 的 物 质 混 合 均 匀 ,会 发 现 1号 试 管 的气 泡 多 而 且 最 先 产 生 ,2号 试 管 几 乎 无 气 泡 产 生 ; 在 1号 试 管 中 加 入 鲜 肝 匀 浆 ,将 等 量 的 鲜 肝 匀 浆 加 热 煮 沸 后 ,冷 却 ,加 入 到 2号 试 管 中 。 D高 效酶 加 热 后 变 性 ,失 去 了 原有 的 生 物 活 性 【 解 析 】 (1)探 究 实 验 的 一 般 步 骤 :分 组 编 号 控 制 无 关变 量 控 制 自 变 量 (设 计 对 照 ) 观 察 实 验 现 象 ,故 该 实 验的 正 确 顺 序 是 : 。(2)该 实 验 研 究 生 物 酶 与 无 机 催 化 剂 的 催 化 效 率 ,证 明 了酶 的 高 效 性 。(3)2号 试 管 没 有 明 显 变 化 的 原 因 :酶 加 热 后 变 性 ,失 去 了原 有 的 生 物 活 性 。 【 互 动 探 究 】 (1)2号 试 管 中 加 热 破 坏 了 酶 的 什 么 结 构 ?提 示 :空 间 结 构 。(2)本 实 验 中 自 变 量 是 什 么 ?因 变 量 是 什 么 ?提 示 :自 变 量 是 试 管 中 加 入 的 不 同 物 质 ;因 变 量 是 气 泡 的数 量 或 卫 生 香 燃 烧 的 剧 烈 程 度 。
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