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第三章第三章 酶的制备及应用酶的制备及应用第三章第三章 酶的制备及应用酶的制备及应用第第1节节酶的制备及活力测定酶的制备及活力测定学习导航学习导航1.研究酶的存在及提取方法。研究酶的存在及提取方法。重点重点2.尝试利用酶活力测定的一般原理和方法。尝试利用酶活力测定的一般原理和方法。 难点难点新知初探思维启动新知初探思维启动一、酶的存在及影响因素一、酶的存在及影响因素1.合成场所：合成场所：在生物体活细胞中合成。在生物体活细胞中合成。2.反应部位：反应部位：多数在多数在_直接参与生物化直接参与生物化学反应，少数在学反应，少数在_发挥作用。发挥作用。3.影响因素：影响因素：_等多种环境条等多种环境条件都可能影响酶的件都可能影响酶的_,导致酶变性，导致酶变性，直至丧失活力。直至丧失活力。细胞内细胞内细胞外细胞外温度、酸碱性温度、酸碱性空间结构空间结构判一判判一判(1)人体内、参与物质分解的酶都可以在分泌人体内、参与物质分解的酶都可以在分泌物中提取。物中提取。()(2)高温、低温、过酸和过碱等环境条件都能高温、低温、过酸和过碱等环境条件都能改变酶的空间结构，导致酶变性失活。改变酶的空间结构，导致酶变性失活。()(3)新采摘的甜玉米放在沸水中浸泡后，可使新采摘的甜玉米放在沸水中浸泡后，可使甜味保持的时间长些。甜味保持的时间长些。()(4)萨姆纳第一次证明了脲酶是蛋白质。萨姆纳第一次证明了脲酶是蛋白质。()二、酶的活力及测定方法二、酶的活力及测定方法1.酶的活力：酶的活力：以单位时间内以单位时间内_或者在单位时间内或者在单位时间内_来表示。来表示。2.酶活力的测定酶活力的测定(1)方法：利用方法：利用_进行比色。进行比色。底物的消耗量底物的消耗量产物的生成量产物的生成量分光光度法分光光度法(2)实例实例植物淀粉酶的制备及活力测定植物淀粉酶的制备及活力测定使酶失活使酶失活钝化酶的活性使反应终钝化酶的活性使反应终止止 3,5-二硝基水杨二硝基水杨酸试剂酸试剂煮沸煮沸黄褐色黄褐色520m想一想想一想进行酶活力测定时，出现了进行酶活力测定时，出现了“恒温处理恒温处理”、“沸水加热沸水加热”、“钝化处理钝化处理”，是否矛盾？，是否矛盾？各有什么目的呢？各有什么目的呢？【提示提示】不矛盾。恒温处理是为酶促反应不矛盾。恒温处理是为酶促反应提供必要的温度条件，与之形成对照的是经提供必要的温度条件，与之形成对照的是经沸水浴加热变性失活的酶液，而钝化处理是沸水浴加热变性失活的酶液，而钝化处理是使反应后的酶失活，使反应终止。使反应后的酶失活，使反应终止。过氧化氢酶粗酶液的制备及活力测定过氧化氢酶粗酶液的制备及活力测定a制备过氧化氢酶粗酶液制备过氧化氢酶粗酶液以新鲜动物肝脏、马铃薯块茎或萝卜块根为以新鲜动物肝脏、马铃薯块茎或萝卜块根为材料，经过切碎、研磨、材料，经过切碎、研磨、_，取，取_即可得到过氧化氢酶粗酶液。即可得到过氧化氢酶粗酶液。离心离心上清液上清液b分光光度法测定过氧化氢酶的活力分光光度法测定过氧化氢酶的活力在过氧化氢酶存在时，过氧化氢将在过氧化氢酶存在时，过氧化氢将_氧化生成氧化生成_色产物。待酶反应终止后，过色产物。待酶反应终止后，过滤，取滤液适当稀释，在波长滤，取滤液适当稀释，在波长_ nm处测处测吸光值，计算出过氧化氢酶的活力。吸光值，计算出过氧化氢酶的活力。愈创木酚愈创木酚茶褐茶褐470c高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶的活力高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶的活力过氧化氢酶可以催化过氧化氢酶可以催化H2O2分解为水和氧。如分解为水和氧。如果在反应系统中加入适当过量的过氧化氢溶果在反应系统中加入适当过量的过氧化氢溶液，经酶促反应后，在酸性条件下，用标准液，经酶促反应后，在酸性条件下，用标准高锰酸钾溶液滴定多余的高锰酸钾溶液滴定多余的_,反应如下：反应如下：5H2O22KMnO44H2SO45O22KHSO48H2O2MnSO4H2O2H2O2的量的量要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点一要点一粗酶液的制取粗酶液的制取1.胞内酶胞内酶(绝大多数酶，如呼吸酶、淀粉酶、绝大多数酶，如呼吸酶、淀粉酶、过氧化氢酶等过氧化氢酶等)：用破碎仪、研磨器或匀浆器：用破碎仪、研磨器或匀浆器等机械将组织细胞破碎，然后过滤、离心。等机械将组织细胞破碎，然后过滤、离心。2.胞外酶胞外酶(消化酶等消化酶等)：直接从动物分泌物或组：直接从动物分泌物或组织间隙中提取。织间隙中提取。 H2O2酶粗酶液的制备过程中叙述错误酶粗酶液的制备过程中叙述错误的是的是()A以新鲜动物肝脏、马铃薯块茎或萝卜块根以新鲜动物肝脏、马铃薯块茎或萝卜块根为材料为材料B材料需要破碎、过滤和离心处理材料需要破碎、过滤和离心处理C取上清液即可得到粗酶液取上清液即可得到粗酶液D粗酶液需要钝化处理保存粗酶液需要钝化处理保存例例1【解析解析】H2O2酶分布于很多组织细胞中，酶分布于很多组织细胞中，可有效地去除可有效地去除H2O2的危害，它属于细胞内的的危害，它属于细胞内的酶，所以要进行破碎或研磨，然后过滤、离酶，所以要进行破碎或研磨，然后过滤、离心。但钝化处理是使酶失去活性的方法，不心。但钝化处理是使酶失去活性的方法，不是保存方法。是保存方法。【答案答案】D互动探究互动探究(1)如果换成胰蛋白酶的制备，具体方法又如果换成胰蛋白酶的制备，具体方法又是怎样？是怎样？(2)从哪些方面考虑酶液的保存？从哪些方面考虑酶液的保存？【提示提示】(1)细胞外的酶可直接从分泌物细胞外的酶可直接从分泌物中提取。中提取。(2)酶液保存应考虑影响酶活性的因素，如酶液保存应考虑影响酶活性的因素，如低温、适宜低温、适宜pH等条件。等条件。要点二要点二影响酶活力的因素影响酶活力的因素1.温度温度酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示表示：表示：(1)温度从温度从t1到到t时，随着温度的升高，酶活力时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强。逐渐增强。(2)温度从温度从t到到t2时，随着温度的升高，酶活力时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低。逐渐降低。(3)温度高于温度高于t2时，酶活力全部丧失。时，酶活力全部丧失。(4)t3、t4条件下，酶活力相同。条件下，酶活力相同。(5)t为最适温度，即在该温度时，酶的活力最为最适温度，即在该温度时，酶的活力最强。强。2.pH每种酶都有一定的最适每种酶都有一定的最适pH范围。例如：过氧范围。例如：过氧化氢酶最适化氢酶最适pH范围为范围为6.87.3。过酸、过碱。过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。都会使酶发生不可逆失活。3.酶的激活剂酶的激活剂有时加入酶的激活剂可以提高酶活力。有时加入酶的激活剂可以提高酶活力。4.酶的抑制剂酶的抑制剂加入酶的抑制剂后可以降低酶活力，甚至使加入酶的抑制剂后可以降低酶活力，甚至使酶失去活力。酶失去活力。特别提醒特别提醒酶活力的高低受温度、酶活力的高低受温度、pH、激活、激活剂等多种因素的影响，所以酶的提取一般选剂等多种因素的影响，所以酶的提取一般选择在低温和适合的择在低温和适合的pH下进行，有时还要加入下进行，有时还要加入酶的激活剂以提高酶活力。酶的激活剂以提高酶活力。 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底底物物)，温度保持在，温度保持在37 ，pH保持在最适值，保持在最适值，生成物量与反应时间的关系如图所示，请回生成物量与反应时间的关系如图所示，请回答下列问题：答下列问题：(1)该酶作用的底物是该酶作用的底物是_。例例2(2)在在140 min后，曲线变成水平，这是因为后，曲线变成水平，这是因为_。(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原来图上画出生成物量变化的示意曲线。在原来图上画出生成物量变化的示意曲线。(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由由2逐渐升高到逐渐升高到10，则酶催化反应的速度，则酶催化反应的速度将将_，原因是，原因是_。(5)如图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解如图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是速度和温度关系的是_。【解析解析】酶的专一性是指一种酶只能催化酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物反应，蛋白酶只能催化蛋一种或一类化合物反应，蛋白酶只能催化蛋白质水解；随着反应时间的推移，反应底物白质水解；随着反应时间的推移，反应底物逐渐耗尽，生成物量不再增加。催化性是指逐渐耗尽，生成物量不再增加。催化性是指酶只能改变反应速度，不改变反应结果。故酶只能改变反应速度，不改变反应结果。故画坐标曲线时，反应速度加快，时间缩短，画坐标曲线时，反应速度加快，时间缩短，最终生成物量不变。受最终生成物量不变。受pH影响，酶在强酸或影响，酶在强酸或强碱环境中会因结构改变而失活。强碱环境中会因结构改变而失活。所以反应速度不变，因为在所以反应速度不变，因为在pH为为2时酶已变时酶已变性失活。受温度影响，低温影响酶活性，但性失活。受温度影响，低温影响酶活性，但不使其变性失活，随温度升高，反应速度加不使其变性失活，随温度升高，反应速度加快，超过最适温度，酶活性随温度升高而下快，超过最适温度，酶活性随温度升高而下降。本题侧重于考查胰蛋白酶的最适温度为降。本题侧重于考查胰蛋白酶的最适温度为37 。【答案答案】(1)蛋白质蛋白质(2)底物量一定，底物已被耗尽底物量一定，底物已被耗尽(3)如图如图(4)不变不变在在pH2时酶已失活时酶已失活(5)CA在在B点之前点之前,淀粉酶的活性和温度成正比；淀粉酶的活性和温度成正比；之后，成反比之后，成反比B当温度到达当温度到达B点时，淀粉酶的活性最高点时，淀粉酶的活性最高CA点时，淀粉酶的活性很低，但随着温度点时，淀粉酶的活性很低，但随着温度升高，淀粉酶的活性可以上升升高，淀粉酶的活性可以上升DC点时，淀粉酶的活性很低，当温度降低点时，淀粉酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性也可以恢复上升时，酶的活性也可以恢复上升解析：选解析：选D。从题图中可以看出随着温度的不。从题图中可以看出随着温度的不断升高，淀粉酶的活性上升，在断升高，淀粉酶的活性上升，在B点时，酶的点时，酶的活性达到最高；随后，随着温度的继续上升活性达到最高；随后，随着温度的继续上升,酶的活性迅速下降。酶的活性迅速下降。A点和点和C点相比，虽然酶点相比，虽然酶的活性都很低，的活性都很低，A点是低温条件，对酶的分子点是低温条件，对酶的分子结构无影响，随着温度的上升，其活性也会结构无影响，随着温度的上升，其活性也会不断上升，而不断上升，而C点是高温条件，当温度过高时点是高温条件，当温度过高时,会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变性。逆的变性。
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