酶的本质六班12.ppt
三、酶的本质,路易斯巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27-1895.9.25)，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践理论实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人。,主要经历1822年，生于法国多勒 1839年-1842年在贝桑松皇家学院学习 1843年-1846年在巴黎高等师范学校学习，1845年获硕士学位，1847年获博士学位 1848年-1849年任第戎大学物理学教授 1849年-1854年任斯特拉斯堡大学理学院化学教授 1854年-1857年任里尔大学理学院院长和化学教授 1857年-1867年任巴黎高师的主管行政管理和科学研究的主任 1862年被选为法国科学院院士 1863年-1867年兼任巴黎美术学校教授 1867年-1874年任巴黎大学化学教授 1869年成为英国皇家学会会员 1867年-1888年任高等师范学校生理化学实验室主任 1882年被选为法兰西学院院士 1887年被选为法国科学院永久秘书 1888年-1895年任巴斯德研究所所长 1892年巴黎大学为庆祝巴斯德70寿辰举行了盛大的国际性庆典 1895年逝世于巴黎附近的圣克洛德,主要贡献11848年研究酒石酸的旋光性，发现酒石酸有右旋和左旋现象及内消旋体和外消旋体，这一发现对结构化学的发展具有重要影响。后提出分子不对称性理论，开创了立体化学研究的途径。发现生物体对这两种不对称性的晶体具有明显的选择性。2证实发酵作用都是由于微生物引起，创立“巴斯德消毒法”（6065摄氏度作短时间加热处理，杀死有害微生物的一种消毒法）并应用在各种食物和饮料上。3证实传染病都是微生物在生物体内的发展引起。4提出了预防接种措施，认为传染病的微生物在特殊的培养之下可以减轻毒力，变成防病的疫苗。5在当时巴斯德消毒法所获得的利润足够支付法国因为普法战争战败而向普鲁士缴纳的战争赔款。,发现了同分异构现象,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,爱德华比希纳(Eduard Biichner)，德国化学家，1860年3月20日生于慕尼黑。是著名有机化学家，第五位诺贝尔化学奖获得者拜耳的学生。他1888年获得博士学位。曾任基尔大学、蒂平根大学、柏林大学、布雷劳和维尔茨堡大学的教授。他一生从事发酵过程和酶化学的研究，并于1896年取得了重大成果，成为著名的生物化学家。他证明了使碳水化合物发酵的是酵母所含的各种酶而不是酵母本身。还证明酿酶可以从酵母细胞提取，这种酶能使糖分解为：二氧化碳和醇。1907年他为此获得了诺贝尔化学奖。在第一次世界大战中，毕希纳曾任德国陆军少校。,萨姆纳(Sumner，James Batcheller；18871955)，1887年11月19日生于马塞诸萨州坎顿，1946年诺贝尔化学奖获得者萨姆纳1955年8月12日卒于纽约州布法罗。1910年获哈佛大学学士学位；1913、1914年分别获该校硕士学位及哲学博士学位；1914年在科内尔大学医学院任生物化学助教授，1929年起任教授。自1947年起，他兼任康奈尔大学因他而设立的酶化学研究室主任。,成就20世纪20年代，萨姆纳相信酶是蛋白质。他从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（刀豆中脲酶多，易于测定）。1926年他成功地分离出一种脲酶活性很强的蛋白质。这是生物化学史上首次得到的结晶酶，也是首次直接证明酶是蛋白质，推动了酶学的发展。1937年他又得到了过氧化氢酶的结晶，还提纯了几种其他的酶。由于脲酶和其他酶的工作，他于1946年获得诺贝尔化学奖。他的著作有生物化学教本、酶的化学和方法(与G.F.萨默斯合著)、酶-化学及其作用机制(与K.迈尔巴克共同主编)等，后两种已被译成俄文等其他文字。,简介切赫（Thomas Robert Cech），美国生物化学家，1947年12月8日生于美国芝加哥。在柏克莱加大学获得博士学位，并在麻省理工学院从事博士后研究。1978年后在科罗拉多大学任教。切赫于1981年后全力投入到RNA（核糖核酸）分子催化功能的研究，并取得了非凡的成就。他发展了阿尔德曼的研究成果和学说。提出用分子层次上的化学理论来解释RNA分子的自我催化机理。因此，他为建立生命科学在分子层次上的理论基础作出了贡献。为此，他和阿尔特曼共同获得了1989年的诺贝尔化学奖，时年42岁。在此之前，切赫因核酸性酶的发现而获得了声望很高的1988年Lasker奖。,美国著名科学家诺贝尔化学奖得主西德尼奥特曼由于在研究核糖核酸（RNA）具有催化性能方面所作的贡献，奥特曼教授和另一位美国生物化学家托马斯R切赫（Thomas Robert Cech）同时荣获1989年诺贝尔化学奖。他们关于核糖核酸（RNA）具有催化活性的发现，使生物学的两大领域发生了根本变化：它不但修正了所有的酶都是蛋白质的长期存在的传统理念，而且对于生命起源的问题也需要从不同的角度来认识了,路易斯巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27-1895.9.25)，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践理论实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人。,路易斯巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27-1895.9.25)，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践理论实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,爱德华比希纳(Eduard Biichner)，德国化学家，1860年3月20日生于慕尼黑。是著名有机化学家，第五位诺贝尔化学奖获得者拜耳的学生。他1888年获得博士学位。曾任基尔大学、蒂平根大学、柏林大学、布雷劳和维尔茨堡大学的教授。他一生从事发酵过程和酶化学的研究，并于1896年取得了重大成果，成为著名的生物化学家。他证明了使碳水化合物发酵的是酵母所含的各种酶而不是酵母本身。还证明酿酶可以从酵母细胞提取，这种酶能使糖分解为：氧化碳和醇。1907年他为此获得了诺贝尔化学奖。在第一次世界大战中，毕希纳曾任德国陆军少校，1917年死于罗马尼亚，享年57岁。,3.酶的本质A.酶本质的探索：（1）1857年，法国 巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在。,结论：没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的,(2)德国 李比希结论：发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用,（3）德国 毕希纳过程：,结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶,你现在如何设计实验来证明,巴斯德和李比希争论的焦点是什么？,成就20世纪20年代，萨姆纳相信酶是蛋白质。我从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶（刀豆中脲酶多，易于测定）。1926年我成功地分离出一种脲酶活性很强的蛋白质。这是生物化学史上首次得到的结晶酶，也是首次直接证明酶是蛋白质，推动了酶学的发展。1937年我又得到了过氧化氢酶的结晶，还提纯了几种其他的酶。由于脲酶和其他酶的工作，我于1946年获得诺贝尔化学奖。我的著作有生物化学教本、酶的化学和方法(与G.F.萨默斯合著)、酶-化学及其作用机制(与K.迈尔巴克共同主编)等，后两种已被译成俄文等其他文字。,（4）美国 萨姆纳,1926年，从刀豆种子中提出脲酶结晶，脲酶是一种蛋白酶 20世纪30年代,相继提出了多种酶的蛋白结晶结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质,5、切赫和奥特曼有什么新发现？,（1）四膜虫的rRNA前体具有催化活性。,（2）目前已有发现具催化活性的DNA的报道。,（5）20世纪80年代 切赫、奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。结论：酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。,酶的本质,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。,怎样验证酶的存在？,鸡蛋的蛋清主要成分是蛋白质,在碱性溶液中,蛋白质与硫酸铜溶液反应产生紫色物质,也就是蛋白质的双缩脲反应.唾液若与双缩脲试剂反应出现紫色,则可以证明唾液中含有蛋白质,也就是说唾液淀粉酶和溶菌酶是蛋白质.,实验原理：,1.制备蛋清液:取生鸡蛋一个,打破蛋壳,不要破坏蛋黄.取少许蛋清注入小烧杯中,加入30毫升的清水,用玻璃棒调匀,备用.2.取唾液:用清水将口漱净,口含块脱脂棉,片刻后用镊子取出脱脂棉,将其中唾液挤到大烧杯中,备用.3.对比实验:取2支试管,编号1和2,在2号试管中注入2毫升蛋清液,2号试管中注入等量的唾液,然后各加入1毫升双缩脲试剂A液,振荡,再各加入3-4滴双缩脲试剂B液,振荡.,4.观察并记录结果:可以看到两支试管均出现紫色反应.,实验结论:该实验可以直接证明唾液中有与蛋清成分相同的物质,也就是蛋白质,而唾液中除水外主要成分是酶,所以唾液中的酶是蛋白质.,催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？,所有的细胞都能产生酶,为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡,课堂练习,吃馒头，细嚼慢咽，感觉很甜，为什麽？治疗糖尿病的胰岛素制剂为什麽只能注射，不能口服？进入冬眠的动物体，代谢很缓慢，根本原因是？,讨论：我们所食用的药品，大多对人的胃有刺激作用，因而随着我们对生命的认识，知道了相关原理，现在都用胶囊（糖类）包住药品，供人们食用，从而避免药品对胃的刺激，请问这个“相关原理”是什么？（提示：胃中仅有胃蛋白酶）,结论：酶具有专一性，而胃中只有胃蛋白酶，用胶囊把药品包着，避免了药品在胃中释放出来，对胃的刺激。,举例,影响酶促反应速率的因素：,1、温度,3、酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。,4、底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化,酶量一定,2、pH,KEB,新陈代谢与酶,小结,广东省四会市四会中学方仲扬,路易斯巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27-1895.9.25)，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，开始用“实践理论实践”的方法开始研究，他是一位科学巨人。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,尤斯图斯冯 李比希，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。,爱德华比希纳(Eduard Biichner)，德国化学家，1860年3月20日生于慕尼黑。是著名有机化学家，第五位诺贝尔化学奖获得者拜耳的学生。他1888年获得博士学位。曾任基尔大学、蒂平根大学、柏林大学、布雷劳和维尔茨堡大学的教授。他一生从事发酵过程和酶化学的研究，并于1896年取得了重大成果，成为著名的生物化学家。他证明了使碳水化合物发酵的是酵母所含的各种酶而不是酵母本身。还证明酿酶可以从酵母细胞提取，这种酶能使糖分解为：氧化碳和醇。1907年他为此获得了诺贝尔化学奖。在第一次世界大战中，毕希纳曾任德国陆军少校，1917年死于罗马尼亚，享年57岁。,萨姆纳(Sumner，James Batcheller；18871955)，1887年11月19日生于马塞诸萨州坎顿，1946年诺贝尔化学奖获得者萨姆纳1955年8月12日卒于纽约州布法罗。1910年获哈佛大学学士学位；1913、1914年分别获该校硕士学位及哲学博士学位；1914年在科内尔大学医学院任生物化学助教授，1929年起任教授。自1947年起，他兼任康奈尔大学因他而设立的酶化学研究室主任。,人们在日常生活中发现酵母能使果汁和谷类加速转化成酒。这种转化过程叫作发酵。1680年，荷兰的业余生物学家、布商列文虎克在用显微镜观察中首先发现了酵母细胞。一个半世纪以后，法国物理学家卡格尼亚尔德拉图尔使用一台优质的复式显微镜，专心研究酵母，他仔细观察了酵母的繁殖过程，确定酵母是一种活的微生物。这样，在19世纪50年代，酵母就成了一个热门的研究课题。人们还发现在肠道里也进行着类似于发酵的过程。1752年，法国物理学家列奥米尔用鹰作实验对象，让鹰吞下几个装有肉的小金属管，管壁上的小孔能使胃内的化学物质作用到肉上。当鹰吐出这些管子的时候，管内的肉已部分分解了，管中有了一种淡黄色的液体。1777年，苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离一种液体（胃液），并证明了食物的分解过程可以在体外进行。1834年，德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里，沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一种浓度非常高的消化液，他把这粉末叫作“胃蛋白酶”（希腊语中的消化之意）。同时，两位法国化学家帕扬和佩索菲发现，麦芽提取物中有一种物质，能使淀粉变成糖，变化的速度超过了酸的作用，他们称这种物质为“淀粉酶制剂”（希腊语的“分离”）。科学家们把酵母细胞一类的活动体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体酵素作了明确的区分。1878年，德国生理学家库恩提出把后者叫作“酶”。1897年，德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞，把所有的细胞全部研碎，并成功地提取出一种液体。他发现，这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。这个实验证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。因此，“酶”这个词现在适用于所有的酵素，而且是使生化反应的催化剂。由于这项发现，毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖,
