新教材蘇教版生物必修1課件3-1-1生物催化劑-酶

第三章細(xì)胞中能量的轉(zhuǎn)換和利用第1節(jié)生命活動(dòng)需要酶和能源物質(zhì)第1課時(shí)生物催化劑酶用舌頭舔一下米飯或饅頭能感覺(jué)到甜味嗎？如果放在口中細(xì)細(xì)咀嚼呢？是什么原因讓我們感覺(jué)到了甜味？淀粉在唾液淀粉酶的作用下，分解成了麥芽糖。？觀察生活中的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行思考并提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。說(shuō)明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度）的影響1.結(jié)構(gòu)與功能觀：酶的功能與特性是由其獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)決定的。（生命觀念）2.通過(guò)分析與綜合，總結(jié)酶的作用機(jī)理及特性。（科學(xué)思維）3.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，證明酶的作用、探究酶的特性。（科學(xué)探究）

體會(huì)課堂探究的樂(lè)趣，汲取新知識(shí)的營(yíng)養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂1．科學(xué)家對(duì)酶本質(zhì)的探索歷程一、酶的本質(zhì)分析資料，總結(jié)各位科學(xué)家在“酶的本質(zhì)”的探索過(guò)程中做出了哪些貢獻(xiàn)？思考討論：1.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各是什么？有什么積極意義？各有什么局限性？2.巴斯德和李比希出現(xiàn)爭(zhēng)論的原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？通過(guò)閱讀并分析教材中的資料，提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。畢希納實(shí)驗(yàn)3.從畢希納實(shí)驗(yàn)中可以得出什么結(jié)論？4.薩姆納研究的是哪種酶？你認(rèn)為他成功的主要原因是什么？5.切赫和奧特曼有什么新發(fā)現(xiàn)？6.酶的本質(zhì)是什么？通過(guò)閱讀并分析教材中的資料，提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)發(fā)酵與整個(gè)細(xì)胞的活動(dòng)有關(guān)發(fā)酵與細(xì)胞中某些物質(zhì)有關(guān)酵母細(xì)胞中的某物質(zhì)能在細(xì)胞外起作用酶是蛋白質(zhì)巴斯德之前巴斯德李比希畢希納薩姆納少數(shù)RNA也具有催化功能能催化生化反應(yīng)的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也具有生物催化功能。2．酶的本質(zhì)【歸納提升】對(duì)酶進(jìn)行歸納提升，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)。思考：酶被分解的產(chǎn)物是什么？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酶的本質(zhì)？針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問(wèn)并提出如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞和其他體細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上有明顯不同。(1)該細(xì)胞不能產(chǎn)生酶，原因是什么？(2)該細(xì)胞是否含有酶？請(qǐng)說(shuō)出判斷依據(jù)。？提示：(1)該細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和核糖體等細(xì)胞器。(2)含有。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞可以進(jìn)行細(xì)胞代謝，細(xì)胞中的生化反應(yīng)需要酶的催化。對(duì)紅細(xì)胞和體細(xì)胞進(jìn)行觀察分析并提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)?！纠?】下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(

)A．酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少B．絕大多數(shù)酶的合成與核糖體有關(guān)C．同一生物體內(nèi)的各種酶的催化反應(yīng)條件都相同D．活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，酶在細(xì)胞內(nèi)才起催化作用B酶作為催化劑，反應(yīng)前后數(shù)量及性質(zhì)均不發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，故其合成與核糖體有關(guān)，B正確；同一生物體內(nèi)的各種酶所需要的最適溫度相同，但最適pH可能不同，如人體內(nèi)的唾液淀粉酶和胃蛋白酶，C錯(cuò)誤；酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，但酶在細(xì)胞內(nèi)、外均可起催化作用，D錯(cuò)誤。二、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞代謝物的場(chǎng)所：細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。需要酶的催化。1．酶促反應(yīng)：由__催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)。2．酶催化作用的實(shí)質(zhì)：____________________。3．活化能：在一定____下，分子從____轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的______所需的____稱為活化能。酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能溫度基態(tài)過(guò)渡態(tài)能量4．活化分子(1)含義：處于______的分子稱為活化分子。(2)使活化分子增多一般有兩種途徑①不使用______，通過(guò)____或____等方法，使一部分分子________而成為活化分子。②使用______降低生化反應(yīng)所需的______，活化能越__，活化分子就越__。5．酶能降低生化反應(yīng)所需的______，使生化反應(yīng)在____能量水平上進(jìn)行，從而____生化反應(yīng)。過(guò)渡態(tài)催化劑加熱光照獲得能量催化劑活化能低多活化能較低加快為什么在酶的催化作用下,過(guò)氧化氫的分解速度加快了呢？？通過(guò)對(duì)比，產(chǎn)生疑問(wèn)，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。酶作用機(jī)制：同無(wú)機(jī)催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，催化效率更高。1.圖中ac和bc段分別表示無(wú)催化劑催化和有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能。2.若將酶變?yōu)闊o(wú)機(jī)催化劑，則b在縱軸上向上移動(dòng)。用加熱的方法不能降低活化能，但會(huì)提供活化能?！疽族e(cuò)提醒】1.酶作為催化劑，降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，本身并不被消耗，并不為化學(xué)反應(yīng)提供能量，不改變化學(xué)反應(yīng)的方向和生成物的量。2.用加熱的方法不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但可以增加反應(yīng)物分子的內(nèi)能，從而增加活化分子數(shù)。對(duì)酶的易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行歸納與概括，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！纠?】關(guān)于酶催化作用的機(jī)制，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.酶能顯著的降低反應(yīng)的活化能B.酶能給反應(yīng)提供能量C.酶與無(wú)機(jī)催化劑都能加快化學(xué)反應(yīng)速率D.酶具有高效性B酶催化作用的機(jī)制顯著降低反應(yīng)的活化能。1．在____的條件下，酶有很高的________，能使生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)快速進(jìn)行，即酶的催化作用具有______。2．一種酶只能催化____或____生化反應(yīng)，這是酶催化作用的______。3．酶的催化作用通常是在____、____下進(jìn)行的。酶是由______產(chǎn)生的，一般在細(xì)胞______均具有催化活性。適宜催化效率高效性一種一類專一性常溫常壓活細(xì)胞內(nèi)、外三、酶的特性4．酶活性(1)含義：酶催化生化反應(yīng)的能力。(2)衡量指標(biāo)：酶催化生化反應(yīng)的速率。(3)影響因素：①反應(yīng)體系中的______和________等。②多種環(huán)境因素如____、____等。酶濃度底物濃度溫度pH③環(huán)境中pH對(duì)酶活性的影響a．酶的適宜pH一般在______之間。b．酶活性______的pH稱為酶的最適pH。c．在____或____的條件下，酶活性一般會(huì)明顯降低，甚至?xí)_______。6～8最大時(shí)過(guò)酸過(guò)堿變性失活④環(huán)境中溫度對(duì)酶活性的影響a．在一定的__________，酶活性隨著溫度的升高而____，超過(guò)一定溫度后，酶活性________。b．酶活性最高時(shí)的溫度稱為酶的________。c．適當(dāng)升高溫度，能____生化反應(yīng)速率，但溫度過(guò)高會(huì)使酶________，從而____生化反應(yīng)速率。d．適當(dāng)降低溫度，可以____酶活性，____生化反應(yīng)速率，但一般____使酶失活。溫度范圍內(nèi)上升反而下降最適溫度加快變性失活降低抑制降低不會(huì)1.實(shí)驗(yàn)原理：不同條件，會(huì)影響過(guò)氧化氫酶分解為水和氧氣的速率。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)中的不同條件都能加快過(guò)氧化氫的分解，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率要高得多。比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解2mL2mL2mL2mL3%3%3%3%常溫90℃FeCl3肝臟研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃變亮復(fù)燃過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣反應(yīng)條件自變量因變量無(wú)關(guān)變量y=k·x變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照實(shí)驗(yàn)思考討論：1、與1號(hào)試管相比，2號(hào)試管出現(xiàn)什么不同現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說(shuō)明什么？2、在細(xì)胞內(nèi)，能通過(guò)加熱來(lái)提高反應(yīng)速率嗎？提示：2號(hào)試管放出的氣泡多。這一現(xiàn)象說(shuō)明加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。提示：不能3、3號(hào)和4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，這說(shuō)明什么？提示：說(shuō)明FeCl3中的Fe3+和新鮮肝臟中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。？通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。4、3號(hào)和4號(hào)試管相比，哪支試管反應(yīng)速率快？這說(shuō)明什么？提示：4號(hào)試管的反應(yīng)速率比3號(hào)試管快得多。

提示：細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻都在進(jìn)行著成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進(jìn)行，只有酶能夠滿足這樣的要求，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。5、為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞反應(yīng)的順利進(jìn)行至關(guān)重要？說(shuō)明過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。實(shí)驗(yàn)討論：？通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問(wèn)題，體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。【歸納提升】1.實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)變量2.對(duì)照實(shí)驗(yàn)除作為自變量的因素外，其余因素（無(wú)關(guān)變量）都保持相同且適宜，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組（未做任何處理）和實(shí)驗(yàn)組（做相應(yīng)處理）。3.實(shí)驗(yàn)分析1、3號(hào)試管對(duì)照，可以說(shuō)明酶具有催化作用。其中1號(hào)為空白對(duì)照組，3號(hào)為實(shí)驗(yàn)組。1、2、3號(hào)試管對(duì)照，可以說(shuō)明酶的催化作用具有高效性。其中1號(hào)為空白對(duì)照組，2號(hào)為條件對(duì)照組，3號(hào)為實(shí)驗(yàn)組?！就卣寡由臁棵傅奶匦苑治?1)表示酶高效性的曲線(圖1)①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②催化劑只會(huì)縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。③實(shí)驗(yàn)——酶的催化作用具有高效性【例3】下圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及推測(cè)錯(cuò)誤的是(

)A．若有氣體大量產(chǎn)生，可推測(cè)新鮮土豆片中含有過(guò)氧化氫酶B．若增加新鮮土豆片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生氣體的速率可能會(huì)加快C．一段時(shí)間后氣體量不再增加是因?yàn)橥炼蛊臄?shù)量有限D(zhuǎn)．為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，需要控制溫度等無(wú)關(guān)變量C土豆片中含有過(guò)氧化氫酶，促使H2O2大量分解產(chǎn)生O2，增加新鮮土豆片的數(shù)量，H2O2酶的數(shù)量增加，會(huì)使H2O2分解加快，氣體產(chǎn)生速度加快，A、B正確。一段時(shí)間后氣體量不再增加的原因最有可能是底物H2O2消耗殆盡，C錯(cuò)誤；酶的活性受溫度影響較大，為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性需要控制溫度等無(wú)關(guān)變量，D正確。酶的相關(guān)曲線分析1．酶催化作用的高效性(1)曲線：加入酶、無(wú)機(jī)催化劑和不加催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí)所需時(shí)間不同：(2)要素解讀：①催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。2．酶催化作用的專一性(1)曲線：分別向蔗糖溶液和麥芽糖溶液中加入麥芽糖酶，底物剩余量不同：(2)要素解讀：①加入麥芽糖酶，蔗糖剩余量不變，而麥芽糖剩余量減少。②麥芽糖酶不能催化蔗糖水解，可以催化麥芽糖水解。3．底物濃度影響酶促反應(yīng)速率(1)曲線：(2)要素解讀：①底物濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速率與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。②當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值后，再增加底物濃度，酶促反應(yīng)速率不再增加。4．酶濃度影響酶促反應(yīng)速率(1)曲線：(2)要素解讀：在有足夠底物而又不受其他因素影響的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。5．溫度和pH共同作用對(duì)酶活性的影響(1)曲線：(2)要素解讀：①反應(yīng)溶液中pH的變化不影響酶作用的最適溫度。②反應(yīng)溶液中溫度的變化不影響酶作用的最適pH。酶濃度和底物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響和溫度、pH對(duì)反應(yīng)速率的影響，本質(zhì)上有什么不同？提示：溫度、pH通過(guò)影響酶活性影響反應(yīng)速率；酶濃度、底物濃度通過(guò)影響酶與底物的接觸面積影響酶促反應(yīng)速率。？酶曲線的分析方法(1)明確橫、縱坐標(biāo)表示的變量。橫、縱坐標(biāo)不同，曲線表示的意義不同。(2)理解曲線所表示的意義。橫坐標(biāo)是自變量，縱坐標(biāo)是因變量，曲線表示因變量隨自變量的變化而變化。(3)圖中出現(xiàn)多個(gè)自變量時(shí)，要分析圖中某一自變量對(duì)因變量的影響，應(yīng)首先確定其他自變量為一定值?！練w納提升】對(duì)酶曲線進(jìn)行歸納提升，體現(xiàn)了科學(xué)思維的核心素養(yǎng)?！纠?】如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)情況。以下有關(guān)敘述不正確的是(

)A．圖①能用來(lái)表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系B．圖①能用來(lái)表示酶活性與pH的關(guān)系C．與實(shí)線相比，圖②中的虛線能表示酶量增加，其他條件不變時(shí)，生成物量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系D．若圖②中的實(shí)線表示Fe3＋對(duì)H2O2分解的催化效率，則虛線可表示過(guò)氧化氫酶的催化效率隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)物剩余量降低，A正確；由pH對(duì)酶活性的影響可知，B錯(cuò)誤；酶量增加后，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間減少，C正確；與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶具有高效性，D正確。B酶發(fā)現(xiàn)作用本質(zhì)蛋白質(zhì)或RNA催化作用：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能高效性、專一性、作用條件溫和（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）特性酶的探究歷程曲線分析1．下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(

)A．酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少B．酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸C．同一生物體內(nèi)的各種酶催化反應(yīng)條件都相同D．任何一個(gè)活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，酶在細(xì)胞內(nèi)才起催化作用B酶作為催化劑，其質(zhì)量和數(shù)量在化學(xué)反應(yīng)前后不變，A錯(cuò)誤；酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，其基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，B正確；同一生物體內(nèi)的各種酶催化反應(yīng)條件不一定都相同，C錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不能產(chǎn)生酶，酶在細(xì)胞內(nèi)都能起催化作用，D錯(cuò)誤。2.下圖為H2O2在不同條件下分解的曲線圖，圖中①②③④表示的條件分別是(

)2O2酶催化FeCl3催化加熱自然條件B.加熱自然條件H2O2酶催化FeCl3催化C.加熱FeCl3催化自然條件H2O2酶催化D.自然條件加熱FeCl3催化H2O2酶催化D由乙圖曲線①②③④可以看出④的反應(yīng)速率快于①②③，活化能比較低，故④可能是加入的H2O2酶催化、①表示在自然條件下的反應(yīng)過(guò)程；②和③比較，③的活化能比②低，故③為加入了無(wú)機(jī)催化劑，②為較高溫度下。故④自然條件、③加熱、②FeCl3催化、