3.1.1 生物催化剂——酶-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第一节　生命活动需要酶和能源物质 第1课时　生物催化剂——酶 课标内容要求 核心素养对接 1．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。 2．探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。 1．生命观念——结构与功能观：酶的功能与特性是由其独特的空间结构决定的。 2．科学思维——通过分析与综合，总结酶的作用机理及特性。 3．科学探究——学会设计对照实验，证明酶的作用、探究酶的特性。 一、酶的本质 1．科学家对酶本质的探索历程 (1)1857年，法国科学家巴斯德通过观察发酵现象发现，发酵是由微生物引起的，后来他又证实了酒精发酵是由酵母菌引起的。 (2)1897年，德国科学家毕希纳证明了，引起发酵的是酵母菌所含的酶，而不是酵母菌本身。 (3)1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆提取液中分离并提纯了脲酶结晶，并证明脲酶是蛋白质。 (4)1936年，酶是蛋白质的观念被确立。 (5)20世纪80年代，科学家又发现少数RNA也具有生物催化功能，并把这类RNA称为核酶。 2．酶的本质 能催化生化反应的酶绝大多数是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能。 二、酶在细胞代谢中的作用 1．酶促反应：由酶催化的化学反应称为酶促反应。 2．酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能。 3．活化能：在一定温度下，分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量称为活化能。 4．活化分子 (1)含义：处于过渡态的分子称为活化分子。 (2)使活化分子增多一般有两种途径 ①不使用催化剂，通过加热或光照等方法，使一部分分子获得能量而成为活化分子。 ②使用催化剂降低生化反应所需的活化能，活化能越低，活化分子就越多。 5．酶能降低生化反应所需的活化能，使生化反应在较低能量水平上进行，从而加快生化反应。 三、酶的特性 1．在适宜的条件下，酶有很高的催化效率，能使生物体内的化学反应快速进行，即酶的催化作用具有高效性。 2．一种酶只能催化一种或一类生化反应，这是酶催化作用的专一性。 3．酶的催化作用通常是在常温、常压下进行的。酶是由活细胞产生的，一般在细胞内、外均具有催化活性。 4．酶活性 (1)含义：酶催化生化反应的能力。 (2)衡量指标：酶催化生化反应的速率。 (3)影响因素： ①反应体系中的酶浓度和底物浓度等。 ②多种环境因素如温度、pH等。 ③环境中pH对酶活性的影响 a．酶的适宜pH一般在6～8之间。 b．酶活性最大时的pH称为酶的最适pH。 c．在过酸或过碱的条件下，酶活性一般会明显降低，甚至会变性失活。 ④环境中温度对酶活性的影响 a．在一定的温度范围内，酶活性随着温度的升高而上升，超过一定温度后，酶活性反而下降。 b．酶活性最高时的温度称为酶的最适温度。 c．适当升高温度，能加快生化反应速率，但温度过高会使酶变性失活，从而降低生化反应速率。 d．适当降低温度，可以抑制酶活性，降低生化反应速率，但一般不会使酶失活。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．酶在生物体内有催化和调节作用。 (　　) 2．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。 (　　) 3．有些酶中含有核糖，有些酶在体外可以发挥作用。 (　　) 4．酶催化作用的实质是提供化学反应所需的活化能，使化学反应顺利进行。 (　　) 5．一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (　　) 6．温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低，过高或过低都会使酶变性失活。 (　　) 提示：1.×　酶在生物体内有催化作用，没有调节作用。 2．×　有些酶是RNA。 3．√　 4．×　酶的作用原理是降低化学反应的活化能，并不能直接提供能量。 5．√ 6．×　适当降低温度，可以抑制酶活性，降低生化反应速率，但一般不会使酶失活。 　酶的化学本质、作用机理和特性 1．酶的化学本质 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 细胞核(主要) 来源 一般活细胞中均能产生 生理功能 在细胞内外均具有生物催化功能 2．酶的作用机理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下： (1)图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。 (2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。 3．酶的特性分析 (1)表示酶高效性的曲线(图1) ①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 ②催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 ③实验——酶的催化作用具有高效性 a．实验变量 自变量 因变量 无关变量 1号：加入一定量蒸馏水 用单位时间内产生气泡数量的多少及带火星木条燃烧情况表示H2O2分解速率 H2O2溶液的浓度和体积