3.1 生命活动需要酶和能源物质 第1课时课件-2025-2026学年高一上学期生物苏教版必修1

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） 生物（苏教版） 高中生物 必修1 第三单元 细胞中能量的转换和利用 情境导入 我国早在4000多年前的夏禹时代，就掌握了酿酒技术。1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。 能催化生化反应的酶绝大多数是蛋白质少数是RNA。 1857年 巴斯德 毕希纳 确立酶是蛋白质。 少数RNA也具有生物催化功能， 称为核酶。 1897年 酒精发酵是由活的酵母菌引起的 发酵由酵母菌所含的酶引起。 1926年 1936年 20世纪80年代 提出脲酶是蛋白质。 萨姆纳 1.酶的探索历程 一、酶 阅读学习笔记55页 3 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。 （1）概念： 2.酶的本质 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 ① 酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。 （2）本质: 注意: ② 酶只起催化作用，无调节功能，且不提供能量。 🔺如何设计实验，探究某种酶的化学本质？ 某种酶 + 双缩脲试剂 出现紫色 → 该酶是蛋白质 不出现紫色 → 该酶是RNA 某种酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化 → 该酶是蛋白质 底物被催化 → 该酶是RNA ③ 酶只能催化已经存在的化学反应。 终态分子 C 活化能：是指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。 加热/光照：可直接给基态分子提供能量，使更多的分子达到活跃态。 催化剂：降低化学反应的活化能。酶降低活化能的作用更显著。 过渡态分子 基态分子 活化能 （4）酶催化作用的实质： 降低化学反应的活化能 （3）酶促反应：由 催化的化学反应称为酶促反应。 酶 处于 的分子。 （5）活化分子： 增加活化分子的方法： ①加热/光照提供能量 ②酶/无机催化剂降低活化能 过渡态 5 ac bc ab 向上 🔺酶促反应：酶催化的化学反应 ①实验原理: 过氧化氢在铁离子或过氧化氢酶的作用下都可分解成水和氧气。 （1）酶的催化作用具有高效性 3.酶的特性 2 H2O2 2 H2O + O2 Fe3＋ /过氧化氢酶 过氧化氢酶 FeCl3溶液 新鲜的酵母菌液/肝脏研磨液 Fe3+ 保证酶的数量多，活性强 得到过氧化氢酶 过氧化氢酶是普遍存在的。久置的肝脏研磨液中过氧化氢酶会被微生物分解利用。 🔺探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解 7 ②实验结果： ��探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解 试管编号 1 2 3 4 实验 处理 结果 产生气泡 不明显 少量 较多 大量 卫生香燃烧情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 ①1和2比较： ②1和3、1和4比较： ③3和4比较： ③结果分析： 🔺探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解 加热促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 Fe3+和过氧化氢酶具有催化作用。 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。 与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性 ④2、3和4比较，哪支试管最终产生的氧气多？ 🔺探究实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解 一样多，几只试管H2O2溶液的体积、浓度相同。 加酶 加无机 催化剂 无催 化剂 m 生成物的量 时间 0 a c d b 加热 酶仅加快反应速率，不能改变生成物的量。 酶反应前后数量、性质不发生改变。 无催化剂、加热、无机催化剂、酶时曲线怎么画？ a、d对比，说明 c、d对比，说明 酶具有催化作用 酶具有高效性 ③结果分析： ④曲线分析： 提出问题 实验材料 假设 方案 预期结果 实验结果 实验结论 🔺探究实验——淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 一种酶也能催化多种化学反应吗 淀粉酶、可溶性淀粉溶液（A）、蔗糖溶液（B）、斐林试剂 ①既能催化A分解又能催化B水解 ②能催化A分解不能催化B水解 ③能催化B分解不能催化A水解 ④都不能 序号 项目 试管1 试管2 1 注入A溶液 2mL 2 注入B溶液 —— 3 注入淀粉酶溶液 2mL 4 轻震试管，保温5min；加入斐林试剂2mL，水浴加热；观察记录 都砖红 A红B不红 B红A不红 都不红 A红B不红 淀粉酶能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解 —— 2 mL 2mL （2）酶的催化作用具有专一性 11 ②专一性机制：酶的 和 在空间结构相匹配，相互结合后，启动化学反应。 活性中心 底物分子 ①概念: 底物A浓度 反应速率 O 加酶A 加酶B 一种酶只能催化一种或一类化学反应 图中a表示酶，b表示被a催化的底物，e、f表示b被分解后产生的物质，c、d表示不能被a催化的物质。 （2）酶的催化作用具有专一性 ③酶的催化作用通常是在 、 下进行的 常温 常压 12 酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物的结合。 锁钥学说： 酶的活性中心与底物在空间结构互补，像锁与钥匙。 诱导契合学说： （2）酶的催化作用具有专一性 1.酶促反应速率： 单位时间内反应物减少量或生成物的增加量。 3.影响因素： 三、影响酶促反应速率的因素 温度 pH 抑制剂或激活剂 酶浓度 底物浓度 影响 酶活性 影响 酶促反应速率 影响 酶与底物的接触面积 2.酶活性： 酶催化生化反应的能力，可以通过酶 的速率来衡量。 催化生化反应 O 底物浓度 反应速率 P (当酶的量一定，其它条件适宜) （1）底物浓度、酶的浓度 三、影响酶促反应速率的因素 ②P点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是酶的数量。 ①O~P之间： 反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度几乎成正比。 O 酶的浓度 反应速率 (当底物充足，其它条件适宜) 当底物充足，其它条件适宜时，反应速率与酶的浓度成正比。 底物浓度 酶的浓度 15 滤纸片进入液面之时 滤纸片浮出液面之时 不同PH的过氧化氢溶液 氧气泡 三、影响酶促反应速率的因素 ①将若干同样大小（如1cm2）的滤纸片浸入酵母菌液，取出后晾干，滤纸片上附着过氧化氢酶。 ②在四只烧杯中盛入体积分数为2%，pH分别为5、7、9、11的 H2O2 溶液（温度相同），将滤纸片分别放入烧杯中。 滤纸片接触液面后会下沉，直至烧杯底部。 滤纸片上的H2O2酶催化H2O2分解产生H2O和O2，氧气泡会附着在滤纸片上。 随着氧气泡的增多，烧杯底部的滤纸片会逐渐上浮，直至浮出液面）。 ③及时记录滤纸片从液面下沉到浮出液面所用的时间（t），绘制曲线图。 （2）探究PH对酶促反应速率的影响 16 pH 反应速率 最适pH D E F 在一定pH范围内，酶促反应速率随pH的升高而加快 在最适pH时，酶促反应速率最快 超过最适pH后，酶促反应速率随pH升高而减慢，直至酶失活。 ②过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 ①在最适pH条件下，酶活性最高。pH偏高和偏低，酶活性都会明显降低。 过碱使酶 永久失活 过酸使酶 永久失活 DE： E点： EF： （2）探究PH对酶促反应速率的影响 三、影响酶促反应速率的因素 不能用淀粉酶来做PH对酶活性影响的实验。 淀粉在酸性条件下就会分解，会干扰实验结果。 注意 pH 对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线 ①动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0。 ②植物体内的酶最适pH大多为4.5~6.5。 ③特例： 胃蛋白酶的最适pH为1.5~2.0。 不同的酶最适pH可能不同 。 三、影响酶促反应速率的因素 18 1试管 1′试管 2试管 2′试管 3试管 3′试管 实 验 步 骤 1 2 3 4 5 取出试管，分别滴加2滴 摇匀，观察现象 实验现象 结论 变蓝 不变蓝 变蓝 实验思考：①不选斐林试剂鉴定的原因？ 实验要严格控制温度，斐林试剂需加热 温度影响H2O2分解，加热分解更快 ②实验材料可不可以选H2O2的原因? 碘液 温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性 2mL淀粉 溶液 2mL淀粉 溶液 2mL淀粉溶液 2mL淀粉酶 溶液 2mL淀粉酶 溶液 2mL淀粉酶 溶液 在冰水中水浴5min 在60℃水中水浴5min 在沸水中水浴5min 1与1′试管混合摇匀 2与2′试管混合摇匀 3与3′试管混合摇匀 冰水中水浴数分钟 60℃水浴数分钟 沸水中水浴数分钟 底物和酶先分别保温，再混合反应，以碘液指示，不用斐林，不用H2O2 （3）探究温度对酶活性的影响（ 淀粉和淀粉酶 ） 三、影响酶促反应速率的因素 温度 反应速率 最适温度 A B C 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快 在最适温度时，酶促反应速率最快 AB段： B 点： BC段： 超过最适温度，酶促反应速率随温度升高而减慢，直至酶失活。 低温使酶 活性抑制 高温使酶 永久失活 低温：抑制酶的活性，升温后能恢复活性。 高温：使酶的 遭到破坏，导致酶 ， 甚至永久失活。所以酶适合在 下保存。 空间结构 变性 低温 不同生物的最适温度不同 动物：35-40℃之间； 植物：40-50℃之间； 三、影响酶促反应速率的因素 在一定的温度范围内，酶活性随着温度的 而 ，超过一定温度后，酶活性反而 。 升高 上升 下降 非竞争性抑制剂 竞争性抑制剂 5. 酶抑制剂 竞争性抑制剂： 非竞争性抑制剂： 竞争性抑制剂与底物竞争和酶的活性中心结合的机会，影响底物与酶的正常结合，导致酶活性下降 非竞争性抑制剂和酶的非活性中心部位结合 使酶活性中心空间结构改变，无法与底物结合，降低酶活性 形成的抑制剂-酶-底物复合物无法进一步催化底物，降低酶活性 1.变量：实验过程中变化的因素称为变量。 2.自变量：在实验过程中 。 3.因变量：随_________的改变而变化的变量。 4.无关变量：除_______外，实验过程中可能还存在一些对实验结果造 成影响的可变因素。 5.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________的实验。 对照实验的类型： 。 人为控制的对实验对象进行处理的因素 自变量 自变量 保持一致 6.实验过程中遵循的原则： 。 控制变量和设计对照实验 科学方法 单一变量原则、对照原则、等量性原则 （无关变量始终相同且适宜） 空白对照、自身对照、相互对照、条件对照 二、酶的特性 22 试管编号 1 2 3 第一步 第二步 结果 气泡不明显 较多气泡 大量气泡 2滴蒸馏水 2滴5%的FeCl3溶液 2滴酵母菌液 注入3mL体积分数为3％的H2O2溶液 木条不复燃 木条复燃 木条剧烈复燃 对照组 实验组 变量分析 自 变 量 因 变 量 无关变量 实验组 单一变量原则 对照实验 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。 结论 控制变量和设计对照实验 二、酶的特性 23 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $