高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 第1课时 酶的作用和本质学案 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx

高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 第1课时 酶的作用和本质学案 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx

《高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 第1课时 酶的作用和本质学案 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第1节 第1课时 酶的作用和本质学案 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液

实验处理

H2O2分解速率

（气泡多少）

点燃的卫生香检测

1

2mL

不处理

基本无气泡产生

—

2

90℃水浴加热

很少

3

滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴

较多

发亮

4

滴加质量分数为20%的肝脏研磨液2滴

很多

复燃

实验结论：

酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。

特别提醒　实验中应注意的问题

①肝脏必须是新鲜的，过氧化氢酶是一种蛋白质，不新鲜的肝脏，酶的活性较低。

②肝脏要磨碎，充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。

③滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个滴管。

原因是少量酶混入FeCl3溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。

（2）实验中变量的控制

变量：

在实验过程中可以变化的因素。

自变量：

实验过程中可以人为改变的变量，如上述实验中FeCl3溶液、肝脏研磨液。

因变量：

随着自变量的变化而变化的变量。

如上述实验中H2O2分解速率。

无关变量：

除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

如试剂的用量、实验室温度等。

3．酶的作用机理

（1）活化能：

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

（2）作用机理：

酶能降低化学反应的活化能。

同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

（3）作用机理图解

解读：

图中曲线1是指在无催化剂的条件下反应所需要的活化能，图中曲线2是有催化剂的条件下反应所需要的活化能，图中C的含义是酶降低的活化能。

例1　关于下图所示实验的叙述中，错误的是（　　）

A．甲装置是实验组，乙装置是对照组

B．H2O2溶液的浓度属于无关变量

C．乙试管产生气泡的速率比甲试管快

D．两支试管中H2O2溶液的体积应相同

答案　A

解析　本题考查的是探究过氧化氢酶生理作用的相关实验。

用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。

思维启迪　控制变量的两种思维方法

例2　下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。

其中正确的图解是（　　）

答案　C

解析　活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

酶可以降低活化能，使反应更容易进行。

二、酶的本质

1．酶的探索历程

（1）1857年，法国微生物学家巴斯德认为：

没有酵母活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。

（2）德国化学家李比希认为：

引起发酵的是酵母细胞死亡并裂解后释放出来的物质。

（3）毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。

（4）1926年，美国科学家萨姆纳第一个提取出脲酶，并证明了脲酶是蛋白质，其作用是分解尿素。

（5）20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。

2．酶的本质

绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数的酶是RNA。

归纳总结　酶的概念及对概念的理解

化学本质

绝大多数是蛋白质

少数是RNA

基本单位

氨基酸

核糖核苷酸

来源

一般来说，活细胞中均能产生

合成场所

核糖体

细胞核（真核生物）

生理功能

催化作用（改变生化反应速率）

作用机理

降低化学反应的活化能

作用场所

细胞内、外或生物体外均可

例3　20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。

如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（　　）

A．RNA具有生物催化作用

B．酶是由RNA和蛋白质组成的

C．酶的化学本质是蛋白质

D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA

解析　由题意可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2＋的浓度的前提下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明该酶中的RNA具有催化作用。

例4　下列有关酶的叙述正确的是（　　）

①酶是具有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的是体内转化而来　③酶是由活细胞产生的　④绝大多数酶的化学本质是蛋白质　⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用

⑨酶只在细胞内发挥作用

A．①②⑤B．③⑦⑨

C．③④⑧D．④⑤⑥

解析　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质类物质，少数酶为RNA；

酶只有催化作用，在个体发育中起调控作用的是激素。

1．下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×

”。

（1）酶是具有催化作用的化合物（　　）

（2）酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物（　　）

（3）酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸（　　）

（4）酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率（　　）

（5）酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外（　　）

（6）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

2．下列关于活化能的叙述，不正确的是（　　）

A．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量

B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能

C．酶可以降低化学反应的活化能

D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著

答案　B

解析　酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著；

水浴加热可以给化学反应提供能量，但不能降低化学反应的活化能。

3．下列有关酶的叙述，不正确的是（　　）

A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸

B．酶是生物催化剂

C．酶能降低化学反应的活化能

D．产生酶的细胞均有分泌功能

答案　D

解析　产生酶的细胞不一定具有分泌功能。

4．德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨、加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。

在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。

根据以上实验，分析得出的结论错误的是（　　）

A．葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化

B．将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶

C．研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放

D．该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质

解析　葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成，发生了化学变化；

催化该化学变化进行的是酵母细胞内产生的酿酶；

研磨有利于酿酶的释放；

毕希纳所做的实验，不能证明酶的化学本质是蛋白质。

5．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如下表所示。

请回答下列问题：

试管组别

加入体积分数为3%的H2O2（mL）

温度

加入试剂

试管1

常温

/

试管2

90℃

试管3

2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液

试管4

2滴质量分数为20%的肝脏研磨液

（1）在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？

_______________________________________。

（2）若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的试管组合是_____________________。

（3）若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（4）除了上述的对照实验，请再找出一组对照实验，并指出该组对照实验说明的问题。

答案　

（1）温度、催化剂　

（2）试管3和试管4　（3）加热能使H2O2分子得到能量，促进H2O2分解

（4）①试管1和试管3，说明FeCl3能催化H2O2的分解；

②试管1和试管4，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化H2O2的分解；

③试管1、试管3和试管4，说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化H2O2的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3（答出任意一条即可）

解析　

（1）从表格信息可以看出，本实验研究了温度和催化剂对H2O2分解速率的影响。

（2）依据单一变量原则，试管3和试管4实验处理的温度条件相同，仅是催化剂种类不同。

（3）试管1和试管2研究的是不同温度条件下H2O2的分解速率，说明加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分解。

（4）只要符合单一变量原则即可，故可以选用试管1和试管3、试管1和试管4以及试管1、试管3和试管4等进行分析。

[对点训练]

题组一　酶在代谢中的作用

1．酶的作用原理是（　　）

A．降低化学反应的活化能

B．增加反应物之间的接触面积

C．降低反应物之间的接触面积

D．提供使反应开始所必需的活化能

解析　酶能降低化学反应的活化能，从而加快化学反应的速率。

2．下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是（　　）

A．利用果胶酶提高水果的出汁率

B．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解

C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率

D．利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率

解析　利用果胶酶提高水果出汁率的机理是果胶酶可催化植物细胞壁中的果胶水解，从而使果汁更易榨出；

肝脏研磨液中含过氧化氢酶，可催化过氧化氢水解；

FeCl3可作为无机催化剂降低化学反应的活化能，从而提高过氧化氢的分解速率，故A、B、C项错误，利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率是利用温度升高，以提供能量达到活化态的原理来加快过氧化氢的分解，D项正确。

3．下图表示某物质在酶、无机催化剂、无催化剂时由常态转变为活跃状态时所需的活化能（分别为a、b、c），此图不能得到的结论是（　　）

A．无机催化剂能降低化学反应的活化能