2019-2020年人教版高中生物必修一学案：5.1.1 酶的作用和本质含答案

... ... 第1节 降低化学反应活化能的酶 第1课时 酶的作用和本质 学习目标 1．说出细胞代谢离不开酶的原因(重点)。2.概述酶的作用和本质(重点)。3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验(难点)。

|基础知识| 一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢 (1)场所：细胞中。 (2)实质：各种化学反应的总称。 (3)意义：细胞生命活动的基础。 2．比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验原理2H2O2――――――――――→水浴加热或FeCl3溶液或过氧化氢酶2H2O＋O2。 二、酶的作用原理及本质 1．作用原理 (1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃所需要的能量。 (2)作用机制：降低化学反应活化能。 (3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。 2．酶的本质 (1)产生场所：活细胞。 (2)本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 |自查自纠| 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.× |图解图说|

★毕希纳将酵母细胞研磨后，过滤得不含酵母细胞的提取液；在这些提取液中加入葡萄糖，一段时间后，发现糖液发酵变成了酒。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

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实验中为什么要选用新鲜的肝脏进行充分的研磨？ 提示：新鲜的猪肝中含有较多的过氧化氢酶。如果猪肝不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶被分解。

探究点一 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1．实验材料的选择及处理 (1)实验中使用的肝脏强调必须是“新鲜”的，原因是__________________________ ________________________________________________________________________ ... ... (2)新鲜的肝脏需“制成研磨液”后再加入4号试管的原因是____________________ 提示 (1)肝组织细胞中的过氧化氢酶活性较高 (2)可破坏细胞结构，使细胞内的酶释放出来，同时增大过氧化氢酶与H2O2的接触面积 2．实验过程及结果的分析 (1)实验中能否用滴加过肝脏研磨液的滴管来滴加FeCl3溶液？为什么？ ________________________________________________________________________ (2)该实验中可以利用哪些方法检测H2O2分解速率的大小？ ________________________________________________________________________ (3)对照分析实验中的4支试管，总结实验结论。

①1号与2号、3号、4号对照，结论：______________________________________ ②3号与4号对照，结论：________________________________________________ 提示 (1)不能，因为滴管中含有过氧化氢酶 (2)观察气泡产生速率、带火星的卫生香的复燃程度 (3)①加热、FeCl3及过氧化氢酶都可以促进H2O2的分解 ②过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3 3．根据教材分析实验中的变量 2号试管 3号试管 4号试管

自变量 90 ℃水浴加热 ________ ________ ________ ________ 因变量 ____________________________________________________ 无关变量 _____________________________________________________ 提示 滴加3.5%的FeCl3溶液 滴加20%的肝脏研磨液 气泡产生速度或卫生香的复燃程度 反应时间、pH、H2O2的量、FeCl3溶液和肝脏研磨液的量等

自变量、因变量和无关变量的区分 (1)自变量：实验过程中人为改变的变量，如上述实验中的 FeCl3溶液和肝脏研磨液。 (2)因变量：实验过程中随着自变量的变化而变化的变量，如上述实验中过氧化氢的分解速率。 (3)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些对实验结果造成影响的可... ... 变因素，这些变量称为无关变量，如上述实验中H2O2溶液的体积，在对照实验中无关变量应保持一致。 【典例1】 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如表所示。下列有关分析不正确的是( )

试管组别 实验处理 加入体积分数为3%的 过氧化氢溶液(mL) 温度 加入试剂

试管1 2 常温 试管2 2 90 ℃ 试管3 2 常温 2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液 试管4 2 常温 2滴质量分数为20%的肝脏研磨液 A．上表实验处理研究了温度和催化剂种类两个自变量 B．试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组 C．试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用 D．若要研究酶的高效性，可选用实验组合试管3和试管4 解析 分析表格数据可知，试管1和试管2的变量为温度。试管3和试管4的变量为催化剂种类，即温度和催化剂种类均是自变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此试管2也是实验组：试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，二者对照可以证明酶具有催化作用；试管3和试管4的不同点是催化剂的种类(酶或无机催化剂)，因此可以证明酶的高效性。 答案 B

对照组和实验组的辨别 (1)对照组：未经过处理的一组(自然状态下或者已知实验结果的一组)，如上述实验中的1号试管。 (2)实验组：经过处理的一组(未知实验结果的一组)，如上述实验中的2、3、4号试管。 【跟踪训练】 1．在过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是( ) A．有利于过氧化氢酶的释放 B．保护过氧化氢酶 C．提高过氧化氢酶的活性 D．以上说法都不对 解析 研磨肝脏可破坏细胞结构，使细胞内的酶释放出来，增加酶与底物的接触面积。 答案 A ... ... 探究点二 酶的作用机理及化学本质 1．酶的作用机理

(1)图中E1、E2、E3这三部分都是活化能，其代表使用无机催化剂的是E1、不使用催化剂的是E2、使用酶作催化剂的是E3。 (2)由E2>E1>E3可以看出，催化剂的作用本质是降低反应的活化能，且酶促反应降低的更多，效率更高。 2.酶的作用模式图

(1)酶作为催化剂在反应前后数量和性质不变，故图中甲表示酶、乙表示反应物、丙和丁表示生成物。 (2)酶通过特定空间结构与反应物识别并结合，进而催化反应的进行。 3．酶的化学本质 酶的基本单位有哪些？ 提示 大部分酶的基本单位是氨基酸，少数是核糖核苷酸。

酶的本质及作用特点 (1)酶的本质 化学本质 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 主要在细胞核 来源 一般活细胞均能产生 生理功能 具有生物催化功能 (2)酶的作用特点 酶作为生物催化剂，具有与无机催化剂相同的特点，如： ... ... ①催化剂本身的质量、组成和化学性质在化学反应前后保持不变。 ②催化实质都是降低化学反应的活化能。

【典例2】 酶是由活细胞产生的。下列关于酶的叙述中，正确的一组是( ) ①酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 ②酶在代谢中只能起催化作用 ③酶在化学反应前后种类和数量都不会发生改变 ④酶之所以能够改变化学反应速率，是因为提供了化学反应所需的活化能 ⑤只要条件适宜，酶在生物体外也能催化相应的化学反应 A．②③⑤ B．①②④ C．①③⑤ D．②③④ 解析 大部分酶是蛋白质，但少数酶是RNA，①错误，酶的作用是催化，作用机理是降低了化学反应的活化能，但自身在反应前后的性质和数量不发生改变，②、③正确，④错误，酶在生物体内外都可以发挥作用，⑤正确。 答案 A

酶的本质及其作用的三个易错点 (1)酶并不都是蛋白质，有的酶是RNA。 (2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外都可以发挥作用。 (3)酶作用的实质是降低了化学反应的活化能，不是提供能量。 【跟踪训练】 2．(2016·黄冈高一检测)酶具有极强的催化功能，最根本的原因是( ) ①增加了与反应物之间的接触 ②降低了化学反应的活化能 ③提高了化学反应的活化能 ④降低了化学反应的自由能 ⑤本身的数量和性质不变化，可反复利用 A．①④ B．②③ C．④⑤ D．②⑤ 解析 酶的作用机理是降低了化学反应的活化能，且在反应前后自身的数量和性质不改变，即可以重复使用。 答案 D

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