人教版必修1第5章第1节第1课时酶的作用和本质学案

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素养定位.设计、分析过氧化氢在不同条件下的分解实验，学会对照实验的设计和分析方法。.通过类比分析酶促反应,理解酶的作用原理是降低化学反应的活化能。.通过资料分析,知道酶的本质是蛋白质或RNA,体会科学家严谨的研究作风.运用模型分析法,解释酶发挥作用的机理。（科学思维）.能够根据实验目的，设计“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制变量和设置对照实验,分析实验结果得出结论。（科学探究）.通过阅读酶的本质的探索历程,加深对酶的本质的理解。（科学思维）一、酶在细胞代谢中的作用.细胞代谢⑴概念:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。⑵条件:需醛的催化。⑶意义:细胞代谢是细胞生命活动的基础。.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验（1）实验原理水浴加热_2H2。2或FeCh溶液或过箱化氢牌‘2H2。+。2⑵实验过程和现象石酸酸性磷酸酶的作用是促进脂肪细胞的生成,故理论上可以通过降低抗酒石酸酸性磷酸酶的活性来治疗肥胖症。4.如表是有关压。2的系列实验，答有关问题。序号反应物加入物质条件现象X1HA无室温几乎无气泡X.2H202氯化铁室温x23h2o2土豆浸出液室温x3⑴序号3的实验现象是。⑵序号3的土豆浸出液中含有的对此实验起作用的物质是,土豆浸出液（填“能”或“不能”）重复使用。（3）若表中X的内容是收集100mL气体所需的时间,请预测Xi、X2.X3的大小关系是。解析：（1）序号3中加入的土豆浸出液中含有过氧化氢酶,会产生大量气泡。（2）酶可以重复使用。（3）由表可知，收集100mL气体所需时间的大小关系是Xi>X2>X3o答案：⑴产生大量气泡（2）过氧化氢酣能（3）X1>X2>X3

(3)实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率更试管编号试剂处理现象12mLH202溶液常温几乎无气泡产生22mL11202溶液90℃水浴加热有较少气泡32mLg溶液质量分数为3.5%的FeCh溶液2滴有较多气泡42mLH2O2溶液质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡o⑷变量控制①自变量:控制的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、加FoCl溶液和加肝脏研磨液。②因变量:因包变量改变而变化的变量。如本实验中乩。2分解速率。③无关变量:除自变量外,实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。如本实验中肝脏的新鲜程度等。⑸对照实验除作为自变量的因素外,其余因素（无关变量）都保持一致,并将结果进行比较的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。3.酶的作用原理⑴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）作用机制：降低化学反应的活化能。且与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。⑶结果：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。二、酶的本质.酶本质的探索历程.酶的本质大多数酶的本质是蛋白质,少数酶的本质是世。判断正误⑴酶的本质是蛋白质，都是在核糖体上合成的。（X）提示:酶的本质是蛋白质或RNA,合成场所为核糖体或细胞核（真核生物）。⑵酶能为化学反应提供活化能。（X）提示:酶降低化学反应的活化能。⑶酶只能在细胞内起作用。（X）提示:酶既能在细胞内起作用，也能在细胞外起作用。⑷滴加肝脏研磨液可降低过氧化氢的分解反应的活化能,而滴加FeCh溶液不能。（X）提示:肝脏研磨液和FeCh溶液都可降低反应的活化能。⑸酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核甘酸。（X）提示:酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核甘酸。⑹有的酶可以在体内转化而来，有的酶只能来自食物。（X）提示:酶不能从食物中获取。探究一酶在细胞代谢中的作用.阅读教材P76〜77,回答下列问题。⑴肝脏为什么要新鲜？为什么要制成研磨液？提示:肝脏要新鲜，以保证过氧化氢酶的数量及活性。肝脏要制成研磨液,以便与底物（山。2）充分接触。⑵酶与无机催化剂的共同点有哪些？提示:①加快化学反应速率，本身没有数量和性质上的改变;②降低化学反应的活化能,缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。⑶在该实验中观察指标气泡的多少，可以反映谁的变化？提示:过氧化氢的分解速率。.阅读教材P78,回答下列问题。⑷没有催化剂时活化能是多少?有酶催化时活化能又是多少？（用图中字母表示）提示：分别是CA、CBo(5)酶能不能为化学反应提供所需要的能量?前加快反应速率的机理是什么？提示:酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低反应的活化能来加快反应速率的。有关酶知识的两点易错(1)误认为酶可以提供能量。酶和无机催化剂只降低反应所需的活化能,不为反应提供能量。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。(2)误认为人体内酶的含量不变。酶是催化剂,在反应前后酶的本质和数量是不变的，但人体内的醐会不断更新。.如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，下列相关分析合理的是(C)A.本实验的因变量是不同的催化剂B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低化学反应的活化能解析:本实验的因变量是气泡的产生情况;分析题图可知，本题的温度是自变量,不是无关变量,无关变量是对实验结果有影响，但不是本实验要研究的可变因素,如酶的用量、过氧化氢的量;分析题图实验可知，1号与3号，1号与4号的单一变量是有无加催化剂,可分别构成对照实验;加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，而不是降低反应的活化能。.如图中i代表无催化剂条件下的反应曲线，n代表能作催化剂条件下的反应曲线,E代表能量，则下列相关叙述正确的是(C)A.El代表有催化剂条件下降低的活化能b.在反应物起始量相同的条件下，n生成物比I多c.若n代表无机催化剂条件下的反应曲线，则E3减小D.E2和E,分别代表有催化剂和无催化剂时的反应活化能解析：艮代表没有催化剂条件下所需的活化能;催化剂只改变反应速率,不影响生成物的量,在反应物起始量相同的条件下，n和I生成物一样多;E：,表示酶作催化剂时降低的活化能，同酶相比,无机催化剂降低活化能的作用较弱,如果II代表无机催化剂条件下的反应曲线,则n在活化状态时能量更高，则降低的活化能减少，即E3减小;Ei和艮分别代表无催化剂和有催化剂时的反应活化能。探究二酶的本质甲、乙两种酶用同i种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示，请思考回答下列问题。(1)甲、乙两种醐的化学本质是否相同？提示:观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA;乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶化学本质为蛋白质。(2)乙酶活性改变的机制是什么？提示：乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而丧失活性。前的概念归纳“试剂检测法”鉴定酶的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甘酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般活细胞都能产生酶作用场所在适宜条件下，细胞内、外及生物体外均可(1)设计思路:利用双缩胭试剂与蛋白质作用产生紫色反应,RNA与此罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案。⑵设计方案3.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(C)A.蛋白质B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶解析:大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA,核糖体是由蛋白质和rRNA组成的,用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，核糖体中只剩下RNA成分,因此，由题中信息“用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应”可说明催化该反应的物质是RNA。4.下列有关酶的叙述，不正确的是(D)A.酶的合成不一定需要核糖体B.醐既能作为化学反应的催化剂,又能作为底物C.酶活性的发挥离不开其特定的结构D.酶分子在催化反应完成后,立即被分解或转移解析:绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA,酶的合成不一定需要核糖体；酶是生物催化剂，在催化反应完成后其性质和数量不发生变化。［情境］据报道,科学家经研究发现一种蛋白质“细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶”（eNAMPT）不仅能延长小鼠的寿命,还逆转了老鼠身体机能的衰老。而且，人类也有这种酶,这有助于科学家们研发出新的抗衰老方法。随着人和老鼠不断老去,体内的“烟酰胺腺噂吟二核昔酸"（NAD）数量会显著下降。而研究显示,eNAMPT可以产生NAD。探究：（DeNAMPT的合成场所在哪里?判断的依据是什么？提示:核糖体。eNAMPT的化学本质是蛋白质。（2）如何检测eNAMPT的化学本质？提示：与双缩麻试剂反应呈紫色。课堂小结随堂检测1.在过氧化氢酶和F屋的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（A）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:在过氧化氢能和Fe*的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是使肝细胞中的过氧化氢酶释放出来，从而与反应物充分接触,加快反应速率。2.下列关于活化能的叙述，不正确的是（B）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;水浴加热可以给化学反应提供能量，但不可以降低化学反应的活化能;酶可以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。3.研究人员发现了一种促进脂肪细胞生成的蛋白质一一抗酒石酸酸性磷酸酶。这一发现有望为治疗肥胖症开