高中生物-酶的作用和本质

第5章第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质1.通过有关的实验，自己分析出酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。2.通过阅读教材，了解酶的发现历程，加深对酶本质的理解。学习导航重难点击1.酶降低化学反应活化能的原理。2.控制变量的方法。课堂导入方式一：2011年3月23日在上海举行的中国国际食品添加剂和配料展上，帝斯曼展出了一系列酶制剂产品，以帮助食品生产厂商节能减排。该公司推出的PanamoreSpring产品与其他乳化剂相比，能降低生产过程近80%的碳排放量；微生物磷脂酶CakeZyme产品能使食品厂商在生产蛋糕等食品中节省20%的鸡蛋用量，延长保质期；高性能酶制剂RapidaseFPSuper能有效避免新鲜水果在经过机械或热处理加工后产生的不良副作用，改善口感。酶在人们的生活中越来越重要，那么酶具有什么作用？酶的化学本质又是什么呢？方式二：我们知道，很多化学反应在有催化剂存在的时候会改变反应的速度，这在工业生产中已得到广泛的应用。生物体内也时刻发生着生化反应，这些反应也需要催化剂，生物体内的催化剂是酶。一、酶在代谢中的作用二、酶的本质内容索引当堂检测一、酶在代谢中的作用知识梳理答案1.细胞代谢(1)场所：

中。(2)实质：各种

的总称。(3)意义：细胞

的基础。2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的

和肝脏研磨液中的___________的作用下加速分解。细胞化学反应生命活动Fe3＋过氧化氢酶答案(2)实验过程和现象试管编号试剂处理现象12mLH2O2溶液常温几乎无气泡产生22mLH2O2溶液90℃水浴加热有_____气泡32mLH2O2溶液滴加3.5%FeCl3溶液2滴有_____气泡42mLH2O2溶液加入新鲜肝脏研磨液2滴有_____气泡(3)实验结论：酶具有

作用，同无机催化剂相比，其催化效率更

。较少较多大量催化高3.实验中变量的控制(1)变量：在实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：实验过程中可以人为改变的变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(4)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。

4.酶的作用机理(1)活化能：分子从

转变为容易发生化学反应的

状态所需要的能量。(2)作用机理：酶能

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

，催化效率

。答案活跃降低显著更高常态答案合作探究1.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验(1)在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终保持相同。分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是下列的哪些项？①加入H2O2的量②FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度③温度和催化剂④实验室的温度⑤H2O2分解的速率⑥1号试管⑦2、3、4号试管答案自变量因变量无关变量对照组实验组③⑤①②④⑥⑦(2)实验时要选用新鲜的肝脏并要制成研磨液，为什么？答案肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解；研磨碎的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，从而加速过氧化氢的分解。

(3)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个滴管，为什么？答案会使滴入的FeCl3溶液中含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。(4)2号试管放出气泡，说明了什么？答案加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。(5)4号比3号放出的气泡更多，说明了什么？答案酶的催化效率比无机催化剂高。答案答案2.下图是酶的作用机理示意图，请分析：(1)没有催化剂时的活化能是多少？有酶催化时的活化能又是多少？(用图中字母表示)答案

分别是CA、CB。

答案(2)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？答案

酶不能为化学反应提供所需要的能量，而是通过降低反应的活化能来加快反应速率。

答案(3)下表数据是在20℃测得的H2O2分解的活化能，数据说明，酶和无机催化剂相比有什么不同？条件活化能/kJ·mol没有催化剂催化75用胶态钯催化54用过氧化氢酶催化29答案

酶和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，即催化效率更高。

活学活用1.对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是(

)A.二者的基本原理是相同的B.前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量C.两者都可以降低过氧化氢分子的活化能D.酶和Fe3＋的作用原理是不同的解析答案解析加热主要是使过氧化氢分子的能量提高，使反应进行。催化剂则是降低过氧化氢分子的活化能，从而能够发生反应。酶和Fe3＋都是催化剂，它们的作用原理是相同的，只是效率不同。B2.如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是(

)A.曲线a B.曲线bC.曲线c D.曲线d解析答案解析从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡点，都是错误的。曲线c表示酶使反应达到平衡点的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡点。C易错警示酶和无机催化剂一样，并不改变平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。返回二、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

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：引起发酵的物质是

并裂解后释放出来的。(3)毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质叫

。(4)1926年，美国科学家萨姆纳第一个提取出

，并证明了脲酶是

，其作用是分解

。(5)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数

也具有生物催化功能。答案知识梳理酵母活细胞

酵母细胞死亡酿酶脲酶蛋白质尿素RNA2.酶的本质：大多数酶的化学本质是

，也有少数是

。蛋白质RNA答案1.唾液中含有唾液淀粉酶，要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，请根据下列给出的实验材料完成实验的设计。实验材料：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等。合作探究组别待测液检验试剂预期现象结论实验组唾液__________________唾液淀粉酶是蛋白质对照组____________________________双缩脲试剂出现紫色已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色答案2.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，由20%蛋白质和80%RNA组成，如果将这种酶中的蛋白质完全除去，他们发现这种酶的活性没有变化，这一结果说明了什么？答案这种酶的化学本质是RNA。3.酶是活细胞产生的，是否也只能在细胞内起作用？答案不是。只要条件适宜，酶也可以在细胞外起作用，如消化酶。解析答案3.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.①②⑤ B.③⑦⑨C.③④⑧ D.④⑤⑥活学活用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。答案C判断正误：(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(

)(4)酶催化作用的实质是提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(

)(5)酶只有在活细胞内才能发挥作用(

)(6)酶可以从食物中直接获取(

)答案一题多变××√×××返回课堂小结答案自变量因变量活化能蛋白质RNA当堂检测12345解析答案1.下列关于酶的实验不正确的是(

)A.上述反应中的自变量是催化剂的种类B.该实验能证明酶具有高效性C.该实验如果将肝脏进行研磨，效果会更好D.该实验的因变量是肝脏质量的变化解析实验的因变量应该是带火星的木条复燃的程度。D解析答案12342.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D解析产生酶的细胞不一定具有分泌功能。5解析答案12343.在实验中需要控制各种变量，其中人为改变的变量是(

)A.因变量 B.自变量C.无关变量 D.控制变量B解析在实验中，需要控制相应的一些变量，以免影响实验结果。其中，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量；除自变量外，对实验结果造成影响的一些可变因素称为无关变量；而人为改变的变量称为自变量。5解析答案12344.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(

)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。C512345.如图所示分别向4支各盛有5mL过氧化氢溶液的试管内加入肝或砂子。在这个实验中，试管A放氧相对缓慢，试管C和D不放氧。请回答下列问题：答案(1)肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气？

___________。理由是______________________________________。过氧化氢酶

过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成H2O和O251234(2)为什么用煮沸