2024-2025学年新教材高中生物第5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1

PAGE7-第1课时酶的作用和本质课标内容要求核心素养对接说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构确定的。2．科学探究——试验思路及设计：能够依据试验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解试验，分析结果得出结论。一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1)概念：细胞中每时每刻都进行着很多化学反应，统称为细胞代谢。(2)细胞代谢的条件：需酶的催化。(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础。2．比照试验的设计(1)变量：试验过程中的变更因素。①自变量：人为限制的对试验对象进行处理的因素。②因变量：因自变量变更而变更的变量。③无关变量：除自变量外，试验过程中对试验结果造成影响的可变因素。(2)比照试验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一样，并将结果进行比较的试验。一般要设置比照组和试验组。①比照组：一般不进行人为处理，处于自然状态下。②试验组：须要对试验对象进行人为处理，限制自变量不同。③空白比照：未作任何处理的比照组，设置意义是解除偶然因素对试验结果的影响。3．酶的作用机理(1)活化能：分子从常态转变为简单发生化学反应的活跃状态所须要的能量。(2)酶的作用机理：通过降低化学反应所须要的活化能而加快反应速率。①表示无酶催化条件下反应的活化能的曲线是ad段。②表示有酶催化条件下反应的活化能的曲线是cd段。③表示有酶催化条件下降低反应活化能的曲线是ac段。二、酶的本质1．酶本质的探究历程(1)1716年，《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”说明为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。(2)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参加，糖类是不行能变成酒精的。(3)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的物质。(4)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。(5)1926年，美国科学家萨姆纳第一个提取出脲酶，并证明白脲酶是蛋白质，其作用是催化尿素分解。(6)20世纪80年头，美国科学家切赫和奥特曼发觉少数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，少数酶是RNA。推断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．酶在生物体内有催化和调整作用。 ()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，有些酶在体外可以发挥作用。 ()4．加热能够促进H2O2分解，是因为加热使H2O2得到了能量。 ()5．酶催化作用能提高化学反应的活化能，使化学反应顺当进行。 ()提示：1.×酶在生物体内有催化作用，没有调整作用。2．×有些酶是RNA。3．√4.√5．×酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。酶在细胞代谢中的作用试验——比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)试验的变量与比照自变量因变量无关变量比照组试验组2号：90℃水浴加热用单位时间内产生气泡的数目多少表示H2O2分解速率加入H2O2的量；试验室温度；FeCl3溶液和肝脏研磨液的簇新程度1号试管2、3、4号试管3号：加入3.5%FeCl3溶液2滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴(2)由上述试验可以说明①1、4号试管比照⇒酶具有催化作用。②1、3、4(或3、4)号试管比照⇒与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。深化探究：制备肝脏研磨液时，应用簇新的刚从活体动物内取出的肝脏，并研磨充分。(1)用簇新的刚从活体动物内取出的肝脏，缘由是什么？(2)研磨充分有什么意义？提示：(1)簇新肝脏中的酶能保持其原有的活性。(2)加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中H2O2的接触面积，从而加速H2O2的分解。1．关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的试验，下列叙述正确的是()A．试验中所用肝脏必需是簇新的，若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会削减B．试验中用到的滴管，必需先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液，这样对试验结果影响较小C.过氧化氢在温度高的环境中分解速度会比常温下快D．试验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃状况C[肝脏放置时间过长，过氧化氢酶会分解失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃状况是因变量，D错误。]2．某爱好小组利用如图所示装置探究H2O2在不同条件下的分解状况，图示所用试剂的浓度都在合理范围内且甲乙装置中的H2O2的浓度和量都相同，试验处理完成后让反应至不再有气泡产生时()A．量筒Ⅰ中水的体积小于量筒Ⅱ中水的体积B．量筒Ⅰ中水的体积大于量筒Ⅱ中水的体积C．量筒Ⅰ中水的体积等于量筒Ⅱ中水的体积D．无法比较量筒Ⅰ和量筒Ⅱ中水的体积大小C[依据题干信息和题图分析，该试验的自变量是催化剂的种类，因变量是气体的产生量，试验中收集到的水的体积代表产生的O2的量。由于两个装置中H2O2的浓度和量都相同，因此两个装置产生的O2量相等，则量筒Ⅰ中水的体积等于量筒Ⅱ中水的体积，故选C。]酶的本质1．酶的概念理解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作用2.酶本质的试验验证(以唾液淀粉酶为例)(1)试验设计思路组别待测液检验试剂现象试验组唾液淀粉酶双缩脲试剂出现紫色比照组已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色(2)试验结论：唾液淀粉酶是蛋白质。3．正确辨析有关酶的六种说法项目错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温柔高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活作用酶具有调整、催化等多种功能酶只起催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成深化探究：哺乳动物成熟的红细胞和其他体细胞在结构和功能上有明显不同。(1)该细胞不能产生酶，缘由是什么？(2)该细胞是否含有酶？说出你的推断依据。提示：(1)该细胞没有核糖体等细胞器和细胞核。(2)含有。哺乳动物成熟红细胞可以进行细胞代谢，细胞中的生化反应须要酶的催化。1．(2024·山东淄博部分学校高一上期末)下列有关酶的叙述，正确的是()A．酶的数量因参加化学反应而削减B．绝大多数酶的合成与核糖体有关C．同一生物体内的各种酶的催化反应条件都相同D．活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用B[酶作为催化剂，反应前后数量及性质均不发生变更，A错误；绝大多数酶是蛋白质，故其合成与核糖体有关，B正确；同一生物体内的各种酶所须要的最适温度相同，但最适pH可能不同，如人体内的唾液淀粉酶和胃蛋白酶，C错误；酶是活细胞产生的，但酶在细胞内、外均可起催化作用，D错误。]2．当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明()A．RNA是核酸的一种B．RNA也可起生物催化剂的作用C．RNA主要存在于细胞质中D．RNA是该种生物的遗传物质B[据题意分析可知，RNA能催化化学反应，是一种生物催化剂。]有关酶的四个易错点(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，不是供应能量。(4)并不是具有分泌功能的细胞才能产生酶，活细胞都能产生酶。[课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.细胞代谢是细胞内每时每刻都进行着的各种化学反应，是细胞生命活动的基础。2.加热使反应物获得了能量，反应速率加快。3.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。4.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。1．在如图所示的试验中属于自变量的是()A．催化剂 B．过氧化氢分解的速率C．产生气泡量 D．试管中的过氧化氢溶液的量A[由图示可知，图中的试验处理是分别向过氧化氢溶液中加入氯化铁和过氧化氢酶溶液，Fe3＋和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解，因此该试验的自变量是催化剂的不同。]2．下列关于酶的叙述，错误的是()A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的缘由是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物B[有些酶是生命活动所必需的，如呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在，A正确；导致酶空间结构被破坏的因素有过酸、过碱、高温等，低温只能降低酶的活性，不会破坏酶的结构，B错误；酶作用的实质是降低反应所需活化能，从而提高反应速率，C正确；酶是蛋白质或RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者RNA酶水解，D正确。]3．关于酶的性质，下列叙述中错误的是()A．化学反应前后，酶的化学性质和数量不变B．酶的催化作用提高了化学反应速率，变更了反应平衡点C．酶是活细胞产生的具有催化实力的一类特别的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNAD．酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度的影响B[化学反应前后酶的化学性质和数量不变，A正确；酶可以提高化学反应速率，但是不能变更反应平衡点，B错误；酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，C正确；酶具有高效性，但是酶的作用条件温柔，酶活性受温度和酸碱度的影响，D正确。]4．下图表示H2O2在H2O2酶和无酶催化条件下分解过程中的能量变更。假设酶所处的环境为最适条件，下列对图中曲线的分析，正确的是()A．①表示H2O2在H2O2酶催化条件下分解B．若将有酶催化的反应温度降低10℃，则E会增大C．图中E表示H2O2酶使活化能降低的数值D．图示可说明酶的催化作用具有高效性C[依据分析可知，①表示H2O2在没有酶催化条件下的分解，A项错误。题干中假设酶所处的环境为最适条件，故将有酶催化的反应温度降低10℃，酶的活性将下降，降低的活化能削减，故E会减小，B项错误。依据分析可知，图中E表示H2O2酶使活化能降低的数值，C项正确。酶的高效性是指与无机催化剂相比，图示没有描述无机催化剂的催化效果，故不能体现酶的催化作用具有高效性，D项错误。]5．(2024·山东潍坊高一期末)某同学为比较H2O2在不同条件下的分解状况做了下列试验。请回答相关问题：组别体积分数为3%的H2O2溶液试验处理现象A2mL常温无气泡B2mL90少量气泡C2mL2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液较多气泡D2mL2滴质量分数为20%的肝脏研磨液大量气泡(1)若将A、B组比照，可以探究此时______________________，试验的自变量和因变量分别是________、______________，检测指标是________。(2)若将A、C、D组比照，C、D组温度应设置为________，此时，温度在试验中属于_______