内容正文:
必修1分子与细胞
专题四 细胞的能量供应和利用
一、降低化学反应活化能的酶
(一)酶的作用和本质
1.酶在细胞代谢中的作用:降低化学反应的活化能,保证细胞代谢快速有序地进行。
(1)细胞代谢:细胞内每时每刻进行着许多化学反应。
(2)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.探究·实践:比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)实验原理:FeCl3溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都可影响过氧化氢分解为水和氧气的速率。
(2)科学方法:控制变量和对照实验。
①“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,加热、加入FeCl3溶液、加入肝脏研磨液是人为控制的对过氧化氢溶液的不同处理方式,属于自变量;导致不同试管中的过氧化氢出现不同的分解速率属于因变量;实验中过氧化氢溶液的浓度、反应时间等是会对实验结果产生影响的无关变量,无关变量应控制相同且适宜。
②对照实验是指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。1号试管未作任何处理,叫作空白对照。2号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率;3号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明FeCl3溶液中的Fe3+具有催化作用,能提高过氧化氢分解的速率;4号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用,能提高过氧化氢分解的速率。4号试管与3号试管构成对照实验(对比实验),实验结果说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
点拨 酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要,因为细胞内每时每刻都在高效地进行着成千上万种化学反应,而生物体内的细胞处于常温、常压状态下,只有酶能够满足这样的要求。
3.酶的化学本质。
(1)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。
点拨 ①酶的来源:由活细胞产生,但可以在活细胞内或细胞外发挥作用。②酶的成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此酶的合成原料不一定都是氨基酸(少数酶的合成原料是核糖核苷酸)。③酶的催化特性:催化反应前后,酶的性质和数量没有变化;与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。
(2)关于酶本质的探索。
①毕希纳用酵母菌活细胞与酵母菌细胞提取液对葡萄糖进行发酵实验(对比实验),证明活酵母菌细胞和酵母菌