5.1.1 酶的作用和本质-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(人教版)

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 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决定的。 2．科学探究——实验思路及设计：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，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许多化学反应，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．对照实验的设计 (1)变量：实验过程中的变化因素。 ①自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。 ②因变量：因自变量改变而变化的变量。 ③无关变量：除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。 (2)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。一般要设置对照组和实验组。 ①对照组：一般不进行人为处理，处于自然状态下。 ②实验组：需要对实验对象进行人为处理，控制自变量不同。 ③空白对照：未作任何处理的对照组，设置意义是排除偶然因素对实验结果的影响。 3．酶的作用机理 (1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 (2)酶的作用机理：通过降低化学反应所需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．酶本质的探索历程 (1)1716年，《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“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与，糖类是不可能变成酒精的。 (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，并证明了脲酶是蛋白质，其作用是催化尿素分解。 (6)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数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。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 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，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，使化学反应顺利进行。 (　　) 提示：1.×　酶在生物体内有催化作用，没有调节作用。 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 实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验的变量与对照 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 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；实验室温度；FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度 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)由上述实验可以说明 ①1、4号试管对照⇒酶具有催化作用。 ②1、3、4(或3、4)号试管对照⇒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，应用新鲜的刚从活体动物内取出的肝脏，并研磨充分。 (1)用新鲜的刚从活体动物内取出的肝脏，原因是什么？ (2)研磨充分有什么意义？ 提示：(1)新鲜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”的实验，下列叙述正确的是 (　　) A．实验中所用肝脏必须是新鲜的，若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少 B．实验中用到的滴管，必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液，这样对实验结果影响较小 C.过氧化氢在温度高的环境中分解速度会比常温下快 D．实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情况 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情况是因变量，D错误。] 2．某兴趣小组利用如图所示装置探究H2O2在不同条件下的分解情况，图示所用试剂的浓度都在合理范围内且甲乙装置中的H2O2