第1节 第1课时 酶的作用和本质-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

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]　1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。　2.阐明酶发挥作用的原理。　3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验。 知识点一　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)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．比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 2H2O22H2O＋O2 (2)实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 (3)实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2体积分数 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 第二步 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 不明显 少量 较多 大量 卫生香复燃情况 不复燃 不复燃 复燃 迅速复燃 特别提醒 3号试管Fe3＋的数量比4号试管H2O2酶高25万倍。　　 (4)结论 FeCl3中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，它们都具有催化作用，但过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。 3．酶的作用原理 (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)原理：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。 (3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。 [吃透教材] 1．与1号试管相比，2号试管产生的气泡多的原因是什么？ 提示：加热能促进过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。 2．3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，和2号试管相比说明什么？ 提示：Fe3＋和过氧化氢酶是通过降低反应的活化能从而加快过氧化氢分解的速率。 学生用书↓第69页 探究点一　结合曲线加深对酶作用原理的理解 曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质M在没有催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。 (1)能表示没有催化剂时反应所需要的活化能的是ac段，表示有酶催化时反应所需要的活化能的是bc段，酶降低的活化能是ab段。 (2)若换用无机催化剂，b点将向上(填“上”或“下”)移动。 (3)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是丁。 归纳总结 加热与加催化剂的作用机理比较 1．加热：给化学分子提供能量。 2．酶与无机催化剂的共性 (1)催化机理相同，都是降低化学反应的活化能。 (2)反应前后性质、数量不变。 (3)只改变反应速率，不改变反应平衡点。 应用1.(2022•浙江台州高一期中)为研究酶的特性，某研究小组进行了实验，基本过程如下表所示： 步骤 基本过程 试管A 试管B 1 加入2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 —— 3 加入二氧化锰 —— 少许 4 检测 据此分析，下列叙述正确的是(　　) A．实验的可变因素是酶的种类　　 B．可用产生气泡的速率作检测指标 C．该实验能说明酶具有催化作用　　 D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 B　[根据表格分析，该实验是通过比较马铃薯匀浆(含过氧化氢酶)与二氧化锰催化过氧化氢的分解，以探究酶的高效性，实验中的可改变的自变量为催化剂的种类，A错误；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C错误；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验，D错误。] 应用2.在如图所示的实验中，属于无关变量的是(　　) A．催化剂的种类 B．过氧化氢分解的速率 C．试管中的过氧化氢溶液的量 D．产生气泡量 C　[分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的自变量，A错误；过氧化氢分解的速率属于实验的因变量，B错误；试管中的过氧化氢溶液的量属于实验的无关变量，C正确；产生气泡量属于实验的因变量，D错误。] 归纳总结 控制变量和设计对照实验 1．变量：实验中的变化因素称为变量。 (1)自变量：实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。 (2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。 (3)无关变量：实验中除自变量外的一些对因变量造成影响的可变因素，叫作无关变量。如：反应物浓度、