第5章 细胞的能量供应和利用-2023-2024学年高一生物单元必备核心考点助学清单（人教版2019必修1）

第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 一、酶的作用和本质 一、酶在细胞代谢中的作用： （一）细胞代谢 1．含义：细胞中进行的化学反应，统称为细胞代谢。 2．意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础，细胞生活需要的物质和能量以及能量的释放、储存和利用，都必须通过化学反应（代谢）来实现。 【知识解析】生物体内的化学反应，简称生化反应。 3．条件：细胞代谢离不开酶。 （二）酶的作用： 1．【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解： （1）目的要求：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。 （2）材料用具：详见教材相关内容。 （3）方法步骤及现象： 试管号 1 2 3 4 加底物（H2O2） 2mL 2mL 2mL 2mL 控制 自变量 加FeCl3 × × 2滴 × 加肝脏研磨液 × × × 2滴 温度 常温 90℃水浴加热 常温 常温 检测 因变量（现象） 气泡数量 最少 较少 较多 最多 卫生香燃烧情况 不燃烧 不燃烧 燃烧 燃烧猛烈 （4）实验结论： ●1号和2号试管对比（温度的改变），说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 ●1号和3号、1号和4号对比（是否有催化剂），说明酶具有催化作用，催化剂能降低活化能。 ●3号和4号试管对比（催化剂的改变），说明酶的催化作用具有高效性。 【科学方法】控制变量和设计对照实验 1．变量： （1）定义：实验过程中变化的因素，称为变量。 （2）种类： ①自变量：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：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。 2．对照实验： （1）定义：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叫作对照实验。 （2）实验组和对照组：对照实验一般要设置对照组和实验组。 （3）空白对照：对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。 【知识解析】 （1）该实验的自变量是实验条件的改变，如水浴加热、加FeCl3、加肝脏研磨液；因变量是不同条件下H2O2分解的速度，检测方法是观察气泡的数量和卫生香燃烧情况。 （2）该实验的1号试管是对照组，2、3、4号试管是实验组。 （3）该实验中使用的肝脏要新鲜、滴管不能混用等。 2．内容：酶具有生物催化作用。 3．原理：显著降低活化能（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）。 4．意义：细胞代谢在温和条件下快速有序地进行。 二、酶的本质： （一）探索历程：参考下面图解，阅读“【思考·讨论】关于酶本质的探索”。 发酵过程的研究 19世纪：认为酿酒是让糖类发酵变成酒精和CO2，这是一个纯化学过程 1857年： 巴斯德：发酵需活酵母细胞参与 李比希：引起发酵的是酵母细胞中的某些物质在细胞死亡后释放出来起作用 毕希纳：从细胞中获得了含有酶的提取液，称作酿酶 科学家推测酶是蛋白质 推测 萨姆纳：获得脲酶，证明是蛋白质 其它科学家：获得胃、胰蛋白等酶结晶，证明是蛋白质 20世纪80年代：切赫和奥特尔曼发现少数RNA也具有生物催化功能 证明 补充完善 争论 （二）结论：酶是有机物，大多数酶是蛋白质。 二、酶的特性 一、定义： 1．产生：活细胞。 2．作用：具有催化作用。 【知识解析】在适宜的条件下，酶在细胞内、细胞外以及生物体外都能起作用。 3．化学本质：有机物，绝大多数酶是蛋白质。 【知识解析】少数酶是RNA。 【知识拓展】鉴定酶化学本质的方法： 方法一：用双缩脲试剂与待测酶液发生混合，若发生紫色反应，则该酶的化学本质为蛋白质，否则，该酶的化学本质为RNA； 方法二：用蛋白酶水解法。 二、酶的特性： 【知识梳理】酶与无机催化剂相比： （1）相同点：都能使化学反应迅速进行，而化学反应前后数量和性质不变。酶 时间 O 无机催化剂 没有催化剂 平衡点 生成物的量 （2）不同点：即酶的特性。 （一）从作用结果看－酶具有高效性： 1．含义：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。 2．证明：参见“【探究·实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解” 3．意义：生物体内的化学反应高效进行。 【知识拓展】右图是酶的高效性的数学模型：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高；酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点（即生成物的量不会改变）。 （二）从作用方式（或范围）看－酶具有专一性：底物(蔗糖) 结合位点 酶 结合位点 酶 产物 (葡萄糖) 酶变形，与底物结合形成酶—底物复合物 蔗糖的化学键被水解 产物 (果糖) 酶复原，重复同样的反应。 酶的专一性图解 H2O 1．含义：