第5章 第1节 一 酶的作用和本质-【高考领航】2023-2024学年高中生物必修1同步核心辅导与测评（人教版）

第1节　降低化学反应活化能的酶 一　酶的作用和本质 　 1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质。(生命观念) 2．阐明酶发挥作用的原理。(生命观念、科学思维) 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。(科学探究) 探究任务一　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)实验过程和现象 试管编号 1 2 3 4 第一步 H2O2浓度 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 (3)实验结论 水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响过氧化氢分解为H2O和O2的速率，但过氧化氢酶的催化作用明显加快了化学反应速度。 (4)上述实验变量与对照分析 ①变量分析：温度和催化剂的类型属于自变量；过氧化氢分解速率是因变量；反应物的浓度和反应时间等就是无关变量。 ②对照实验：1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管是实验组。 3．酶的作用原理 【思维辨析】 (1)细胞代谢不需要酶的作用。(×) (2)肝脏研磨液要研磨充分，以便过氧化氢酶充分释放。(√) (3)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(×) (4)对照实验中，除自变量外，其他无关变量都应保持相同且适宜。(√) (5)在一个实验中，因变量的检测指标往往不是唯一的。(√) (阅读教材P77～78) 1．Fe3＋和过氧化氢酶都能促进过氧化氢分解，加热也可促进过氧化氢分解，请结合教材“探究·实践”讨论解决下列问题。 (1)实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为什么把肝脏制备成肝脏研磨液？ 提示：肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，失去作用。制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快过氧化氢的分解速率。 (2)对照实验是科学研究常用的一种实验方法，请找出本实验中的对照实验，并指出该组对照实验说明的问题。 提示： ①试管1和试管2，说明加热能促进过氧化氢的分解；②试管1和试管3，说明FeCl3能催化过氧化氢的分解；③试管1和试管4，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解；④试管1、试管3和试管4，说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化过氧化氢的分解；且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3。 2．在化学实验中，很多反应需要加热才能进行，是因为加热使反应物获得了能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。细胞的代谢，其本质就是化学反应，细胞代谢不是通过加热的方式，而是利用酶的作用保证其顺利进行。 (1)请概述曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含义。 提示：曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示没有催化剂作用时的反应能量变化曲线、无机催化剂催化时的反应能量变化曲线、酶催化时的反应能量变化曲线。 (2)图中a、b、c分别表示相应的能量值，请利用图中字母表示出相应反应进行所需能量值的多少。由此说明什么问题？ 提示：没有催化剂作用时反应所需的活化能为a＋b＋c，无机催化剂催化反应所需的活化能为b＋c，酶催化反应所需的活化能为c。通过曲线可知，酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，但是酶降低化学反应活化能的作用更显著。 1．控制变量和设计对照实验 (1)变量：实验过程中的变化因素称为变量。 (2)对照实验 ①含义：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。 ②对照实验的类型 ③实验设计原则 a．对照原则：设计对照实验，既要有对照组又要有实验组。 b．单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持一致且适宜。 c．等量性原则：指除单一变量可以变化外，其他的实验条件应是一样的，如所用试剂量要相同、放在相同条件下培养、取长势相同的植物培养等。 2．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降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。 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。 1．如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列有关分析合理的是(　　) A．本实验的自变量只是催化剂的不同 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与2号、