第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材生物必修第一册同步学习指导（人教版2019）

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 第 １ 课时　 酶的作用和本质 课标要求 １. 概述酶的作用和本质ꎮ ２. 通过对有关酶实验的分析ꎬ学会控制变量和设计对照实验ꎮ 核心素养 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ꎮ ２. 科学探究———实验思路及设计:能够根据实验目的ꎬ设计比较过氧化氢在不同条件下的分 解实验ꎬ分析结果得出结论ꎮ 知识点一　 酶在细胞代谢中的作用 必备知识􀅰夯实双基 　 　 １. 酶的发现历程 斯帕兰札尼 食物在胃中的消化ꎬ依靠胃液中 的某种物质 其他科学家 ↓ 发现胃液中含有大量的盐酸并 推测 盐酸　 是使食物分解的物 质 德国科学家 施旺 ↓ 发现胃腺分泌物中有一种物质ꎬ 将它与盐酸混合后ꎬ分解肉类的 能力远比盐酸的单独作用大得 多ꎬ这种物质就是 胃蛋白酶　 　 　 ２. 细胞代谢 (１)概念:细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应　 ꎬ统称为细胞代谢ꎮ (２)实例 ①两分子单糖脱水缩合形成 二糖　 ꎬ葡萄 糖脱水缩合形成淀粉ꎮ ②三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形 成 三酰甘油　 ꎮ (３)意义:细胞生命活动的基础ꎮ 　 　 ３. 酶在细胞代谢中的作用 (１)实验———比较过氧化氢在不同条件下 的分解 ①实验原理:新鲜的肝脏中含有较多的 过氧化氢酶　 ꎬ Ｈ２Ｏ２ 水浴加热 / Ｆｅ３ ＋ / 过氧化氢酶 → Ｈ２Ｏ ＋ Ｏ２ꎮ ②实验过程和现象 试管 编号 １ ２ ３ ４ 相同处理 向 ４ 支试管中分别加入 ２ ｍＬ３％的 Ｈ２Ｏ２ 溶液 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 075 {#{QQABYYAEogCoABAAAAhCUwHiCEIQkBECAIoGQBAMIAABQRNABAA=}#} 不同 处理 不 处 理 放在 ９０ ℃ 左右的水 浴中加热 滴入 ２ 滴 Ｆｅ Ｃｌ３ 溶 液ꎬ立即将 点燃的卫 生香放在 试管内液 面的上方 滴 入 ２ 滴　 肝脏 研 磨 液ꎬ 立即将点 燃的卫生 香放在试 管内液面 的上方 现 象 气泡 基本 无 少　 较多 　 很多　 点燃 的卫 生香 — — 　 　 复燃 但不明显　 　 　 复 燃明显　 　 　 ③实验结论 Ⅰ. 加热、ＦｅＣｌ３ 和过氧化氢酶都可以 加快　 反应速率ꎮ Ⅱ. 与无机催化剂 ＦｅＣｌ３ 相比ꎬ过氧化氢酶 的催化效率 更高　 ꎮ (２) 科学方法———控制变量和设计对照 实验 ①实验中的变量 项目 含义 上述实验中实例 自变量 实验中 人为控制的对 实验对象进行处理　 的 因素 不同条件的处理 (加热、 ＦｅＣｌ３ 溶 液　 　 　 和 肝脏 研磨液　 ) 因变量 因 自变量　 改变而变 化的变量 　 　 　 　 　 过氧 化氢分解速率　 无关 变量 除自变量外ꎬ实验过程 中对 实验结果　 造成 影响的可变因素 溶液的体积、肝脏 研磨液的新鲜程 度、反应时间等 　 　 ②对照实验 Ⅰ. 概念:除作为 自变量　 的因素外ꎬ其余 因素(无关变量)都 保持一致　 ꎬ并将结果进行 比较的实验ꎮ Ⅱ. 基本要求:设置 对照组和实验组　 ꎮ 对 照组是指未经实验因素处理的、实验结果已知 的组别(也叫常态组)ꎬ实验组是指经实验因素 处理的ꎬ人为改变条件的、实验结果未知的 组别ꎮ 例如:上述实验中 １ 号试管在实验中的作 用就是对照(空白对照)ꎬ２ 号、３ 号和 ４ 号试管 是实验组ꎮ Ⅲ. 实验的原则:单一变量原则ꎬ即除了作 为 自变量　 的因素不同外ꎬ实验组和对照组的 其余因素(无关变量)都 相同　 且适宜ꎮ ４. 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ꎮ (２)酶作用机理(实质): 降低反应的活化 能　 ꎬ同无机催化剂相比ꎬ酶 降低活化能　 的作 用更显著ꎬ因而催化效率更高ꎮ (３)酶降低化学反应活化能的图解 ①曲线Ⅱ: 无催化剂催化的　 反应曲线ꎮ ②曲线Ⅰ: 有酶催化的　 反应曲线ꎮ ③ＡＣ 段:在无催化剂的条件下ꎬ反应所需 要的活化能ꎮ ④ＡＢ 段:酶 降低的活化能　 ꎮ ⑤若将酶催化改为无机催化剂催化该反 应ꎬ则 Ｂ 点在纵坐标上将向 上　 移动ꎮ (４)酶作用的意义:由于酶的催化作用ꎬ细 胞代谢才能在较温和条件下快速有序地进行ꎮ 活 学 巧 练 　 　 １. 细胞代谢只能产生对细胞有用的物质ꎮ ( × ) ２. 加热、无机催化剂和酶都能降低化学反 应的活化能ꎮ ( × ) ３. 无关变量是对实验没有影响的变量ꎮ ( × ) ４. 酶通