第5章 第1节 第1课时 酶的作用和本质-【导与练】2023-2024学年高中生物必修1分子与细胞同步全程学习全书word（新教材，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 学习目标 素养定位 1.说出酶在细胞代谢中的作用。 2.举例说明酶的本质。 3.设计、分析过氧化氢在不同条件下的分解实验,学习对照实验的设计和分析方法 1.运用模型分析法,解释酶发挥作用的机理。(科学思维) 2.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,学会控制变量和设置对照实验,分析实验结果得出结论。(科学探究) 3.通过阅读酶的本质的探索历程,加深对酶的本质的理解。(科学思维) 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 试剂 处理 现象 1 2 mL H2O2 溶液 常温 几乎无气泡产生 2 2 mL H2O2 溶液 90 ℃水浴加热 产生较少气泡 3 2 mL H2O2 溶液 滴入质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴 产生较多气泡 4 2 mL H2O2 溶液 滴入质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液2滴 产生大量气泡 (3)实验结论。 酶具有催化作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (4)变量控制。 ①自变量:人为控制的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、加FeCl3溶液和加肝脏研磨液。 ②因变量:因自变量改变而变化的变量。如本实验中H2O2分解速率。 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。如本实验中肝脏的新鲜程度等。 (5)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叫作对照实验。 对照实验一般要设置对照组和实验组。 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)作用机制:降低化学反应的活化能。且与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。 二、酶的本质 1.酶本质的探索历程 2.酶的本质 绝大多数酶的本质是蛋白质,少数酶的本质是RNA。 3.酶的概念 活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。 判断正误 (1)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,过氧化氢的浓度和用量为无关变量,不会影响实验结果。(　×　) 提示:无关变量也会影响实验结果。 (2)质量分数为3.5%的FeCl3溶液催化过氧化氢分解的速率慢是因为其为过氧化氢的分解提供的能量更少。(　×　) 提示:FeCl3为无机催化剂,其催化过氧化氢分解的速率慢是因为其降低化学反应所需的活化能较少。 (3)所有的酶都含有C、H、O、N四种元素,是由单体组成的生物大分子。(　√　) (4)活细胞产生酶的场所都是细胞质中的核糖体。(　×　) 提示:绝大多数酶为蛋白质,在核糖体上合成;少数酶为RNA,其合成与核糖体无关。 (5)毕希纳从细胞质获得了含有酶的提取液,并对酶的化学本质进行了鉴定。(　×　) 提示:毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶,但未证明其化学本质。 探究一　酶在细胞代谢中的作用 1.结合比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,思考下列问题。 (1)实验时,选用新鲜的肝脏作为实验材料的原因是什么? 提示:新鲜的肝脏内过氧化氢酶的数量多、活性高。 (2)在实验中,为什么将肝脏研磨成溶液? 提示:使过氧化氢酶释放出来,释放出的过氧化氢酶与试管内过氧化氢分子充分接触、加速过氧化氢的分解。 (3)与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么? 提示:2号试管放出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。 (4)根据对照实验结果,如何说明酶具有催化作用,且催化作用具有高效性? 提示:1、4号试管对照⇒酶具有催化作用。 1、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。 2.酶可以降低化学反应的活化能,对细胞代谢起着非常重要的作用。如图表示酶的作用机理,其中E表示反应所需活化能。回答下列问题。 (5)图中E1、E2所表示的含义是什么? 提示:E1表示酶所降低的化学反应的活化能,E2表示酶促反应过程中所需的活化能。 (6)若将酶换为无机催化剂,则E2数值如何变化? 提示:增大。 (7)采用加热的方法能否使E的数值变小?为什么? 提示:不能,加热能为反应提供能量,但不能降低化学反应的活化能。 有关酶知识的两点易错 (1)误认为酶可以提供能量。酶和无机催化剂只降低反应所需的活化能,不为反应提供能量。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。 (