第1节 第1课时 酶的作用和本质(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版 单选）

第5章　细胞的能量供应和利用 　　▶导语:细胞是最基本的生命系统,具有开放性,能不断地与环境进行物质交换。同时,细胞作为一个高度有序的系统,需要不断地获得能量才能维持有序性。酶是细胞能量供应和利用不可或缺的生物催化剂,细胞内直接供能的物质是ATP,两者为细胞代谢提供条件和物质。细胞呼吸消耗的物质,最终来自光合作用产生的有机物,细胞所利用的能量,其源头是太阳能。由此,光合作用与细胞的能量供应和利用有着密切的关系。因此,本章引领学生一起追溯细胞能量的源头,追寻生物圈欣欣向荣的能量源泉。 要点概括 7个重点:①酶的作用、本质和特性。 ②ATP的化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。③有氧呼吸的过程中物质与能量的变化。④探究酵母菌细胞呼吸的方式。⑤叶绿体适于进行光合作用的结构特点。⑥光合作用的原理。⑦影响光合作用强度的环境因素。 4个难点:①酶降低化学反应活化能的原理。②有氧呼吸中物质与能量的变化。③光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。④探究影响光合作用强度的环境因素。 11个考点:①酶的种类、分布、特性与保存。②影响酶促反应速率的因素。③探究酶的专一性。④酶的本质及作用原理。⑤ATP在能量代谢中的作用。⑥有氧呼吸和无氧呼吸的比较。⑦探究酵母菌细胞呼吸的方式。⑧影响细胞呼吸的主要因素。⑨捕获光能的色素。⑩光合作用与细胞呼吸的比较。影响光合作用的因素。 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 [课标内容]　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。 一、酶在细胞代谢中的作用 　 1.细胞代谢 2.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理:过氧化氢在水浴加热、FeCl3 溶液中的Fe3+和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。 (2)实验步骤和实验现象。 步骤和 现象 相同处理 向4支试管中分别加入2 mL 过氧化氢溶液 不同处理 不处理 放在90 ℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 气泡 基本无 少 较多 很多 带火星 卫生香 无复燃 有复燃 复燃性 较强 复燃性很强 (3)实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,催化效率更高。 3.控制变量和对照实验 (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。 (4)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。 (1)酶能催化H2O2分解,是因为酶使H2O2得到了能量。(×) (2)无关变量是与实验结果无关的变量。(×) (3)在一个实验中,因变量的检测指标往往不是唯一的。(√) 探究　结合教材P78“控制变量和设计对照实验”的内容,观察图示,分析该实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组,完成表格。 向4支试管内分别加入2 mL过氧化氢溶液,如图所示。 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 ②号:水浴加热; ③号:加FeCl3溶液; ④号:加肝脏研磨液 过氧化氢分解速率 反应物浓度、反应时间、实验室的温度、FeCl3溶液浓度和肝脏研磨液的新鲜程度等 ①号 试管 ②③④ 号试管 实验结果分析及应注意问题 1.实验过程和实验结果分析。 (1)②③④号三支试管都有气泡放出,但④号试管放出的气泡最多,说明了加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解,提高反应速率,但是酶的催化效率更高。 (2)与①号试管相比,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。 2.肝脏必须是新鲜的,过氧化氢酶是一种蛋白质,不新鲜的肝脏,酶的活性较低。 3.肝脏要磨碎,充分研磨有利于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。 4.滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一个滴管。原因是少量酶混入FeCl3溶液中也会影响实验结果的准确性,导致得出错误的结论。 1.如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。下列相关分析合理的是(　　) A.本实验的因变量是不同的催化剂 B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验 D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 解析　本实验的因变量是气泡的产生速率,即过氧化氢的分解速率,A项错误;温度是自变量,酶的用量是无关变量,B项错误;1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同,可分别构成对照实验,C项正确;加热不能降低反应的活化能,D项错误。 答案　C 2.如图是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的4个组别,下列相关的叙述中,正确的是(　　) A.温度是3号与4号的因变量 B.1号为对照组,其余为实验组 C.1号与4号对照,说明酶具有高效性 D.3号和4号实验可置于90 ℃水浴中进行 解析　据题图可知,3号与4号试管中所加的催化剂不同,即自变量为催化剂的种类,温度为无关变量,A项错误;1号为对照组,其余为特定条件下处理的实验组,B项正确;1号与4号对照,说明酶具有催化作用,C项错误;酶在高温下会变性失活,3号和4号实验不能置于90 ℃水浴中,D项错误。 答案　B 二、酶的作用原理和本质 　 1.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:同无机催化剂相比,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。 2.科学家探索酶本质的过程(连线) 提示　①—f　②—a　③—c　④—d　④—e　⑤—b 3.酶的本质 (1)产生场所:活细胞。 (2)生理作用:催化作用。 (3)化学本质:蛋白质或RNA。 (1)酶的基本组成单位是氨基酸。(×) (2)具有分泌功能的细胞才能产生酶。(×) (3)酶是活细胞产生的,只能在细胞内起催化作用。(×) (4)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸。(×) (5)酶具有催化、调节等多种功能。(×) (6)酶能提高化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。(×) 探究　结合教材P78“图5-1”及下图分析酶的作用原理: (1)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能的是AC段。 (2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。 (3)酶降低的活化能是AB段。 (4)若将酶换为无机催化剂,则B在纵轴上向上移动。 (5)如表所示数据是在20 ℃测得的H2O2分解的活化能,数据说明,酶和无机催化剂相比有什么不同? 条件 无催化剂 催化 FeCl3 催化 过氧化氢 酶催化 活化能/ (kJ·mol-1) 75 54 29 提示　和无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,即催化效率更高。 　　1.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)加催化剂:降低化学反应的活化能。 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.脲酶是一种催化尿素分解成氨和二氧化碳的酶,最早从刀豆中提取并被证明是蛋白质。下列有关脲酶的叙述正确的是 (　　) A.脲酶的作用原理与无机催化剂的不同 B.能催化脲酶水解的酶是蛋白酶 C.在细胞内合成,在细胞外无法发挥作用 D.食用刀豆后,刀豆中的脲酶能催化人体中的尿素水解 解析　脲酶的作用原理与无机催化剂相同,都是降低化学反应所需活化能,A项错误;酶是由活细胞产生的,可以在细胞内,也可以在细胞外发挥作用,C项错误;刀豆中的脲酶属于蛋白质,食用刀豆后,相应的蛋白质会被水解,不能催化人体中的尿素水解,D项错误。 答案　B 2.科学家发现了一种RNaseP酶,它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明(　　) A.某些RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质组成的 C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA 解析　由题可知,除去RNaseP酶中的蛋白质,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明RNA也有催化作用,A项正确;酶的化学本质是蛋白质或RNA,B、C两项错误;题中结果无法说明绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,D项错误。 答案　A 　 1.酶是生物体内很多生化反应的必要条件,下列关于酶的叙述中,正确的是(　　) A.酶的基本单位是氨基酸 B.酶的作用能够使更多的反应物转化为产物 C.酶只能在细胞内起作用 D.食物中的蛋白质在蛋白酶和肽酶的作用下才能消化成氨基酸 解析　蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽,然后在肽酶的作用下水解成氨基酸。 答案　D 2.如图所示,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能,正确的图解是(　　) 　 A B 　 C D 解析　由于酶的作用是降低化学反应的活化能,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,故①比②曲线的峰值要低,且①②曲线峰值的差值表示降低的活化能E,C项正确。 答案　C 3.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶,二者的活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是(　　) A.甲酶可能是具有催化功能的RNA B.乙酶的化学本质为蛋白质 C.甲、乙两种酶的合成场所一定是相同的 D.乙酶的活性无法恢复 解析　甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,甲酶活性不变,说明甲酶不是蛋白质,可能是具有催化功能的RNA,A项正确;乙酶活性降低,说明乙酶可被蛋白酶分解,故乙酶的化学本质为蛋白质,B项正确;RNA主要在细胞核中合成,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,C项错误;乙酶被蛋白酶分解,活性无法恢复,D项正确。 答案　C 4.下表是有关H2O2的系列实验,回答下列问题: 序号 反应物 加入物质 条件 现象 X 1 H2O2 无 室温 几乎无气泡 X1 2 H2O2 氯化铁 室温 X2 3 H2O2 肝脏研磨液 室温 X3 4 H2O2 新鲜唾液 室温 X4 (1)序号3的实验现象是　　　　　　　　。  (2)肝脏研磨液中含有的对此实验起作用的物质是　　　　　。  (3)1号和3号实验中加入的H2O2的浓度及量都相同,这是对实验的　　　　变量的控制,比较1号与3号的实验现象,说明　　　　　　　　　　　　。  (4)2号和3号反应的原理　　　　(填“相同”或“不相同”),2号与3号的对照中,自变量是　　　　　　　,3号比2号产生的气泡多,从活化能的角度分析是由于　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)若表中X表示收集100 mL气体所需的时间,你预测X1、X2、X3、X4的大小关系是　　　　　　。  解析　(1)由于3号试管加入了H2O2和肝脏研磨液(含过氧化氢酶),所以该试管产生大量气泡。(2)肝脏研磨液中含有过氧化氢酶,对此实验起作用的物质是过氧化氢酶。(3)1号和3号实验中加入的H2O2的浓度及量都相同,这是对实验的无关变量的控制,比较1号与3号的实验现象,说明酶具有催化作用。(4)2号和3号反应的原理相同,都是降低反应的活化能。2号与3号的对照中,自变量是催化剂的种类,3号比2号产生的气泡多,从活化能的角度分析是由于酶降低活化能的作用更显著。(5)由于1号试管无催化剂,几乎无气泡产生,4号试管加入的唾液,也不含催化过氧化氢的催化剂,所以几乎无气泡产生;2号试管加入的氯化铁是无机催化剂,不及3号试管内加入过氧化氢酶的效率高,所以产生气泡速率最快的是3号,其次是2号,最慢的是1号和4号,由此得到4支试管收集100 mL氧气的时间为X1=X4>X2>X3。 答案　(1)产生大量气泡　(2)过氧化氢酶　(3)无关　(过氧化氢酶)酶具有催化作用　(4)相同　催化剂的种类　酶降低活化能的作用更显著　(5)X1=X4>X2>X3 学科网（北京）股份有限公司 $$