第5章 第1节 第1课时 酶的作用和本质（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一生物必修第一册同步学案（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 素养要求 1.概述酶的作用和本质。 2.有关酶实验的分析。 1.生命观念：认同细胞代谢离不开酶。 2.科学探究：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 (1)场所：细胞中。 (2)实质：各种化学反应的总称。 (3)意义：细胞生命活动的基础。 2．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：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。 ②实验过程和现象 试管编号 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液/mL 实验处理 H2O2分解速率(气泡多少) 点燃的卫生香检测 1 2 不处理 基本无气泡产生 － 2 2 90 ℃左右的水浴加热 很少 － 续表 试管编号 新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液/mL 实验处理 H2O2分解速率(气泡多少) 点燃的卫生香检测 3 2 滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴 较多 发亮 4 2 滴加质量分数为20%的肝脏研磨液2滴 很多 复燃 ③实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。 (2)控制实验的变量及设置对照实验 2号试管 3号试管 4号试管 自变量 90 ℃水浴加热 加入质量分数为3.5%的FeCl3溶液 加入质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液 因变量 H2O2分解速率 无关 变量 加入H2O2的量、实验室温度、肝脏研磨液的新鲜程度及用量、FeCl3溶液的用量等 3.酶的作用机理 (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)作用机理：酶能降低化学反应的活化能。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。 【正误判断】 　(1)细胞代谢不需要酶的作用(　　) (2)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(　　) (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(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)× 【深化探究】 　(1)为什么新鲜的肝脏需“制成研磨液”后再加入4号试管。 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：整块的肝脏中的过氧化氢酶不能与过氧化氢充分接触，而肝脏研磨液能增大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。 (2)对照分析实验中的4支试管，总结实验结论。 a．1号与2号、3号、4号对照，结论： _______________________________________ ________________________________________________________________________。 b．3号与4号对照，结论： _________________________________________________。 答案：加热、加入FeCl3和加入过氧化氢酶都能促进过氧化氢分解　酶比无机催化剂催化效率更高 二、酶的本质 1．酶本质的探索历程 (1)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。 (2)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的物质。 (3)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。 (4)1926年，美国科学家萨姆纳第一个提取出脲酶，并证明了脲酶是蛋白质，其作用是催化尿素分解。 (5)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。 2．酶的本质 绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。 【正误判断】 　(1)毕希纳获得了含有酶的提取液，并直接对酶进行了鉴定(　　) (2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(　　) 答案：(1)×　(2)× 【深化探究】 　验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，写出合理实验方案。 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案： 组别 待测液 检验试剂 预期现象 结论 实验组 唾液 双缩脲试剂 出现紫色 唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质 对照组 已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色 【学习小结】 　 1．取四支试管编号为1、2、3、4，向各支试管中分别加入2 mL过氧化氢溶液，其中1号试管不作任何处理，2号试管进行90 ℃水浴加热，3号试管滴入2滴FeCl3溶液，向4号试管滴加2滴肝脏研磨液。则下列叙述中不正确的是(　　) A．加热为过氧化氢分解提供了活化能 B．4号试管说明酶降低活化能的作用更显著 C．3、4号试管都有酶参加催化作用 D．四支试管相比，4号试管内的反应最剧烈 C　加热为过氧化氢分解提供了活化能，使过氧化氢从常态转变为容易分解的活跃状态，A正确；3号与4号试管相比，4号试管反应更强烈，产生了更多的气泡，说明酶与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，B正确；3、4号试管参加催化作用的分别是无机催化剂和酶，C错误；由于酶具有高效性，所以四支试管相比，4号试管内的反应最剧烈，D正确。 2．如图所示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，下列叙述正确的是(　　) A．加FeCl3溶液的试管产生的气泡最多 B．肝脏研磨液使过氧化氢分解最快，是因为其浓度高于3.5%的FeCl3溶液 C．如果将四支试管都放在90℃水浴中，加肝脏研磨液的试管反应速率仍为最快 D．该实验的1号试管常温处理，是作为对照组，排除无关变量的干扰 D　试管中产生的气泡量与过氧化氢(反应底物)的量有关，各试管内加入了等量的过氧化氢，因此各试管内产生的气泡一样多(产生气泡的速度不同)，因为酶具有高效性，单位时间内产生气泡最多的是加入肝脏研磨液的一组，A错误；肝脏研磨液使过氧化氢分解最快，是因为肝脏研磨液中的酶具有高效性，肝脏研磨液中酶的浓度不一定高于3.5%的FeCl3溶液的浓度，B错误；如果将四支试管都放在90℃水浴中，肝脏研磨液中的酶会因高温变性失活，失去催化作用，此时四支试管中加入加FeCl3溶液的试管反应速率最快，C错误；该实验中的1号试管常温处理就是作为对照组，对照组的作用是排除无关变量对实验的干扰，D正确。 3．下列关于活化能的叙述，不正确的是(　　) A．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 B．酶、无机催化剂、加热都可以降低化学反应的活化能，加快化学反应速率 C．在一定的温度范围内，酶降低化学反应的活化能的效率随着温度的升高而不断提高 D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著 B　活化能是指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，A正确；加热可以给化学反应提供能量，但不可以降低化学反应的活化能，B错误；在小于最适温度时，酶降低化学反应的活化能的效率随着温度的升高而不断提高，C正确；同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著，D正确。 4．在下列图中，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。下列图示中正确的是(　　) C　酶降低了反应的活化能，其降低值即为两个波峰的差值。 5．成书于1716年的《康熙字典》收录了酶字，对“酶”的解释为“酒母也”；酶本质的发现经历了几代人的努力。下列有关酶本质的探索发现过程的叙述，错误的是(　　) A．巴斯德和李比希关于“糖类是怎么变成酒精的”观点都有其局限性 B．萨姆纳从刀豆种子中提取出纯酶，并进一步证明了少数酶不是蛋白质 C．毕希纳将从酵母菌细胞中提取到的、能将糖液变成酒的物质称为酿酶 D．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能 B　巴斯德认为只有活细胞才能参与发酵过程，忽视了物质的作用，德国化学家李比希认为参与发酵的是酵母细胞中的某些物质其作用，而但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，显然二者的观点具有局限性，A正确；酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶，又用多种方法证明了脲酶是蛋白质，没有证明了少数酶不是蛋白质，B错误；德国化学家毕希纳证明活细胞中的某些物质也可引起发酵，并把能将糖液转变成酒的物质称为酿酶，C正确；20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，D正确。 6．核酶是具有催化功能的小分子RNA，可剪切特异的RNA序列，而RNA酶是可催化RNA水解的一种蛋白质。下列相关叙述正确的是(　　) A．组成核酶的基本单位是脱氧核糖核苷酸 B．核酶可以为RNA剪切提供所需的活化能 C．核酶失去活性后可以被RNA酶水解 D．核酶和RNA酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应 C　核酶是一种小分子RNA，组成核酶的基本单位是核糖核苷酸，A错误；核酶作为生物催化剂，能降低化学反应的活化能，但不能为化学反应提供能量，B错误；RNA酶能水解RNA，核酶失去活性后可以被RNA酶水解，C正确；核酶的化学本质是RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。 7．下表是有关H2O2的系列实验，请回答有关问题： 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 氯化铁溶液 室温 X2 3 H2O2 土豆浸出液 室温 X3 (1)序号3的实验现象是________。 (2)序号3的土豆浸出液中含有的对此实验起作用的物质是________，土豆浸出液能否重复使用？________ (填“能”或“不能”)。 (3)若表中X表示的是收集100 mL气体所需的时间，你预测X1、X2、X3的大小关系是________。 解析：(1)序号3中加入的土豆浸出液中含有过氧化氢酶，实验现象是产生大量气泡。(2)土豆浸出液中起作用的物质为过氧化氢酶，由于酶在反应前后“质”和“量”都不发生改变，所以可以重复利用。(3)因为氧气的释放速率是3>2>1，所以收集100 mL气体所需时间X1>X2>X3。 答案：(1)产生大量气泡　(2)过氧化氢酶　能　(3)X1>X2>X3 学科网（北京）股份有限公司 $$