第5章 第1节 第1课时 酶的作用和本质-【金版教程】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞创新导学案Word（人教版 单选版）

生物学　必修1 RJ(单选版) 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 1.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，说明酶在细胞代谢中的作用及作用原理。2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的，伟大的科学家也会有认识上的局限性。3.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组。 知识点一　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)意义：细胞生命活动的基础。 2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 (2)实验原理：2H2O22H2O＋O2。可通过检测O2产生量判断H2O2分解情况。 (3)材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。 (4)实验过程及结果 实验过程 试管编号 1 2 3 4 H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 条件 不处理 90 ℃左右水浴加热处理 滴入2滴FeCl3溶液　 滴入2滴肝脏研磨液 结果 气泡冒出情况 基本无 少 较多 很多 卫生香复燃情况 — — 复燃不明显 复燃明显 (5)实验结论：①1号和2号试管实验结果对比，说明升高温度能加快过氧化氢分解；②1号和3号试管实验结果对比，说明FeCl3具有催化作用；③1号和4号试管实验结果对比，说明酶具有催化作用；④4号试管与3号试管实验结果对比，说明与无机催化剂Fe3＋相比，过氧化氢酶的催化效率更高。 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)酶的作用原理：酶可以降低化学反应的活化能。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。 知识点二　酶的本质 1．探索过程 2．酶的概念 (1)合成场所：活细胞内。 (2)生理作用：具有催化作用。 (3)化学本质：有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 (课本P78科学方法)控制变量和设计对照实验：自变量是实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素，因变量是因自变量的改变而变化的变量，无关变量是除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。对照实验是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。比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，自变量是__________________，因变量是____________________，无关变量是______________。对照组是________号试管，实验组是________号试管。本实验的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作________对照。 答案：温度、催化剂　过氧化氢分解速率　反应物浓度、反应时间等　1　2、3、4　空白 1.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。(课本P76) 练习1　(1)消化道中食物的消化过程，属于细胞代谢。(×) (2)细胞代谢是生命活动的基础。(√) 2.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称为活化能。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。(课本P78) 练习2　(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。(×) (2)无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能。(×) 3.酶是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。(课本P81) 练习3　(1)酶的基本组成单位是氨基酸。(×) (2)酶是活细胞产生的，只能在细胞内起催化作用。(×) (3)绝大多数酶的化学本质是蛋白质。(√) (4)有的酶是蛋白质，有的是固醇。(×) (5)酶在代谢中有多种功能。(×) (6)酶在新陈代谢和生长发育中起调控作用。(×) (7)酶在化学反应前后种类不变，数量改变。(×) (8)酶是具有分泌功能的细胞产生的。(×) 重难　酶能降低化学反应活化能 要使化学反应开始，反应的分子中的化学键必须被打断，这个过程需要这些分子从周围环境中吸收能量，通常是加热等方法。这部分能量称为活化能(分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量)，因为它使反应物分子活化并引发化学反应。使化学反应加快的一种方法就是将混合物用加热等方法以增加能量的供应。但是，在我们的细胞中，不能选择加热的方法来加速代谢。细胞中用酶，酶催化作用的实质是降低了反应的活化能，因而使得代谢作用能在较低的温度下在较低能量水平下进行，从而加快化学反应。 [例1]　酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能，指底物分子“活化”所需的能量)。下列叙述正确的是(　　) A．表示酶降低的活化能的是Eb－Ec B．没有催化剂，该化学反应就不能发生 C．由图中Ec与Eb比较可知，酶的催化作用更显著 D．酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量 解析：Ea表示不加催化剂时化学反应所需的活化能，Eb表示无机催化剂催化反应所需的活化能，Ec表示酶催化的化学反应所需的活化能，Ea－Ec表示酶降低的活化能，A错误；没有催化剂，所需活化能较多，反应进行速度慢，并不是不能发生，B错误；酶与无机催化剂相比，酶降低活化能更多，催化效率更高，C正确；酶和无机催化剂降低了化学反应的活化能，而不是降低了底物分子的能量，D错误。 答案：C [例2]　下图中，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，正确的图解是(　　) 解析：曲线①对应反应的活化能应小于曲线②，即曲线①顶点应低于曲线②；E表示二者活化能之差即两条曲线顶点纵坐标之差。 答案：C 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 题点 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验分析 过氧化氢在不同条件下的分解 酶和无机催化剂降低化学反应活化能示意图分析 过氧化氢酶作用曲线辨析 活化能的理解 毕希纳实验的结论 酶的作用和本质 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★ 题点 酶的本质 酶的本质分析 酶的本质鉴定方法分析 过氧化氢酶催化过氧化氢分解实验分析 检测蛋白酶作用的实验设计 探究植物细胞中是否含有过氧化氢酶以及过氧化氢酶含量检测实验设计 [基础对点] 知识点一　酶在细胞代谢中的作用 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、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 答案：C 解析：1号试管是对照组，2号、3号和4号试管分别进行的操作是加热、加无机催化剂、加酶，这些处理就是自变量，因此该实验的自变量是温度和催化剂的种类，A错误；除自变量外，实验过程中存在的会影响实验现象或结果的因素或条件称为无关变量，过氧化氢的浓度、溶液体积、反应时间、酶的用量等是无关变量，而温度是自变量之一，B错误；1号与2号对照，可说明加热能促进过氧化氢分解，1号与4号对照，可说明过氧化氢酶能催化过氧化氢分解，C正确；加热能促进过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态，加热使过氧化氢分子得到了能量，不是降低反应的活化能，D错误。 2．某课外兴趣小组用图示实验装置比较过氧化氢在不同条件下的分解。下列有关叙述正确的是(　　) A．两个装置中的过氧化氢溶液要等量且越多越好 B．肝脏研磨液中的过氧化氢酶、FeCl3都可以提高该反应的活化能 C．左边移液管内红色液体上升的速度比右边快，最终液面比右边高 D．需同时挤捏两滴管胶头，让肝脏研磨液和FeCl3溶液同时注入试管中 答案：D 解析：该实验中过氧化氢的量属于无关变量，无关变量要保持相同且适宜，故两个装置中的过氧化氢溶液要等量且适量，不是越多越好，A错误；肝脏研磨液中的过氧化氢酶、FeCl3是催化剂，都可以降低该反应的活化能，B错误；由于过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3，左边移液管内红色液体上升的速度比右边快，由于过氧化氢的量相等，最终产生的氧气一样多，故最终两移液管的液面等高，C错误；需同时挤捏两支滴管的胶头，让肝脏研磨液和FeCl3溶液同时注入试管中，保证催化剂同时起作用，D正确。 3．如图表示酶和无机催化剂降低化学反应活化能的示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A．a表示没有催化剂 B．b、c分别表示有无机催化剂催化和有酶催化 C．据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同 D．d的数值越大，则表示酶的催化活性越低 答案：D 解析：d表示酶降低的活化能，d的数值越大，则表示酶的催化活性越高，D错误。 4．将2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再向a试管中加入2滴新鲜的肝脏研磨液，向b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。下图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度(a试管，b试管)，其中正确表示反应时间和底物浓度关系的是(　　) 答案：C 解析：在肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下，过氧化氢不断分解，底物浓度应呈不断下降的趋势，A、B错误；由于a、b两支试管中起始的底物浓度是一样的，b试管中加入的肝脏研磨液比a试管中多，故b试管中的反应速率比a试管中快，最终底物均会消耗完，C正确，D错误。 5．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．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能 C．酶可以降低化学反应的活化能 D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著 答案：B 知识点二　酶的本质 6．德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是(　　) A．葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化 B．将糖变成酒的物质是汁液中的某些物质 C．研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放 D．该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质 答案：D 7．下列有关酶的作用及本质的说法，不正确的是(　　) A．胃蛋白酶离开胃后仍能发挥作用 B．能够促使唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 C．酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核苷酸 D．酶催化效率高的原因是其降低活化能的作用更显著 答案：C 解析：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，C错误。 8．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分解的一种蛋白质。下列相关叙述正确的是(　　) A．组成核酶的基本单位是核糖核苷酸 B．核酶可以为剪切RNA提供所需的能量 C．核酶失去活性后可以被蛋白酶水解 D．核酶和RNA酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应 答案：A 解析：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正确；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酶能分解RNA，核酶失去活性后可以被RNA酶分解，C错误；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。 9．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明(　　) A．RNaseP酶中RNA发挥生物催化作用 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 答案：A 10.生物体内的各种化学反应，几乎都是由酶催化的，请回答有关问题： (1)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，初步推测A、B两种酶的化学本质________(填“相同”或“不相同”)，判断依据是_____________________ ___________________________________________________________________________。 (2)要鉴定乙酶的化学本质，可将该酶液与________试剂混合。乙酶活性改变的原因是__________________________________________________，其活性________(填“能”或“不能”)恢复。 答案：(1)不相同　甲酶能抵抗蛋白酶的降解，化学本质不是蛋白质而是RNA；乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质 (2)双缩脲　乙酶被降解过程中其分子结构发生改变，从而使其活性改变　不能 [能力提升] 11．图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是(　　) A．若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 B．若增加新鲜土豆片数量，量筒中产生气体的速度加快 C．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量 D．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 答案：D 解析：酶在反应前后不发生改变，可以重复使用，一段时间后气体量不再增加是因为过氧化氢的数量有限，全部被酶分解，D错误。 12．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是(　　) A．实验② B．实验① C．实验①②都能 D．实验①②都不能 答案：A 解析：要验证口腔的分泌液中有蛋白酶，所用的检测试剂不能是双缩脲试剂，因为酶本身是蛋白质，遇双缩脲试剂会发生显色反应，故实验①不能达到实验目的。正确的做法应该像实验②一样用蛋白块，直接用肉眼观察蛋白块是否消失，若消失，则表明口腔的分泌液中有蛋白酶，若蛋白块没有变化，则表明口腔的分泌液中没有蛋白酶。 13．植物细胞内含有过氧化物酶，可将细胞代谢产生的H2O2分解。焦性没食子酸被O2氧化后呈现橙红色；双缩脲试剂与蛋白质可发生紫色反应，并且蛋白质的浓度越高，紫色越深。回答下列问题： (1)为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化物酶，设计了如下实验： 试管编号 1 2 3 1%焦性没食子酸/mL 2 2 2 2%H2O2溶液/mL 2 2 2 缓冲液/mL 2 — — 黄瓜提取液/mL — 2 — 煮沸冷却后的黄瓜提取液/mL — — 2 ①1、2号试管中，________试管是对照组，1、2号试管组成的实验的自变量是________________________。 ②2号试管显橙红色，但并不能据此证明黄瓜细胞中存在过氧化物酶。为了增强实验的说服力，需要增设一组实验，简述实验设计思路：___________________________________________。3号试管不显橙红色，推测其最可能的原因是________________________________________。 (2)白菜细胞内也含过氧化物酶，白菜和黄瓜细胞内过氧化物酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是__________________________________________________________________。 (3)欲设计实验比较黄瓜和白菜细胞内过氧化物酶的含量多少，简述设计思路：________________________________________________________________________________________________________________(假设两种植物提取液中只含过氧化物酶)。 答案：(1)①1号　黄瓜提取液的有无　②把缓冲液换成2 mL过氧化物酶溶液，其他条件与1号试管相同　高温使黄瓜提取液中的过氧化物酶变性失活 (2)组成两种植物过氧化物酶的氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等不同(合理即可) (3)将等量的黄瓜和白菜提取液分别放入两个试管中，加入双缩脲试剂后观察紫色深浅，紫色深(显色反应强)的一组，过氧化物酶含量高 12 学科网（北京）股份有限公司 $