5.第1节 第1课时 酶的作用和本质-(配套教参)【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物必修第一册(人教版)
2025-12-30
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第1节 降低化学反应活化能的酶 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.04 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55705007.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“酶的作用和本质”核心知识点,从细胞代谢基础切入,通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,引导学生理解酶的催化作用及高效性,进而结合活化能模型阐释作用机理,同时渗透控制变量与对照实验的科学方法,最终过渡到酶本质的探索与概念构建,形成“实验现象→原理分析→本质理解”的完整学习支架。
资料以科学探究为主线,设计多层次探究活动,如分析肝脏研磨液处理的原因、变量控制的实验设计,培养科学思维;通过活化能曲线图建模,直观呈现酶降低活化能的机理,深化生命观念中的结构与功能观。课中助力教师引导学生动手实践与逻辑推理,课后借助判断题、实验设计题等,帮助学生巩固知识、查漏补缺,实现知识建构与能力提升的统一。
内容正文:
第1课时 酶的作用和本质
学习目标
1.通过材料分析认识酶的本质,并通过模型与建模的方法,说明酶的作用机理。
2.通过比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,分析结果得出结论,并学会控制实验变量和对照实验的设计。
3.设计实验证明酶的作用并探究酶的化学本质。
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)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
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
实验步骤
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
现象
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,与无机催化剂相比,酶催化效率更 高 。
3.控制变量和设计对照实验(教材P78“科学方法”)
(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。
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。
(2)原理:同无机催化剂相比,酶降低 活化能 的作用更显著。
(3)意义:使细胞代谢能在 温和 条件下快速有序地进行。
【微思考】 加热和无机催化剂都可降低化学反应的活化能吗?
提示:加热可提供化学反应所需的能量,提高反应速率;无机催化剂可降低化学反应的活化能。
(1)酶能够降低化学反应的活化能,使化学反应顺利进行。 (√)
(2)酶能催化H2O2分解,是因为酶使H2O2得到了能量。 (×)
提示:酶不能提供能量。
(3)酶在生物体内有催化和调节作用。(×)
提示:酶在生物体内有催化作用,没有调节作用。
(4)无关变量是与实验结果无关的变量。 (×)
提示:无关变量是指与研究目的无关,却影响实验结果的变量。
(5)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。 (√)
探究一|分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验过程和结果
1.实验材料的选择及处理
(1)实验中使用的肝脏为什么必须是“新鲜”的?
提示:新鲜的肝细胞中过氧化氢酶的活性较高。
(2)新鲜的肝脏需“制成研磨液”后再加入4号试管的原因是什么?
提示:研磨可破坏细胞结构,使细胞内的酶释放出来。研磨液能增大过氧化氢酶与H2O2的接触面积。
2.对实验过程及结果的分析
(1)实验中哪一组为对照组?能否用滴加过肝脏研磨液的滴管来滴加FeCl3溶液?为什么?
提示:第1组为对照组。否,因为滴管中含有过氧化氢酶,会对实验结果产生影响。
(2)该实验中可以利用哪些方法检测H2O2分解速率的大小?
提示:观察气泡产生的速率、点燃的卫生香的复燃程度。
(3)对照分析实验中的4支试管,总结实验结论。
①1号与2号、3号、4号对照,结论: 。
②3号与4号对照,结论: 。
提示:①加热、FeCl3及过氧化氢酶都可以促进H2O2的分解
②过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3
(4)根据教材P78“科学方法”分析该实验中的变量
试管编号
2号试管
3号试管
4号试管
自变量
90 ℃水浴
加热
滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液
滴加质量分数为20%的肝脏研磨液
因变量
气泡产生的速率或点燃的卫生香的复燃程度
无关变量
反应时间、pH、H2O2的量、FeCl3溶液和肝脏研磨液的量等
探究二|分析酶的作用原理
3.如图表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
(1)无催化剂的反应曲线是 ② 。
(2)有酶催化的反应曲线是 ① 。
(3)AC段的含义是 在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能 。
(4)AB段的含义是 酶降低的活化能 。
(5)若将酶催化该反应改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵坐标上将 向上 移动。
1.分析:各条件使H2O2分解速率加快的本质
(1)加热:为反应物分子提供能量使更多分子能够跨越活化能垒,从而加速反应。
(2)Fe3+:降低化学反应的活化能。
(3)酶:更显著地降低化学反应的活化能(作用机理)。
2.酶与无机催化剂的共性
(1)催化机理相同,都是降低化学反应的活化能。
(2)在反应前后数量和性质不发生改变,一段时间内可以重复利用。
(3)都不改变反应的平衡点,只是缩短了到达平衡点的时间。如图所示。
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:C 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;从图中可看出,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;分析曲线可知,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,而不是降低底物分子的能量,D错误。
2.关于比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验,下列叙述正确的是( )
A.实验中所用肝脏研磨液必须是新鲜的,若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少
B.实验中用到的滴管,必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液,这样对实验结果影响较小
C.过氧化氢在温度高的环境中分解速率会比常温时快
D.实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃情况
解析:C 实验中所用肝脏研磨液必须是新鲜的,肝脏研磨液放置时间过长,过氧化氢酶会分解失活,A错误;实验需要严格控制自变量,吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用,B错误;温度较高意味着给过氧化氢的分解提供了能量,过氧化氢在高温条件下分解速率会加快,C正确;试管中产生气泡数目的多少和带火星木条的复燃情况是因变量,D错误。
知识点二 酶的本质
1.关于酶本质的探索
2.酶的概念理解
【微思考】 酶只在细胞内产生和发挥作用吗?
提示:酶只在细胞内产生,条件适宜时,在细胞内外都可发挥作用。
(1)1716年《康熙字典》收录了酶字,并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”的主要成分就是现在所说的酒精。 (×)
提示:“酒母”的主要成分就是现在所说的酵母。
(2)酶的基本组成单位是氨基酸。 (×)
提示:酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
(3)具有分泌功能的细胞才能产生酶。(×)
提示:酶是由活细胞产生的有机物,绝大多数细胞都能产生酶。
(4)脲酶能催化尿素分解成氨和二氧化碳。 (√)
探究一|探究酶本质的实验拓展
1.美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶,并证明了脲酶是蛋白质。请说明验证脲酶是蛋白质的实验思路。
提示:向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂,若都出现紫色反应,则说明脲酶是蛋白质。
2.为了探究酶的化学本质,某同学做了如下实验: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,请思考:甲、乙两种酶的化学本质是否相同?为什么?
提示:不相同。观察曲线图可知:甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的水解,则甲酶的化学本质是RNA;乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶的化学本质为蛋白质。
探究二|归纳总结酶的本质
3.完善有关酶本质的相关内容
化学本质
绝大多数是 蛋白质
少数是 RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
组成元素
C、H、O、N,有的含有S
C、H、O、N、P
合成场所
核糖体
细胞核
(真核生物)
来源
活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)
作用场所
细胞内、细胞外、生物体外
生理功能
催化
作用机理
降低化学反应的活化能
酶的底物
酶促反应的反应物
鉴定酶本质的实验原理和方法
(1)试剂鉴定法:利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计实验方案。
(2)酶解鉴定法
3.下列关于生物体产生的酶的叙述,错误的是( )
A.生物膜为酶提供附着位点,没有生物膜系统的细胞不能合成酶
B.萨姆纳用丙酮提取的脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类,蛋白酶能催化淀粉酶水解
D.酶的化学本质都是有机物,且酶都是生物大分子
解析:A 细胞内的许多化学反应都是在生物膜上进行的,生物膜为酶提供了附着位点,但没有生物膜系统的原核细胞也能合成酶,因为酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数活细胞都能合成酶,A错误;萨姆纳从刀豆种子中用丙酮作溶剂提取出脲酶,脲酶能够将尿素分解成氨和CO2,B正确;淀粉酶的本质是蛋白质,蛋白酶可以催化蛋白质水解,所以蛋白酶能催化淀粉酶水解,C正确;酶的化学本质是有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质和RNA都是生物大分子,D正确。
4.木质素的化学降解需要消耗高热量,而使用酶进行降解则是一个更为环保的过程。自然界中,真菌和细菌能够用它们分泌的木质素降解酶(一种蛋白质)分解木质素。下列有关叙述正确的是( )
A.与化学降解木质素相比,酶降解耗能较多
B.木质素降解酶的合成不一定需要内质网和高尔基体参与
C.酶的合成过程都以氨基酸为原料,同时有水的生成
D.木质素降解酶只能催化化学反应,不能作为化学反应的反应物
解析:B 酶的作用实质是降低了化学反应所需的活化能,故与化学降解木质素相比,酶降解耗能少,A错误;据题干信息可知真菌和细菌能够用它们分泌的木质素降解酶(一种蛋白质)分解木质素,但细菌无内质网和高尔基体,故木质素降解酶的合成不一定需要内质网和高尔基体的参与,B正确;酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,合成RNA的原料是核糖核苷酸,C错误;木质素降解酶作为催化剂能催化化学反应,木质素降解酶(一种蛋白质)也能作为底物被蛋白酶分解,D错误。
课堂小结
1.(2025·黑龙江省海林市朝鲜族中学上学期第二次月考)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,把鸡肝制成研磨液的目的是( )
A.有利于过氧化氢酶的释放
B.保护过氧化氢酶
C.提高过氧化氢酶的活性
D.以上各项都错误
解析:A 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,把鸡肝制成研磨液的目的是:通过研磨,将过氧化氢酶从细胞中释放出来,有利于过氧化氢酶与过氧化氢结合,使反应更充分,A正确,B、C、D错误。
2.(2025·四川省成都市绵实外国语学校高一12月月考)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.酶对细胞代谢起调节作用
B.少数酶是RNA
C.活细胞都能产生酶
D.酶不能脱离生物体起作用
解析:B 酶对细胞代谢起催化作用,A错误;酶多数是蛋白质,少数是RNA,B正确;哺乳动物成熟红细胞没有细胞核、核糖体,不能产生酶,C错误;酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用,D错误。
3.(2024·江苏南通调研)某研究小组欲探究影响过氧化氢分解的因素,做了如下两个实验。相应的实验结果如图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行),请分析回答:
(1)实验1、2中的自变量分别为 催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度 。
(2)实验2结果反映,BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是 酶的数量有限 。
(3)实验1中过氧化氢酶和Fe3+的作用原理是 降低化学反应的活化能 ;通过实验1可以得出什么结论? 酶具有催化作用,且与无机催化剂相比,酶的催化效率更高 。
解析:(1)观察题图可知实验1、2的自变量分别是催化剂的种类(和时间)、过氧化氢的浓度。
(2)实验2曲线中BC段O2产生速率不再增大的原因最可能是酶的数量(浓度)有限。
(3)过氧化氢酶和Fe3+都是催化剂,它们的作用原理相同,都是降低化学反应的活化能,实验1中加过氧化氢酶的反应速率比加Fe3+的快得多,故可以得出结论:酶具有催化作用,且与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
一、概念梳理必记
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。细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2.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。
3.加热使反应物获得了能量,反应速率加快。
4.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。
5.正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
6.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。
二、长句表达必明
1.酶不能增加化学反应中产物的总量。因为酶只是缩短了化学反应达到平衡所需的时间,并不能改变化学反应的平衡点。
2.结合教材P77分析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验,回答有关问题:
(1)2、3、4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,但是酶的催化效率最高。
(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。
知识点一 酶在细胞代谢中的作用
1.(2024·安徽合肥期末)下列关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验变量的描述,错误的是( )
A.温度、催化剂是自变量
B.H2O2分解速率是因变量
C.肝匀浆和氯化铁溶液的体积是自变量
D.H2O2溶液的浓度是无关变量
解析:C 在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,不同条件(温度、催化剂)是自变量;过氧化氢的分解速率是因变量;肝匀浆和氯化铁溶液的体积、H2O2溶液的浓度均是无关变量。综上所述,A、B、D正确,C错误。
2.小型圆底烧瓶内盛有等量的H2O2溶液,分别迅速加入等量的图示中的物质,烧瓶口紧包着一个小气球,使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中,沉入底部的烧瓶最先浮起的是( )
解析:C H2O2被Fe3+或肝脏研磨液中的过氧化氢酶催化分解产生H2O和O2。新鲜的肝脏研磨液在37 ℃条件下催化效率最高,相同时间内产生气体最多,故C项所示实验装置中沉入底部的烧瓶最先浮起来。
3.(2024·江西九江高一检测)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.与组别1相比,组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解
B.组别1与4对照,说明酶可提供反应所需能量
C.将3号和4号装置置于90 ℃水浴中效果更好
D.图示FeCl3只有2滴,反应现象不明显,因此应该再加大其用量
解析:A 在90 ℃水浴加热过程中过氧化氢会分解产生氧气,比组别1中过氧化氢分解速率快,故与组别1相比,组别2的现象说明加热可促进过氧化氢分解,A正确;组别1与4的单一变量是有无酶,组别1与4对照,说明酶具有催化作用,B错误;90 ℃水浴加热过氧化氢会分解产生氧气,干扰实验结果,且4号试管中酶在90 ℃时会失活,所以3号和4号试管不能在90 ℃水浴中加热,C错误;实验中应该遵循单一变量原则,3、4号试管中都应该加2滴,3号试管不能增加FeCl3用量,D错误。
4.(2024·河南新乡高一月考)关于无机催化剂和酶的比较,下列叙述错误的是( )
A.两者都能降低化学反应的活化能
B.反应前后,两者自身结构都会改变
C.在条件适宜的情况下,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高
D.与酶相比,无机催化剂催化的化学反应范围更广
解析:B 无机催化剂和酶都可以降低化学反应的活化能,进而起到催化的作用,A正确;催化剂在反应前后自身的结构没有发生改变,B错误;酶降低活化能的效果更显著,故酶的催化效率更高,C正确;酶的催化作用需要适宜的条件,无机催化剂可以在高温高压下发挥作用,故无机催化剂催化的化学反应范围更广,D正确。
知识点二 酶的本质
5.(链接教材P85“科学·技术·社会”)多酶片为复方制剂,主要用于消化不良,食欲缺乏。其主要成分是胰蛋白酶、胃蛋白酶。这两种酶的化学本质均为( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.核酸
解析:C 多酶片主要成分是胰蛋白酶、胃蛋白酶,这两种酶的化学本质均为蛋白质,C正确,A、B、D错误。
6.(2025·广东省揭阳市第一中学高一阶段考)1982年,美国科学家T.Cech和他的同事在对四膜虫的研究中发现:某RNA分子能使另一种RNA分子分解成较小的片段,而自身并不改变。这种RNA可以被称为( )
A.腐蚀剂 B.催化剂
C.杀菌剂 D.稳定剂
解析:B RNA分子被分解为较小的片段需要相关酶的催化,故某种使RNA分子分解成较小的片段的RNA分子具有酶的催化功能,属于生物催化剂,故选B。
7.下列有关酶的发现过程的叙述,错误的是( )
A.斯帕兰札尼发现了化学消化
B.毕希纳利用丙酮作为溶剂提取了酿酶
C.萨姆纳证明了脲酶是蛋白质
D.切赫和奥尔特曼发现少数酶是RNA
解析:B 斯帕兰札尼将肉块放入小巧的金属笼中,让鹰吞下去,一段时间后笼内的肉块消失了,他推断鹰的胃液中一定含有消化肉块的物质,由此发现了化学消化,A正确;毕希纳将酵母菌细胞研碎,用提取液和葡萄糖反应,得到了酒精,他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶,但没有分离出酿酶,B错误;萨姆纳认为酶是蛋白质,他成功地用丙酮作为溶剂分离了脲酶,并用多种方法证明了脲酶是蛋白质,C正确;美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也有生物催化功能,即少数酶是RNA,D正确。
8.(2025·天津市滨海新区大港实验中学高一阶段检测)下列有关酶的说法正确的是( )
A.酶的合成场所都是核糖体
B.酶作用的原理是降低化学反应的活化能
C.酶只能在细胞内起作用
D.酶与双缩脲试剂反应都能产生紫色
解析:B 酶的化学本质是蛋白质或RNA,若为蛋白质则合成场所是核糖体,若为RNA,合成场所是细胞核,A错误;酶作用的原理是降低化学反应的活化能,从而加快化学反应的速度,B正确;酶可以在细胞内起作用,也可以在细胞外起作用,C错误;若酶是蛋白质,则能与双缩脲试剂反应产生紫色,若酶是RNA,则不能与双缩脲试剂反应产生紫色,D错误。
9.(2025·广东省惠州市第一中学高一12月月考)多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物,如图是多酶片的结构模式图。下列相关叙述正确的是( )
A.胃蛋白酶和胰蛋白酶均能够水解蛋白质,其酶促反应速率最大时的P相等
B.胰淀粉酶催化淀粉水解的实质是提供化学反应所需的活化能
C.对于吞咽药片困难的患者,多酶片可碾碎后服用,不影响其功效
D.肠溶衣在酸性条件下不易被溶解,可以保护胰蛋白酶等的活性
解析:D P为酶的最适pH,胃蛋白酶和胰蛋白酶均能够水解蛋白质,胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,胰蛋白酶的最适pH为7.0左右,因此两种酶的酶促反应速率最大时的P不相等,胰蛋白酶的P更大,A错误;胰淀粉酶催化淀粉水解的实质是降低化学反应所需活化能,B错误;酶作用条件较温和,胰酶(胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶)的最适pH为7.0左右,胃液的pH为1.5左右,多酶片碾碎后,胃液的酸性环境会使胰酶变性失活导致功效丧失,因此多酶片不可以碾碎后服用,C错误;由图可知,肠溶衣不溶于胃液,肠溶衣在酸性条件下不易被溶解,可防止胰酶在胃中的酸性环境下变性失活,可以保护胰蛋白酶等的活性,D正确。
10.(2024·河南省周口市鹿邑县二中高一12月月考)如图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与时的能量变化,相关叙述错误的是( )
A.此反应为吸能反应
B.曲线Ⅱ表示有酶参与时的能量变化
C.E2为反应前后能量的变化
D.酶参与反应时,其降低的活化能为E4
解析:C 生成物乙的能量比反应物甲的能量高,因此反应为吸能反应,A正确;曲线Ⅱ进行反应所需的能量比Ⅰ更低,表示有酶催化条件下的能量变化,B正确;反应前后能量的变化应为E3,C错误;酶参与反应时,其降低的活化能应为曲线Ⅰ、Ⅱ能量峰值之差,为E4,D正确。
11.(2024·山东淄博实验中学高一上期中)1857年,法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,若没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。下列与该争执相关的叙述中不正确的是( )
A.因为巴斯德显微镜下观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程,所以其观点是对的
B.李比希的观点只是一种推测,缺乏观察或实验证据的支持
C.在葡萄糖溶液中加入不含酵母菌细胞的酵母菌细胞提取液,观察酒精产生与否,是结束该争执的有力实验证据
D.德国化学家毕希纳提取出了酵母菌细胞中引起发酵的物质,并称之为酿酶
解析:A 巴斯德认为酵母菌发酵产生酒精需要活细胞的参与,而李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,这些物质是酵母菌细胞死亡并裂解后释放的,巴斯德通过显微镜观察到了酵母菌发酵产生酒精的过程,但不能排除酵母细胞是否裂解,因此,无法判断其观点是否正确,A错误;李比希认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,这些物质是酵母菌细胞死亡并裂解后释放的,由于李比希没有将酵母细胞裂解,使用不含酵母菌的提取液去做酒精发酵试验,缺乏观察或实验证据的支持,李比希的观点只是一种推测,无法判断其观点是否正确,B正确;在葡萄糖溶液中加入不含酵母菌细胞的酵母菌细胞提取液(不含活细胞),观察酒精产生与否,若产生了酒精,说明酒精发酵不需要活细胞即酵母细胞的参与。若没有酒精产生,说明酒精发酵需要活细胞即酵母细胞的参与,因此该实验是结束两人争执的有力实验证据,C正确;毕希纳的实验结果与糖液中含有活酵母菌细胞是一样的,他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶,D正确。
12.(2024·湖北沙市中学高一月考)细胞在代谢过程中会产生过氧化氢,它对细胞有毒害作用,但细胞内有过氧化氢酶能将过氧化氢分解成无毒物质。据此回答下列问题:
(1)过氧化氢酶促进过氧化氢分解的作用机理是: 过氧化氢酶能降低过氧化氢分解的活化能 。
(2)“生物体内绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA”。某同学为验证过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA,根据实验室提供的以下材料进行实验,请帮他补充完整:
实验材料和试剂:新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、蛋白酶、RNA水解酶。试管、量筒、滴管、试管架、试管夹等。
实验步骤:
①取适量过氧化氢酶溶液均分为两份,一份用适量蛋白酶处理,另一份用 等量RNA水解酶 处理,备用;
②取三支试管,分别编号为A、B、C,分别加入 等量新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液 ;
③向A试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液,B试管的处理是 加入等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液 ;C试管的处理是 加入等量的用RNA水解酶处理过的过氧化氢酶溶液 。
④观察三支试管中气泡产生的速率。
预期实验结果: A、C试管中气泡产生速率快,B试管中气泡产生速率慢或无气泡 。
实验结论: 过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA 。
解析:(1)酶具有催化作用的机理是降低化学反应的活化能,故过氧化氢酶能促进过氧化氢分解的作用机理是:过氧化氢酶能降低过氧化氢分解的活化能。
(2)为了验证过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA,可采用酶解法分别分解蛋白质和RNA,看分解后是否还能起催化作用,若分解后不起作用,可证明过氧化氢酶就是被相应的酶分解了,根据实验的单一变量原则和等量原则,设计实验如下:①取适量过氧化氢酶溶液均分为两份,一份用适量蛋白酶处理,另一份用等量RNA水解酶处理,备用;②取三支试管,分别编号为A、B、C,分别加入等量的新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液;③向A试管中滴加两滴过氧化氢酶溶液,向B试管加入等量的用蛋白酶处理过的过氧化氢酶溶液,向C试管加入等量的用RNA水解酶处理的过氧化氢酶溶液;④观察三支试管中气泡产生的速率。预期实验结果为A、C试管中气泡产生速率快,B试管中产生气泡速率慢或无气泡,可说明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质而不是RNA。
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