高中生物第五章细胞的能量供应和利用第1节第1课时酶的作用和本质学案新人教版.docx

第1课时酶的作用和本质学习目标1.说出细胞代谢离不开酶的原因。2.概述酶的作用和本质。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(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酶在代谢中的作用(1)实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理：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。实验过程和现象试管编号新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液实验处理H2O2分解速率(气泡多少)点燃的卫生香检测12 mL不处理基本无气泡产生22 mL90 水浴加热很少32 mL滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴较多发亮42 mL滴加质量分数为20%的肝脏研磨液2滴很多复燃实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。特别提醒实验中应注意的问题肝脏必须是新鲜的，过氧化氢酶是一种蛋白质，不新鲜的肝脏，酶的活性较低。肝脏要磨碎，充分研磨有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来并与过氧化氢充分接触。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。(2)实验中变量的控制变量：在实验过程中可以变化的因素。自变量：实验过程中可以人为改变的变量，如上述实验中FeCl3溶液、肝脏研磨液。因变量：随着自变量的变化而变化的变量。如上述实验中H2O2分解速率。无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。如试剂的用量、实验室温度等。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。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(3)作用机理图解解读：图中曲线1是指在无催化剂的条件下反应所需要的活化能，图中曲线2是有催化剂的条件下反应所需要的活化能，图中C的含义是酶降低的活化能。例1关于下图所示实验的叙述中，错误的是()A甲装置是实验组，乙装置是对照组BH2O2溶液的浓度属于无关变量C乙试管产生气泡的速率比甲试管快D两支试管中H2O2溶液的体积应相同答案A解析本题考查的是探究过氧化氢酶生理作用的相关实验。用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。思维启迪控制变量的两种思维方法例2下列各图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。其中正确的图解是()答案C解析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。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。二、酶的本质1酶的探索历程(1)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。(2)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母细胞死亡并裂解后释放出来的物质。(3)毕希纳把从酵母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，其作用是分解尿素。(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，少数的酶是RNA。归纳总结酶的概念及对概念的理解化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA基本单位氨基酸核糖核苷酸来源一般来说，活细胞中均能产生合成场所核糖体细胞核(真核生物)生理功能催化作用(改变生化反应速率)作用机理降低化学反应的活化能作用场所细胞内、外或生物体外均可例320世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶是由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()ARNA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答案A解析由题意可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2的浓度的前提下，RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明该酶中的RNA具有催化作用。例4下列有关酶的叙述正确的是()酶是具有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的是体内转化而来酶是由活细胞产生的绝大多数酶的化学本质是蛋白质有的酶是蛋白质，有的是固醇酶在代谢中有多种功能酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用A BC D答案C解析酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质类物质，少数酶为RNA；酶只有催化作用，在个体发育中起调控作用的是激素。1下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。(1)酶是具有催化作用的化合物()(2)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()(3)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率()(5)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外()(6)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2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解析酶和无机催化剂均能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效果更显著；水浴加热可以给化学反应提供能量，但不能降低化学反应的活化能。3下列有关酶的叙述，不正确的是()A酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸B酶是生物催化剂C酶能降低化学反应的活化能D产生酶的细胞均有分泌功能答案D解析产生酶的细胞不一定具有分泌功能。4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酿酶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解析葡萄糖变成酒的过程中有气泡生成，发生了化学变化；催化该化学变化进行的是酵母细胞内产生的酿酶；研磨有利于酿酶的释放；毕希纳所做的实验，不能证明酶的化学本质是蛋白质。5在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如下表所示。请回答下列问题：试管组别实验处理加入体积分数为3%的H2O2(mL)温度加入试剂试管12常温/试管2290 /试管32常温2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液试管42常温2滴质量分数为20%的肝脏研磨液(1)在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？_。(2)若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的试管组合是_。(3)若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是_。(4)除了上述的对照实验，请再找出一组对照实验，并指出该组对照实验说明的问题。_。答案(1)温度、催化剂(2)试管3和试管4(3)加热能使H2O2分子得到能量，促进H2O2分解(4)试管1和试管3，说明FeCl3能催化H2O2的分解；试管1和试管4，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化H2O2的分解；试管1、试管3和试管4，说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化H2O2的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3(答出任意一条即可)解析(1)从表格信息可以看出，本实验研究了温度和催化剂对H2O2分解速率的影响。(2)依据单一变量原则，试管3和试管4实验处理的温度条件相同，仅是催化剂种类不同。(3)试管1和试管2研究的是不同温度条件下H2O2的分解速率，说明加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分解。(4)只要符合单一变量原则即可，故可以选用试管1和试管3、试管1和试管4以及试管1、试管3和试管4等进行分析。对点训练题组一酶在代谢中的作用1酶的作用原理是()A降低化学反应的活化能B增加反应物之间的接触面积C降低反应物之间的接触面积D提供使反应开始所必需的活化能答案A解析酶能降低化学反应的活化能，从而加快化学反应的速率。2下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是()A利用果胶酶提高水果的出汁率B滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解C滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率D利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率答案D解析利用果胶酶提高水果出汁率的机理是果胶酶可催化植物细胞壁中的果胶水解，从而使果汁更易榨出；肝脏研磨液中含过氧化氢酶，可催化过氧化氢水解；FeCl3可作为无机催化剂降低化学反应的活化能，从而提高过氧化氢的分解速率，故A、B、C项错误，利用水浴加热提高过氧化氢的分解速率是利用温度升高，以提供能量达到活化态的原理来加快过氧化氢的分解，D项正确。3下图表示某物质在酶、无机催化剂、无催化剂时由常态转变为活跃状态时所需的活化能(分别为a、b、c)，此图不能得到的结论是()A无机催化剂能降低化学反应的活化能B酶能降低化学反应的活化能C无机催化剂降低的活化能为baD酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著答案C解析据图可看出，酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，酶降低的活化能为ca，无机催化剂降低的活化能为cb，酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著。4如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是()A曲线a B曲线bC曲线c D曲线d答案C解析从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡点；曲线c表示酶使反应达到平衡点的时间缩短(即反应速率提高)，但不改变反应的平衡点。题组二H2O2在不同条件下的分解实验5在实验中需要控制各种变量，其中人为改变的变量是()A因变量 B自变量C无关变量 D控制变量答案B解析在实验中，需要控制相应的一些变量，以免影响实验结果。其中，人为改变的变量称为自变量；随着自变量的变化而变化的变量称为因变量；除自变量外，对实验结果造成影响的一些可变因素称为无关变量。6在过氧化氢酶和Fe3的催化效率比较实验中，把肝脏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以上说法都不对答案A解析研磨可破坏肝细胞，使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，以增大与反应物的接触面积。7在“比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率”实验中，滴入过氧化氢酶的试管内，气泡产生的情况和卫生香燃烧的情况分别是()A产生气泡的速率快、燃烧不猛烈B产生气泡的速率快、燃烧猛烈C产生气泡的速率慢、燃烧不猛烈D产生气泡的速率慢、燃烧猛烈答案B解析过氧化氢酶比Fe3的催化效率高，滴入过氧化氢酶的试管内，产生气泡的速率快，卫生香燃烧猛烈。8下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”，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C1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答案C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；对于1号和2号对照实验，温度是自变量，酶的用量是无关变量；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；2号在高温下出现气泡的原因是加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态。题组三酶的本质9下列有关酶的叙述，不正确的是()A所有酶都含有C、H、O、N四种元素，是由单体组成的生物大分子B有些酶和相应的化学试剂作用呈现紫色反应C活细胞产生酶的场所都是细胞质中的核糖体D催化反应前后酶的性质和数量不变答案C解析绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。蛋白质和RNA都含有C、H、O、N四种元素，分别是由氨基酸、核苷酸组成的生物大分子；蛋白质类的酶和双缩脲试剂作用呈现紫色反应；活细胞产生蛋白质类酶的场所都是核糖体，但是RNA类酶是在细胞核中产生的；酶是生物催化剂，催化反应前后酶的性质和数量不变。10.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。下列分析错误的是()A甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变答案B解析分析题干及图可知，甲酶的化学本质不是蛋白质，有可能是具有催化作用的RNA，乙酶的化学本质为蛋白质。11酶的发现经过了许多科学家的研究，以下科学家及其成果不对应的是()A斯帕兰札尼发现胃存在化学性消化B毕希纳发现促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，而不是细胞本身C李比希认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果D萨姆纳提取脲酶结晶答案C解析认为酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果的是巴斯德，李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。12下列有关酶的叙述，正确的是()A酶是具有催化作用的蛋白质，都在核糖体上合成B只有具有分泌功能的活细胞才能产生酶C酶只能在细胞内发挥其催化作用D酶可被水解为氨基酸或核糖核苷酸答案D解析酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA，所以其水解产物是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误，D项正确；除哺乳动物成熟的红细胞外，所有的活细胞都能产生酶，B项错误；酶可以在细胞内或细胞外发挥作用，C项错误。综合强化13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。如图为酶的作用模型，请据图回答下列问题：(1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能_；有酶催化时，发生化学反应需要的活化能_；a指_。因此，酶催化作用的本质是_。(2)酶的化学本质是_，酶起作用的部位是_。答案(1)高低酶所降低的活化能降低化学反应的活化能(2)蛋白质或RNA细胞内或细胞外解析酶能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。14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X1H2O2无室温几乎无气泡X12H2O