高中生物人教必修一同步輔導(dǎo)與檢測降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（一）

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

1．說明酶在細(xì)胞代謝中的作用、本質(zhì)。2．通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料，認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。3．進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和探究，學(xué)會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設(shè)置對照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)。知識清單酶在細(xì)胞代謝中的作用

1．細(xì)胞代謝(1)場所：________內(nèi)。(2)實(shí)質(zhì)：各種________的總稱。(3)意義：細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。(1)活細(xì)胞(2)化學(xué)反應(yīng)

2．實(shí)驗(yàn)：比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理①H2O2→________。②加熱、FeCl3溶液中的________以及肝臟研磨液中的________均可影響H2O2的分解速率。①H2O＋O2②Fe3＋過氧化氫酶

(2)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象記錄，見下表：試管編號加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液不做處理無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液①_____加熱有氣泡產(chǎn)生32mLH2O2溶液加2滴②____有氣泡產(chǎn)生42mLH2O2溶液2滴肝臟研磨液有③______氣泡產(chǎn)生①90°C②FeCl3③大量(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酶在常溫常壓下，可以高效地完成對化學(xué)反應(yīng)的催化。(4)實(shí)驗(yàn)中變量的控制①自變量：在實(shí)驗(yàn)過程中________的變量。在本實(shí)驗(yàn)中為90°C加熱、________和________等。②因變量：隨________變化而變化的變量。在本實(shí)驗(yàn)中為________。③無關(guān)變量：除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中還存在的一些對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的________，如肝臟的新鮮程度等。④對照原則：在對照實(shí)驗(yàn)中，除了________外，其他變量都應(yīng)當(dāng)________。(4)①人為改變Fe3＋過氧化氫酶②自變量O2的釋放量③因素④自變量保持一致3．酶的作用原理(1)活化能：分子從________轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的________狀態(tài)所需要的能量。(2)原理：同無機(jī)催化劑相比，酶________的作用更顯著，因而催化效率更高。(3)意義：使細(xì)胞代謝能在________條件下快速進(jìn)行。(1)常態(tài)活躍(2)降低活化能(3)溫和綜合拓展1．控制變量與對照實(shí)驗(yàn)(1)控制變量。實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。其中由實(shí)驗(yàn)者所控制的因素或條件(人為改變的變量)稱為自變量；隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。(2)單一變量原則。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵之一是控制無關(guān)變量或減少額外變量。除自變量以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件稱為無關(guān)變量；由無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果稱為額外變量。(3)對照實(shí)驗(yàn)。對照是實(shí)驗(yàn)控制的手段之一，通過設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。通常有以下幾種對照類型：空白對照、自身對照、條件對照、相互對照等。2．比較過氧化氫在不同條件下的分解(如下圖所示)(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及現(xiàn)象分析試管3%的過氧化氫溶液自變量因變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測結(jié)果分析不同的實(shí)驗(yàn)處理方法H2O2分解速率(氣泡多少)12mL無復(fù)燃性H2O2自然分解緩慢22mL90°C水浴加熱很少有復(fù)燃性加熱能促進(jìn)H2O2分解32mL滴加3.5%的FeCl3溶液2滴較多復(fù)燃性較強(qiáng)Fe3＋能催化H2O2分解42mL滴加20%的肝臟研磨液2滴很多復(fù)燃性更強(qiáng)過氧化氫酶有催化H2O2分解的作用，且效率高(2)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)①點(diǎn)燃衛(wèi)生香的時(shí)間一般為實(shí)驗(yàn)(加入試劑)后的2～3分鐘，這一時(shí)間要因溫度和試劑的新鮮程度而定。②本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)用的肝臟要新鮮。肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶就會在腐生細(xì)菌的作用下分解而失去催化作用，過氧化氫就不會被分解。肝臟必須進(jìn)行研磨，以便使過氧化氫酶釋放出來，并增大了過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。③H2O2有腐蝕性，不要使其接觸皮膚。如沾染上，應(yīng)及時(shí)用清水沖洗。④實(shí)驗(yàn)過程中要及時(shí)觀察。過氧化氫經(jīng)過氧化氫酶或Fe3＋催化后分解成水和氧氣，氧氣的多少可通過兩個(gè)途徑觀察：一是觀察產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量的多少；二是用無火焰帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度來鑒定，氧氣多會使無火焰帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃猛烈。衛(wèi)生香應(yīng)放在試管內(nèi)液面的上方，不要插入溶液中，以免衛(wèi)生香因潮濕而熄滅。⑤應(yīng)保持滴管潔凈。因?yàn)槊妇哂懈咝?，少量的酶帶入FeCl3溶液中就會干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，增大實(shí)驗(yàn)誤差。⑥在對照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。3．酶在細(xì)胞代謝中的作用(1)活化能概念：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。(2)酶的作用：是一種生物催化劑，其作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。如圖所示。嘗試應(yīng)用1．比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率實(shí)驗(yàn)中，滴加過氧化氫酶的試管內(nèi)，氣泡產(chǎn)生的情況和衛(wèi)生香燃燒的情況分別是(

)A．產(chǎn)生的氣泡多，燃燒不猛烈B．產(chǎn)生的氣泡多，燃燒猛烈C．產(chǎn)生的氣泡少，燃燒不猛烈D．產(chǎn)生的氣泡少，燃燒猛烈B2．在過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率的實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成研磨液的目的是(

)A．有利于過氧化氫酶的釋放B．保護(hù)過氧化氫酶C．提高過氧化氫酶的活性D．以上說法都不對A知識清單酶的本質(zhì)1．探索歷程酵母細(xì)胞酵母細(xì)胞催化作用蛋白質(zhì)RNA2．酶的定義的理解(1)合成場所：________內(nèi)。(2)功能：具有________作用。(3)本質(zhì)：是有機(jī)物，絕大多數(shù)是________，極少數(shù)是________。(1)活細(xì)胞(2)催化(3)蛋白質(zhì)RNA綜合拓展1．酶本質(zhì)的探索時(shí)間科學(xué)家實(shí)驗(yàn)結(jié)論1773年意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼讓鷹吞下裝有肉塊的小巧金屬籠，一段時(shí)間后，把金屬籠從鷹的胃內(nèi)取出，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了他推斷胃液中含有消化肉塊的物質(zhì)，但當(dāng)時(shí)他不知道是什么物質(zhì)1836年德國科學(xué)家施旺從胃液中提取出這種消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)解開胃的消化之謎1926年美國科學(xué)家薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶，并通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)脲酶是蛋白質(zhì)酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)20世紀(jì)30年代多位科學(xué)家相繼提取出多種酶的結(jié)晶，并證明都是蛋白質(zhì)20世紀(jì)80年代美國科學(xué)家切赫發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA2.酶的概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。(注意從產(chǎn)生、作用、本質(zhì)三個(gè)方面來掌握)3．酶與激素的關(guān)系酶激素來源活細(xì)胞產(chǎn)生專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA固醇類、多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂質(zhì)等生理功能催化作用調(diào)節(jié)作用聯(lián)系(1)酶和激素都是生物體內(nèi)的活細(xì)胞產(chǎn)生的，激素的合成過程包括一系列的生化反應(yīng)，是由細(xì)胞內(nèi)的酶催化的，因此產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能夠產(chǎn)生酶。(2)在生物體內(nèi)均屬于高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少嘗試應(yīng)用3．下面關(guān)于酶的表述，全面而準(zhǔn)確的是(

)A．酶不能脫離生物體起作用B．酶是蛋白質(zhì)C．酶與無機(jī)催化劑沒有本質(zhì)區(qū)別D．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的有催化作用的有機(jī)物D4．當(dāng)某種RNA存在時(shí)，生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進(jìn)行，當(dāng)這種RNA被有關(guān)的酶水解后，此種化學(xué)反應(yīng)的速率便慢了下來。由此可以說明(

)A．RNA是核酸的一種B．RNA也可起生物催化的作用C．RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中D．RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)B酶的概念

關(guān)于酶的特性，下列表述中錯誤的一項(xiàng)是(

)A．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物B．化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變C．酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D．一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力解析：本題主要考查酶的特性，A、B、C三項(xiàng)不難理解，D項(xiàng)容易迷惑人。但聯(lián)想到唾液淀粉酶消化淀粉的實(shí)驗(yàn)，酶不僅離開了活細(xì)胞，而且離開了口腔，在試管中能把淀粉消化分解成麥芽糖，所以D項(xiàng)是錯誤的。答案：D名師點(diǎn)睛：酶和一般催化劑一樣，反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。條件適宜的情況下，酶離開活細(xì)胞仍具有催化作用。變式訓(xùn)練1．酶的基本組成單位是(

)A．氨基酸B．核糖核苷酸C．葡萄糖D．A或BD酶的作用和本質(zhì)

酶能降低反應(yīng)物的活化能而大大地加快了反應(yīng)速度。下列能使植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)在常溫下均快速破壞的一組酶是(

)A．淀粉酶、纖維素、溶菌酶B．纖維素酶、果膠酶、蛋白酶C．果膠酶、溶菌酶、纖維素酶D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶解析：本題考查植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的成分，細(xì)胞壁的成分是纖維素、果