高中生物人教版必修一學(xué)案511酶的作用和本質(zhì)

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第1節(jié)降低化學(xué)反響活化能的酶

第1課時薛的作用和本質(zhì)

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.說出細(xì)胞代謝離不開酶的緣由(重點)。2.概述酶的作用和本質(zhì)(重點)。3.通過對有關(guān)

酶試驗的分析，學(xué)會掌握試驗的變量和設(shè)置對比試驗(難點)。

讀教司自主精理預(yù)習(xí)教材發(fā)現(xiàn)問題

I根底學(xué)問I

一、酶在細(xì)胞代謝中的作用

1.細(xì)胞代謝

(1)場所：細(xì)胞中。

(2)實質(zhì)：各種化學(xué)反響的總稱。

(3)意義：細(xì)胞生命活動的根底。

2.比擬過氧化氫在不同條件下的分解

二、酶的作用原理及本質(zhì)

1.作用原理

(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵伟l(fā)生化學(xué)反響的活潑所需要的能量。

(2)作用機(jī)制：降低化學(xué)反響活化能。

(3)意義：使細(xì)胞代謝能在溫醫(yī)條件下快速進(jìn)行.

2.酶的本質(zhì)

(1)產(chǎn)生場所：活細(xì)胞。

(2)本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。

I自查自糾I

1.酶是具有催化作用的化合物。()

2.酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反響的底物。()

3.酶分子在催化反響完成后馬上被降解成氨基酸。()

4.能通過為反響物供能和降低活化能來提高化學(xué)反響速率。()

5.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)，酶的催化作用既可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，也可

以發(fā)生在細(xì)胞外。()

6.酶的根本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核甘酸。()

答案1.V2.V3.X4.X5.X6,X

I圖解圖說I

研磨酵母細(xì)胞

★畢希納將酵母細(xì)胞研磨后，過濾得不含酵母細(xì)胞的提取液；在這些提取液中參加葡萄

糖，一段時間后，發(fā)覺糖液發(fā)酵變成了酒。

酶的作用機(jī)理

試驗中為什么要選用新奇的肝臟進(jìn)行充分的研磨？

提示：新奇的豬肝中含有較多的過氧化氫酶。假如豬肝不新奇，在微生物的作用下，過

氧化氫酶被分解。

研教前I互動探知師生互動共同探究

探究點一比擬過氧化氫在不同條件下的分解

1.試驗材料的選擇及處理

(1)試驗中使用的肝臟強(qiáng)調(diào)必需是“新奇”的，緣由是

(2)新奇的肝臟需“制成研磨液"后再參加4號試管的緣由是

提示(1)肝組織細(xì)胞中的過氧化氫酶活性較高

(2)可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)的酶釋放出來，同時增大過氧化氫酶與H2O2的接觸面積

2.試驗過程及結(jié)果的分析

(1)試驗中能否用滴加過肝臟研磨液的滴管來滴加FeCb溶液？為什么？

(2)該試驗中可以利用哪些方法檢測H2O2分解速率的大?。?/p>

(3)對比分析試驗中的4支試管，總結(jié)試驗結(jié)論。

n

m

l

23434

①］號與2號、3號、4號對比，結(jié)論：_______________________________________

②3號與4號對比，結(jié)論：__________________________________________________

提示(1)不能，由于滴管中含有過氧化氫酶

(2)觀看氣泡產(chǎn)生速率、帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃程度

(3)①加熱、FeCb及過氧化氫酶都可以促進(jìn)H2O2的分解

②過氧化氫酶催化H2O2分解的效率高于FeCb

3.依據(jù)教材分析試驗中的變量

2號試管3號試管4號試管

自變量90℃水浴加熱——

因變量—

無關(guān)變量—

提示滴加3.5%的FeCb溶液滴加20%的肝臟研磨液氣泡產(chǎn)生速度或衛(wèi)生香

的復(fù)燃程度反響時間、pH、H2O2的量、FeCb溶液和肝臟研磨液的量等

V易錯警示

自變量、因變量和無關(guān)變量的區(qū)分

(1)自變量：試驗過程中人為轉(zhuǎn)變的變量，如上述試驗中的FeCb溶液和肝臟研磨液。

(2)因變量：試驗過程中隨著自變量的變化而變化的變量，如上述試驗中過氧化氫的分

解速率。

(3)無關(guān)變量：除自變量外，試驗過程中可能還會存在的一些對試驗結(jié)果造成影響的可

變因素，這些變量稱為無關(guān)變量，如上述試驗中H2O2溶液的體積，在對比試驗中無關(guān)變量

應(yīng)保持全都。

【典例1】在“比擬過氧化氫在不同條件下的分解”試驗中，對試驗的處理如表所示。

以下有關(guān)分析不正確的選項是（）

試驗處理

試管組別參加體積分?jǐn)?shù)為3%的

溫度參加試劑

過氧化氫溶液（mL）

試管12常溫

試管2290℃

試管32常溫2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液

試管42常溫2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液

A.上表試驗處理討論了溫度和催化劑種類兩個自變量

B.試管2中沒有參加任何試劑，應(yīng)為空白對比組

C.試管4和試管1形成對比，可說明酶具有催化作用

D.假設(shè)要討論酶的高效性，可選用試驗組合試管3和試管4

解析分析表格數(shù)據(jù)可知，試管1和試管2的變量為溫度。試管3和試管4的變量為催

化劑種類，即溫度和催化劑種類均是自變量；試管2雖沒有添加任何試劑，但是溫度與試管

1不同，因此試管2也是試驗組：試管1和試管4的不同點為是否添加了酶，二者對比可以

證明酶具有催化作用；試管3和試管4的不同點是催化劑的種類（酶或無機(jī)催化劑），因此可

以證明酶的高效性。

答案B

一技法提煉

對比組和試驗組的區(qū)分

（1）對比組：未經(jīng)過處理的一組（自然狀態(tài)下或者試驗結(jié)果的一組），如上述試驗中的1號

試管。

（2）試驗組：經(jīng)過處理的一組（未知試驗結(jié)果的一組），如上述試驗中的2、3、4號試管。

【跟蹤訓(xùn)練】

I.在過氧化氫酶和Fe3+的催化效率比擬試驗中，把肝臟制成研磨液的目的是（）

A.有利于過氧化氫醐的釋放

B.愛護(hù)過氧化氫酶

C.提高過氧化氫醐的活性

D.以上說法都不對

解析研磨肝臟可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)的酶釋放出來，增加酶與底物的接觸面積。

答案A

探究點二酶的作用機(jī)理及化學(xué)本質(zhì)

1.酶的作用機(jī)理

(1)圖中El、E2、曰這三局部都是活化能,其代表使用無機(jī)催化劑的是用、不使用催化

劑的是以、使川酶作催化劑的是E3。

(2)由E2>E|>E3可以看出，催化劑的作用本質(zhì)是降低反響的活化能，且酶促反響降低的

更多,效率更高。

(1)酶作為催化劑在反響前后數(shù)量和性質(zhì)不變,故圖中甲表示醒、乙表示反響物、丙和

丁表示生成物。

(2)酶通過特定空間結(jié)構(gòu)與反響物識別并結(jié)合，進(jìn)而催化反響的進(jìn)行。

3.酶的化學(xué)本質(zhì)

醐的根本單位有哪些？

提示大局部酶的根本單位是氨基酸，少數(shù)是核糖核昔酸。

I歸納提升I

酶的本質(zhì)及作用特點

(1)酶的本質(zhì)

化學(xué)本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA

合成原料氨基酸核糖核甘酸

合成場所核糖體主要在細(xì)胞核

來源一般活細(xì)胞均能產(chǎn)生

生理功能具有生物催化功能

⑵酶的作用特點

酶作為生物催化劑，具有與無機(jī)催化劑相同的特點，如：

①催化劑本身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反響前后保持不變。

②催化實質(zhì)都是降低化學(xué)反響的活化能。

【典例2］醐是由活細(xì)胞產(chǎn)生的。以下關(guān)于酶的表達(dá)中，正確的一組是()

①酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)②酶在代謝中只能起催化作用③酶在化學(xué)

反響前后種類和數(shù)量都不會發(fā)生轉(zhuǎn)變④酶之所以能夠轉(zhuǎn)變化學(xué)反響速率，是由于供應(yīng)了化

學(xué)反響所需的活化能⑤只要條件相宜，酶在生物體外也能催化相應(yīng)的化學(xué)反響

A.②③⑤B.①②④

C.①③⑤D.②③④

解析大局部酶是蛋白質(zhì)，但少數(shù)酶是RNA,①錯誤，酶的作用是催化，作用機(jī)理是

降低了化學(xué)反響的活化能，但自身在反響前后的性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生轉(zhuǎn)變，②、③正確，④錯

誤，酶在生物體內(nèi)外都可以發(fā)揮作用，⑤正確。

答案A

V易錯警示

酶的本質(zhì)及其作用的三個易錯點

(1)酶并不都是蛋白質(zhì)，有的酶是RNA。

(2)酶不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細(xì)胞外和體外都可以發(fā)揮作用。

(3)酶作用的實質(zhì)是降低了化學(xué)反響的活化能，不是供應(yīng)能量。

【跟蹤訓(xùn)練】

2.(2016?黃岡高一檢測)酶具有極強(qiáng)的催化功能，最根本的緣由是()

①增加了與反響物之間的接觸②降低了化學(xué)反響的活化能③提高了化學(xué)反響的活

化能④降低了化學(xué)反響的自由能⑤本身的數(shù)量和性質(zhì)不變化，可反復(fù)利用

A.①④B.②③

C.④⑤D.②⑤

解析酶的作用機(jī)理是降低了化學(xué)反響的活化能，且在反響前后自身的數(shù)量和性質(zhì)不轉(zhuǎn)

變，即可以重復(fù)使用。

答案D

理教和網(wǎng)絡(luò)科建構(gòu)建知識把握脈絡(luò)

學(xué)問脈絡(luò)要點晨背

1,加熱、使用FeCb或過氧化氫酶都可以促進(jìn)

H2O2的水解，但加熱是供應(yīng)活化能，而后兩

____d自變量I者是降低化學(xué)反響的活化能。

歌襦解

r2.試驗過程中可以變化的因素稱為變量。其中

U因變一|

酶的作用的各催|機(jī)理J降低化學(xué)反一可以人為轉(zhuǎn)變的變量是自變量。除自變量外,

和本質(zhì)化作用|1應(yīng)的活化能

試驗過程中可能還會存在一些可變因素，這

rl大多數(shù)是蛋白困

~I-的本質(zhì)卜,______________,些變量是無關(guān)變量。

U少數(shù)是RNAI

3.酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反響的活化能。

4.大局部酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。

課堂達(dá)標(biāo)基本技能隨堂達(dá)標(biāo)

1.同一個體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含酶的（）

A.種類有差異，數(shù)量相同

B.種類有差異，數(shù)量不同

C.種類無差異，數(shù)量相同

D.種類無差異，數(shù)量不同

解析不同的細(xì)胞功能會有所不同，所以酶的種類有差異，同時數(shù)量也會有差異，B正

確。

答案