第5章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1課時酶的作用和本質(zhì)1.通過有關(guān)的實驗，自己分析出酶的作用，并在此基礎(chǔ)上學(xué)會控制自變量、觀察和檢測因變量，并掌握設(shè)置對照實驗的基本方法。2.通過閱讀教材，了解酶的發(fā)現(xiàn)歷程，加深對酶本質(zhì)的理解。學(xué)習(xí)導(dǎo)航重難點擊1.酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的原理。2.控制變量的方法。課堂導(dǎo)入方式一：2011年3月23日在上海舉行的中國國際食品添加劑和配料展上，帝斯曼展出了一系列酶制劑產(chǎn)品，以幫助食品生產(chǎn)廠商節(jié)能減排。該公司推出的PanamoreSpring產(chǎn)品與其他乳化劑相比，能降低生產(chǎn)過程近80%的碳排放量；微生物磷脂酶CakeZyme產(chǎn)品能使食品廠商在生產(chǎn)蛋糕等食品中節(jié)省20%的雞蛋用量，延長保質(zhì)期；高性能酶制劑RapidaseFPSuper能有效避免新鮮水果在經(jīng)過機械或熱處理加工后產(chǎn)生的不良副作用，改善口感。酶在人們的生活中越來越重要，那么酶具有什么作用？酶的化學(xué)本質(zhì)又是什么呢？方式二：我們知道，很多化學(xué)反應(yīng)在有催化劑存在的時候會改變反應(yīng)的速度，這在工業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。生物體內(nèi)也時刻發(fā)生著生化反應(yīng)，這些反應(yīng)也需要催化劑，生物體內(nèi)的催化劑是酶。一、酶在代謝中的作用二、酶的本質(zhì)內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測一、酶在代謝中的作用知識梳理答案1.細(xì)胞代謝(1)場所：

中。(2)實質(zhì)：各種

的總稱。(3)意義：細(xì)胞

的基礎(chǔ)。2.實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的

和肝臟研磨液中的___________的作用下加速分解。細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)生命活動Fe3＋過氧化氫酶答案(2)實驗過程和現(xiàn)象試管編號試劑處理現(xiàn)象12mLH2O2溶液常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生22mLH2O2溶液90℃水浴加熱有_____氣泡32mLH2O2溶液滴加3.5%FeCl3溶液2滴有_____氣泡42mLH2O2溶液加入新鮮肝臟研磨液2滴有_____氣泡(3)實驗結(jié)論：酶具有

作用，同無機催化劑相比，其催化效率更

。較少較多大量催化高3.實驗中變量的控制(1)變量：在實驗過程中可以變化的因素。(2)自變量：實驗過程中可以人為改變的變量。(3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。(4)無關(guān)變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。

4.酶的作用機理(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)作用機理：酶能

化學(xué)反應(yīng)的活化能，同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更

，催化效率

。答案活躍降低顯著更高常態(tài)答案合作探究1.比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗(1)在對照實驗中，除了要觀察的變量(自變量)外，其他變量(無關(guān)變量)都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。分析上述實驗中的自變量、因變量、無關(guān)變量、對照組、實驗組分別是下列的哪些項？①加入H2O2的量②FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度③溫度和催化劑④實驗室的溫度⑤H2O2分解的速率⑥1號試管⑦2、3、4號試管答案自變量因變量無關(guān)變量對照組實驗組③⑤①②④⑥⑦(2)實驗時要選用新鮮的肝臟并要制成研磨液，為什么？答案肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解；研磨碎的肝臟能與試管中的過氧化氫充分接觸，從而加速過氧化氫的分解。

(3)滴入肝臟研磨液和FeCl3溶液時，不能共用一個滴管，為什么？答案會使滴入的FeCl3溶液中含少量肝臟研磨液而影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。(4)2號試管放出氣泡，說明了什么？答案加熱能促進(jìn)過氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。(5)4號比3號放出的氣泡更多，說明了什么？答案酶的催化效率比無機催化劑高。答案答案2.下圖是酶的作用機理示意圖，請分析：(1)沒有催化劑時的活化能是多少？有酶催化時的活化能又是多少？(用圖中字母表示)答案

分別是CA、CB。

答案(2)酶能不能為化學(xué)反應(yīng)提供所需要的能量？酶加快反應(yīng)速率的機理是什么？答案

酶不能為化學(xué)反應(yīng)提供所需要的能量，而是通過降低反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率。

答案(3)下表數(shù)據(jù)是在20℃測得的H2O2分解的活化能，數(shù)據(jù)說明，酶和無機催化劑相比有什么不同？條件活化能/kJ·mol沒有催化劑催化75用膠態(tài)鈀催化54用過氧化氫酶催化29答案

酶和無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，即催化效率更高。

活學(xué)活用1.對盛有過氧化氫的試管加熱和加入催化劑，都能夠促進(jìn)其分解，下列相關(guān)的敘述正確的是(

)A.二者的基本原理是相同的B.前者是使過氧化氫分子的能量提高，而后者不影響過氧化氫分子的能量C.兩者都可以降低過氧化氫分子的活化能D.酶和Fe3＋的作用原理是不同的解析答案解析加熱主要是使過氧化氫分子的能量提高，使反應(yīng)進(jìn)行。催化劑則是降低過氧化氫分子的活化能，從而能夠發(fā)生反應(yīng)。酶和Fe3＋都是催化劑，它們的作用原理是相同的，只是效率不同。B2.如圖，在適宜溫度、pH條件下，實線表示沒有酶時反應(yīng)的進(jìn)程。在T1時，將催化此反應(yīng)的酶加入反應(yīng)物中，則圖中表示此反應(yīng)進(jìn)程的是(

)A.曲線a B.曲線bC.曲線c D.曲線d解析答案解析從圖中可以看出，曲線a、b、d均改變了此反應(yīng)的平衡點，都是錯誤的。曲線c表示酶使反應(yīng)達(dá)到平衡點的時間縮短(即反應(yīng)速率提高)，而不改變反應(yīng)的平衡點。C易錯警示酶和無機催化劑一樣，并不改變平衡點的位置，只是改變化學(xué)反應(yīng)的速率，使化學(xué)反應(yīng)更快地達(dá)到平衡點。返回二、酶的本質(zhì)1.酶的探索歷程(1)1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德認(rèn)為：沒有

的參與，糖類是不可能變成酒精的。(2)德國化學(xué)家李比希認(rèn)為：引起發(fā)酵的物質(zhì)是

并裂解后釋放出來的。(3)畢希納把從酵母細(xì)胞中提取出的引起發(fā)酵的物質(zhì)叫

。(4)1926年，美國科學(xué)家薩姆納第一個提取出

，并證明了脲酶是

，其作用是分解

。(5)20世紀(jì)80年代，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)

也具有生物催化功能。答案知識梳理酵母活細(xì)胞

酵母細(xì)胞死亡釀酶脲酶蛋白質(zhì)尿素RNA2.酶的本質(zhì)：大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是

，也有少數(shù)是

。蛋白質(zhì)RNA答案1.唾液中含有唾液淀粉酶，要驗證唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，請根據(jù)下列給出的實驗材料完成實驗的設(shè)計。實驗材料：剛?cè)〉耐僖海阎鞍滓?，雙縮脲試劑及試管等。合作探究組別待測液檢驗試劑預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論實驗組唾液__________________唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)對照組____________________________雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色答案2.20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RNaseP酶，由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成，如果將這種酶中的蛋白質(zhì)完全除去，他們發(fā)現(xiàn)這種酶的活性沒有變化，這一結(jié)果說明了什么？答案這種酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。3.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，是否也只能在細(xì)胞內(nèi)起作用？答案不是。只要條件適宜，酶也可以在細(xì)胞外起作用，如消化酶。解析答案3.下列有關(guān)酶的敘述正確的是(

)①酶是具有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的④絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)⑤有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇⑥酶在代謝中有多種功能⑦酶在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用A.①②⑤ B.③⑦⑨C.③④⑧ D.④⑤⑥活學(xué)活用解析酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)類物質(zhì)，少數(shù)酶為RNA。酶只有催化作用，在個體發(fā)育中起調(diào)控作用的是激素。答案C判斷正誤：(1)酶在生物體內(nèi)有催化和調(diào)節(jié)作用(

)(2)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)(

)(3)有些酶中含有核糖(

)(4)酶催化作用的實質(zhì)是提高化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)順利進(jìn)行(

)(5)酶只有在活細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用(

)(6)酶可以從食物中直接獲取(

)答案一題多變××√×××返回課堂小結(jié)答案自變量因變量活化能蛋白質(zhì)RNA當(dāng)堂檢測12345解析答案1.下列關(guān)于酶的實驗不正確的是(

)A.上述反應(yīng)中的自變量是催化劑的種類B.該實驗?zāi)茏C明酶具有高效性C.該實驗如果將肝臟進(jìn)行研磨，效果會更好D.該實驗的因變量是肝臟質(zhì)量的變化解析實驗的因變量應(yīng)該是帶火星的木條復(fù)燃的程度。D解析答案12342.下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是(

)A.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸B.酶是生物催化劑C.酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能D.產(chǎn)生酶的細(xì)胞均有分泌功能D解析產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定具有分泌功能。5解析答案12343.在實驗中需要控制各種變量，其中人為改變的變量是(

)A.因變量 B.自變量C.無關(guān)變量 D.控制變量B解析在實驗中，需要控制相應(yīng)的一些變量，以免影響實驗結(jié)果。其中，因變量是指隨著自變量的變化而變化的變量；除自變量外，對實驗結(jié)果造成影響的一些可變因素稱為無關(guān)變量；而人為改變的變量稱為自變量。5解析答案12344.下列各圖中，①表示有酶催化的反應(yīng)曲線，②表示沒有酶催化的反應(yīng)曲線，E表示酶降低的活化能。其中正確的圖解是(

)解析活化能是指分子從常態(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。酶可以降低活化能，使反應(yīng)更容易進(jìn)行。C512345.如圖所示分別向4支各盛有5mL過氧化氫溶液的試管內(nèi)加入肝或砂子。在這個實驗中，試管A放氧相對緩慢，試管C和D不放氧。請回答下列問題：答案(1)肝臟中有什么物質(zhì)能引起過氧化氫釋放氧氣？

___________。理由是______________________________________。過氧化氫酶

過氧化氫酶能催化過氧化氫分解成H2O和O251234(2)為什么用煮沸