第1課時酶的作用和本質(zhì)第5章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過對酶催化作用具體實例的討論,說明酶在細(xì)胞代謝中的作用。2.通過閱讀分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”的資料,闡明絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的事實,認(rèn)同科學(xué)是在不斷地探索和爭論中前進(jìn)的。3.通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗,學(xué)會控制自變量,觀察和檢測因變量,以及嘗試設(shè)置對照組和重復(fù)實驗。課前篇自主預(yù)習(xí)一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)。2.酶的作用原理(1)活化能: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)原理:與無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,催化效率更高。(3)意義:使細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)酶的作用是為化學(xué)反應(yīng)提供能量。(

×

)(2)酶通過為反應(yīng)物供能和降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。(

×

)(3)酶在生物體內(nèi)有催化和調(diào)節(jié)作用。(

×

)2.酶的作用原理是(

)A.降低化學(xué)反應(yīng)的活化能B.增加反應(yīng)物之間的接觸面積C.降低反應(yīng)物之間的接觸面積D.提供使反應(yīng)開始所必需的活化能答案

A解析

酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,從而加快化學(xué)反應(yīng)的速率。二、比較過氧化氫在不同條件下的分解1.實驗原理H2O2H2O+O22.實驗現(xiàn)象

試

管

現(xiàn)象氣泡幾乎無少較多很多帶火星衛(wèi)生香不復(fù)燃復(fù)燃復(fù)燃性較強復(fù)燃性很強要點筆記

每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。3.實驗結(jié)論(1)酶具有催化作用。(2)與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。三、酶的本質(zhì)1.合成場所:活細(xì)胞中。2.化學(xué)本質(zhì):絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),極少數(shù)是RNA。預(yù)習(xí)反饋1.判斷正誤。(1)酶是具有催化作用的有機(jī)物。(√)(2)有些酶中含有核糖。(√)(3)酶只有在活細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用。(

×

)(4)酶可以從食物中直接獲取。(

×

)(5)與無機(jī)催化劑相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更顯著。(√)2.連線。

3.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.控制變量答案

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,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;除自變量外,對實驗結(jié)果能造成影響的一些可變因素稱為無關(guān)變量。課堂篇探究學(xué)習(xí)探究點一酶在代謝中的作用及本質(zhì)在化學(xué)實驗中,很多反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行,是因為加熱使反應(yīng)物獲得了能量,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)。細(xì)胞的代謝,其本質(zhì)就是化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞代謝不是通過加熱的方式,而是利用酶的作用保證其順利進(jìn)行。酶的作用原理是什么?1.請概述曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含義。答案

曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示沒有催化劑作用時的反應(yīng)能量變化曲線、無機(jī)催化劑催化時的反應(yīng)能量變化曲線、酶催化時的反應(yīng)能量變化曲線。2.圖中a、b、c分別表示相應(yīng)的能量值,請利用圖中字母表示出相應(yīng)反應(yīng)進(jìn)行所需能量值的多少。由此說明什么問題?答案

沒有催化劑作用時反應(yīng)所需的活化能為a+b+c,無機(jī)催化劑催化反應(yīng)所需的活化能為b+c,酶催化反應(yīng)所需的活化能為c。通過曲線可知,酶和無機(jī)催化劑都能降低反應(yīng)活化能,但是酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著?！練w納提升】1.與酶有關(guān)的知識總結(jié)化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核生物)作用場所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外來

源一般來說,活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.酶與無機(jī)催化劑的共同點(1)能催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,并不為化學(xué)反應(yīng)提供物質(zhì)和能量,本身不被消耗,不改變化學(xué)反應(yīng)的方向。(2)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)速率加快,但不改變生成物的量。易錯提醒有關(guān)酶的四點提醒(1)酶不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,在細(xì)胞外和生物體外也能發(fā)揮作用。(2)酶作用的機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不能為反應(yīng)提供能量。加熱能為反應(yīng)提供能量。(3)酶可改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率,但反應(yīng)前后自身的性質(zhì)和數(shù)量不變。(4)合成酶的原料為氨基酸或核糖核苷酸?！咎骄繎?yīng)用】1.絕大多數(shù)酶徹底水解后的產(chǎn)物為(

)A.多肽 B.氨基酸C.核苷酸 D.核糖核苷酸答案

B解析

絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),少數(shù)酶為RNA,故絕大多數(shù)酶徹底水解后的產(chǎn)物為氨基酸,B項正確。2.下列關(guān)于活化能的敘述,不正確的是(

)A.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B.無機(jī)催化劑、水浴加熱都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能D.同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著答案

B解析

酶和無機(jī)催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著;水浴加熱可以給化學(xué)反應(yīng)提供能量,但不能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。3.下圖表示某反應(yīng)“甲→乙”進(jìn)行過程中,有酶參與和無酶參與時的能量變化,則下列敘述不正確的是(

)A.此反應(yīng)不能說明酶的高效性B.E1為反應(yīng)前后能量的變化C.E2表示在酶參與下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能D.酶參與反應(yīng)時,所降低的活化能為E4答案

B解析

由圖可知,該反應(yīng)只能說明酶具有催化作用,不能說明酶具有高效性,A項正確;E1表示在無催化劑的條件下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能,B項錯誤;酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,因此曲線Ⅱ表示有酶參與,E2表示在酶參與下化學(xué)反應(yīng)需要的活化能,C項正確;由此可以看出,酶促反應(yīng)的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,酶參與反應(yīng)時,所降低的活化能為E4,D項正確。探究點二比較過氧化氫在不同條件下的分解組別實驗處理加入體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液/mL溫度加入試劑試管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1.本實驗的自變量有哪些?實驗中為什么把肝臟制備成肝臟研磨液?答案

本實驗的自變量有溫度、催化劑的種類。制成肝臟研磨液會增大酶與過氧化氫的接觸面積,加快過氧化氫分解速率。2.試管1和試管2組成的對照實驗,能說明什么問題?答案

加熱能使H2O2得到能量,促進(jìn)H2O2分解。3.除了上述的對照實驗,請再找出一組對照實驗,并指出該組對照實驗說明的問題。答案

①試管1和試管3,說明FeCl3能催化H2O2的分解;②試管1和試管4,說明肝臟研磨液中的過氧化氫酶能催化H2O2的分解;③試管1、試管3和試管4,說明FeCl3和肝臟研磨液中的過氧化氫酶都能催化H2O2的分解,且過氧化氫酶的催化效率高于FeCl3。(答出任意一條即可)【歸納提升】實驗中變量的控制變量:實驗過程中的變化因素稱為變量。自變量:在實驗過程中人為控制的對實驗對象進(jìn)行處理的因素,如上述實驗中加熱、FeCl3溶液、肝臟研磨液。因變量:隨著自變量的改變而變化的變量。如上述實驗中H2O2分解速率。無關(guān)變量:除自變量外,實驗過程中可能還會存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素,叫作無關(guān)變量。如反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)時間、試劑的用量、實驗室溫度等。特別提醒

實驗中應(yīng)注意的問題(1)肝臟必須是新鮮的,過氧化氫酶是一種蛋白質(zhì),不新鮮的肝臟,酶的活性較低。(2)肝臟要磨碎,充分研磨有利于過氧化氫酶從細(xì)胞中釋放出來并與過氧化氫充分接觸。(3)滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時不能共用一支滴管。原因是少量酶混入FeCl3溶液中也會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,導(dǎo)致得出錯誤的結(jié)論。【探究應(yīng)用】1.在下圖所示的實驗中,屬于自變量的是(

)A.試管中的過氧化氫溶液的量B.過氧化氫分解的速率C.氣泡產(chǎn)生的速率D.催化劑的種類答案

D解析

試管中的過氧化氫溶液的量為無關(guān)變量,A項錯誤;過氧化氫分解的速率是因變量,B項錯誤;氣泡產(chǎn)生的速率也是因變量,C項錯誤;在題圖所示的實驗中屬于自變量的是無機(jī)催化劑“氯化鐵”與有機(jī)催化劑“過氧化氫酶”,即催化劑的種類,D項正確。2.關(guān)于下圖所示實驗的敘述,錯誤的是(

)A.甲裝置是實驗組,乙裝置是對照組B.H2O2溶液的濃度屬于無關(guān)變量C.乙試管產(chǎn)生氣泡的速率比甲試管快D.兩支試管中H2O2溶液的體積應(yīng)相同答案

A解析

用新鮮肝臟研磨液處理的為實驗組,加清水的為對照組,其他的變量,如H2O2溶液的濃度等引起反應(yīng)速率改變的變量稱為無關(guān)變量,應(yīng)遵守等量原則。3.下列“關(guān)于比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的敘述,錯誤的是(

)A.加熱能提高過氧化氫的分解速率,但不能降低活化能B.該實驗中加肝臟研磨液和FeCl3的兩組可構(gòu)成對比實驗C.若所用肝臟不新鮮,等量過氧化氫徹底分解所得氧氣將減少D.該實驗?zāi)艿贸鲞^氧化氫酶具有催化作用以及高效性