《高中生物新教材同步讲义必修第一册 第5章 细胞的能量供应和利用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物新教材同步讲义必修第一册 第5章 细胞的能量供应和利用（131页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节降低化学反应活化能的酶 第1课时酶的作用和本质一、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.酶在细胞代谢中的作用(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/mL实验处理H2O2分解速率(气泡多少)点燃的卫生香检测12不处理基本无气泡产生2290 左右的水浴加热很少32滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴较多发亮42滴加质量分数为20%的肝脏研磨液2滴很
2、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。(2)控制变量和设计对照实验控制变量a.变量：实验过程中的变化因素。b.自变量：实验过程中人为控制的对实验对象进行处理的因素。如上述实验中加热、加FeCl3溶液、加肝脏研磨液，是对H2O2溶液的不同处理，温度和催化剂都属于自变量。c.因变量：因自变量改变而变化的变量。如上述实验中H2O2分解速率。d.无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，这些变量称为无关变量。如上述实验中反应物的浓度和反应时间等。设计对照实验a.概念：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫
3、作对照实验。b.对照实验一般要设置对照组(如1号试管)和实验组(如2、3、4号试管)，未作任何处理的对照组叫作空白对照。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。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。(1)细胞代谢不需要酶的作用()(2)对照实验中，除自变量外，其他无关变量都应保持相同且适宜()(3)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率()答案(1)(2)(3)1.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，为什么要选用新鲜的肝脏？为什么将肝脏剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整
4、块的肝脏？提示肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，失去作用。将肝脏剪碎并研磨可使肝细胞中过氧化氢酶充分释放，从而增大与过氧化氢的接触机会，以加速过氧化氢分解。2.下图是无催化剂和酶的作用机理示意图没有催化剂时的活化能是_；有酶催化时的活化能是_。(用图中字母表示)提示CACB二、酶的本质1.酶本质的探索历程(1)1716年，康熙字典收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酵母。(2)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有酵母菌活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。(3)德国化学家李比希认为：引起发酵的是酵母菌细胞死亡并裂解后释放出来的
5、物质。(4)德国化学家毕希纳把从酵母菌细胞中提取出的引起发酵的物质称为酿酶。(5)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，其作用是催化尿素分解。(6)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，少数酶是RNA。(1)巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的()(2)毕希纳获得了含有酶的提取液，并直接对酶进行了鉴定()(3)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸()(4)酶本质的探索历程与科学技术的发展无关()答案(1)(2)(3)(4)
6、要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，现有的实验材料有：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等，那么你给出的合理实验方案是怎样的？提示组别待测液检验试剂预期现象结论实验组唾液双缩脲试剂出现紫色唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质对照组已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色1.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
7、反应提供能量，但不能降低化学反应的活化能。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解析据题分析，曲线的活化能即顶点应低于曲线，E表示二者活化能之差即顶点纵坐标之差。3.(2019辽宁实验中学月考)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如表所示。下列有关分析不正确的是()试管编号实验处理加入体积分数为3%的过氧化氢溶液/mL温度加入试剂12常温/2290 /32常温2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液42常温2滴质量分数为20%的肝脏研磨液A.上表实验涉及温度和催化剂种类两个自变量B.试管2中没有加入任
8、何试剂，应为空白对照组C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用D.若要研究酶的高效性，可选用实验组合试管3和试管4答案B解析分析表格信息可知，试管1和试管2的区别为温度，试管3和试管4的区别为催化剂种类，即温度和催化剂种类均是自变量，A正确；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此试管2也是实验组，B错误；试管1和试管4的区别为是否添加了酶，二者对照可以证明酶具有催化作用，C正确；试管3和试管4的区别为催化剂的种类(酶或无机催化剂)，可以证明酶具有高效性，D正确。4.(2019湖北部分重点中学月考)德国化学家毕希纳将酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，
9、得到不含酵母菌细胞的提取液。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.研磨有利于酵母菌细胞内酿酶的释放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，A正确；催化该化学变化进行的是酵母菌细胞内产生的酿酶，B正确；研磨有利于酵母菌细胞内酿酶的释放，C正确；毕希纳所做的实验不能证明酿酶的化学本质是蛋白质，D错误。5.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中
10、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()A.RNA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。6.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X12H2O2氯化铁溶液室温X23H2O2土豆浸出液室温X3(1)序号3的实验现象是_。(2)序号3的土豆浸出液中含有的对此实
11、验起作用的物质是_，土豆浸出液能否重复使用？_(填“能”或“不能”)。(3)若表中X表示的是收集100 mL气体所需的时间，你预测X1、X2、X3的大小关系是_。答案(1)产生大量气泡(2)过氧化氢酶能 (3)X1X2X3解析(1)序号3中加入的土豆浸出液中含有过氧化氢酶，实验现象是产生大量气泡。(2)土豆浸出液中起作用的物质为过氧化氢酶，由于酶在反应前后“质”和“量”都不发生改变，所以可以重复利用。(3)因为氧气的释放速率是321，所以收集100 mL气体所需的时间X1X2X3。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
12、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.(2018河北衡水冀州中学月考)无机催化剂和酶都可以加快化学反应的速率，下列叙述正确的是()A.反应前后，无机催化剂和酶自身会发生变化B.和无机催化剂不同，酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能C.与酶相比，无机催化剂降低活化能的效果更显著D.通过加热也可以提高化学反应的速率，但原理与催化剂不同答案D解析无机催化剂和酶反应前后自身均不发生变化，A错误；无机催化剂和酶催化化学反应的机理相同，都是降低化学反应的活化能，B错误；与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，C错误；加热提高化学
13、反应速率的原理是为反应物提供能量，D正确。3.(2018河北承德一中高一上月考)下图为H2O2在不同条件下分解的曲线图，图中表示的条件分别是()A.H2O2酶催化FeCl3催化加热自然条件B.加热自然条件H2O2酶催化FeCl3催化C.加热FeCl3催化自然条件H2O2酶催化D.自然条件加热FeCl3催化H2O2酶催化答案D解析无机催化剂和酶均可降低化学反应所需的活化能，且后者降低活化能的效果更显著，因此在H2O2酶的作用下等量H2O2分解所需时间最短，反应所需能量最少，反应进程最快，可用表示，无机催化剂(FeCl3)次之，可用表示；加热条件下H2O2的分解速率大于自然条件下，且两者均不能降低
14、化学反应的活化能，因此依次可用和表示，答案为D。题组二比较过氧化氢在不同条件下的分解实验4.(2018廊坊高一上月考)关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，下列叙述正确的是()A.实验中所用肝脏必须是新鲜的，若放置时间过长肝细胞内的过氧化氢会减少B.实验中用到的滴管必须先吸取氯化铁溶液再吸取肝脏研磨液，这样对实验结果影响较小C.过氧化氢在温度高的环境中分解速度比常温下快D.实验的自变量是试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况答案C解析肝脏放置时间过长，肝细胞内的过氧化氢酶会分解失活，A错误；吸取氯化铁溶液和吸取肝脏研磨液的滴管不能混用，B错误；过氧化氢在高温条件下分解速率会加快，C正确；试管中产生气泡数目的多少和卫生香的复燃情况是因变量，D错误。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，需要控制一些相应的变
