酶的作用和本质学案及作业

必修1第5章：细胞的能量供应和利用第1节：降低化学反应活化能的酶（一）酶的作用和本质〖考纲要求〗1．说明酶在代谢中的作用和本质。2．通过实验提高独立操作能力。3．通过研究科学家对酶本质的探索历史，认同科学是在不断观察、实验、探索和争论中前进的，树立严谨的科学探索精神。〖导学提纲〗一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢：(1)场所：内。(2)实质：各种的总称。(3)意义：细胞生命活动的基础。2．实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：①2H2O2一。②加热、FeCl3溶液中的以及肝脏研磨液中的均可影响H202的分解速率。(2)实验过程和现象记录(3)实验结论：酶在下，可以高效地完成对化学反应的催化。(4)实验中变量的控制①自变量：在实验过程中的变量。在本实验中为90℃加热、和等。②因变量：随变化而变化的变量。在本实验中为。③无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的，如肝脏的新鲜程度等。④对照原则：在对照实验中，除了外，其他变量都应当。3．酶的作用原理(1)活化能：分子从转变为容易发生化学反应的状态所需要的能量。(2)原理：同无机催化剂相比，酶的作用更显著，因而催化效率更高。(3)意义：使细胞代谢能在条件下快速进行。二、酶的本质1．探索历程2．酶的定义的理解(1)合成场所：内。(2)功能：具有作用。(3)本质：是有机物，绝大多数是，极少数是。【教学重点剖析】一、“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析1．对照实验设计(1)对照组：1号试管只加入2mLH2O2溶液，以排除其他因素(如温度)的变化对实验结果产生的影响。(2)实验组：2、3、4号试管在加入2mLH2O2溶液的基础上，分别放人90℃水浴中、加入2滴FeCl3溶液、加入2滴肝脏研磨液，与l号试管形成对照，比较现象。2．实验变量分析注意：对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，通过平衡无关变量，保证实验结果的准确性和说服力。高一生物教学案3．实验现象分析(1)与1号试管相比，2号试管明显有气泡产生，说明加热可以促进过氧化氢分解，提高反应速度。(2)3、4号试管都有较多气泡产生，说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。(3)4号试管的反应速率明显比3号试管快，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。4．实验中应注意的问题(1)实验时要选用新鲜的肝脏。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，过氧化氢就不能被分解成水和氧气。(2)肝脏要制成研磨液。因为研磨碎的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，使其中的酶能正常发挥其催化特性，从而加速过氧化氢的分解。(3)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴人的FeCl3溶液中会含少量肝脏研磨液而影响实验结果的准确性。(4)检测试管内产生的气体。将点燃的卫生香(无火焰)插入试管时，不要碰触到气泡或插入液面以下，以免卫生香因潮湿而熄灭。(5)H2O2有腐蚀性，使用时要小心，不要触及皮肤。二、酶的作用机理及其本质的理解1．酶的作用机理：(1)酶在细胞代谢中的作用：在细胞代谢过程中，酶的作用仅是催化化学反应的进行，并不为反应提供物质和能量。(2)酶能降低化学反应活化能：①活化能：指在一定温度下，一摩尔底物(反应物)全部进入活化态所需要的自由能。在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平低，为“初态”。在反应的任何一瞬间，反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量就是“活化能”。②催化机理：包括酶在内的催化剂，能降低化学反应的活化能，如图所示，由于在催化反应中，只需较少的能量就可使反应物进入“活化态”，和非催化反应相比，处于“活化态”的分子数量大大增加，从而加快了反应速率。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。(3)酶与一般催化剂的共同点①改变化学反应速率，本身不被消耗。②只能催化已存在的化学反应。③降低活化能，使反应速率加快。④加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。2．酶本质的理解(1)化学本质：具催化作用的一类有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA；(2)合成原料：氨基酸或核糖核苷酸；(3)合成场所：活细胞的核糖体上(合成蛋白质)或细胞核内(合成RNA)。【典型例题】1．常温常压下，要使过氧化氢溶液迅速放出大量的氧气，应投入()A．新鲜猪肝研磨液B．煮熟猪肝C．冰冻猪肝D．生锈铁钉2．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3．酶在细胞代谢中的作用是()A．提供物质B．提供能量C．提供场所D．降低化学反应的活化能4．下列关于酶的表述全面而准确的是()A．酶在生物体外不能起作用B．酶都是蛋白质C．酶与无机催化剂没有本质区别D．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物5．根据图给定的条件，回答下列问题：(1)产生气泡多的试管是甲。原因是过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高。(2)使用的肝脏应是新鲜的，原因是新鲜的肝脏含有较多的过氧化氢酶，且活性较高；而且要尽量剪碎制成研磨液，原因是过氧化氢酶能与H2O2充分接触，进而大大增加反应速率。(3)向两试管内滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管?为什么?不能，滴入的氯化铁溶液会因少量肝脏研磨液而影响实验结果1．下列哪项不符合有关酶的叙述()A．酶是有机物B．酶的催化效率很高C．酶起催化作用时，和无机催化剂相同，是降低分子的活化能D．酶在催化反应中本身也发生了变化2．在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率比较实验中，把肝脏制成研磨液的目的是()A．有利于过氧化氢酶的释放B．保护过氧化氢酶C．提高过氧化氢酶的活性D．以上说法都不对3．下列对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验结果分析，正确的是()A．在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢分解最快，是因为20％的肝脏研磨液的浓度高于3.5％的Fecl3溶液B．3.5％FeCl3对过氧化氢分解速率慢是因为其分子物质的量浓度过高，影响了活性的正常发挥C．肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快，是因为酶的催化效率比一般无机催化剂催化效率D．如果将4支试管都放在90℃水浴中，第4支试管(加肝脏研磨液的试管)反应速率仍为最快4．如下图所示的实验，属于自变量的是()A．催化剂不同B．环境温度不同C．试管的大小D．试管中的过氧化氢溶液的量5．在唾液淀粉酶溶液中加人双缩脲试剂，其结果应该是()A．有大量气泡冒出B．溶液中出现砖红色沉淀C．产生紫色物质D．溶液呈蓝色6．美国科学家萨姆纳为“探索酶的本质’’做出了很大的贡献，下列哪项不是他的成就()A．从刀豆种子中提取出脲酶B．证明了酶的本质是蛋白质C．证明了酶具有催化作用D．少数RNA也具催化功能7．酶的水解产物是()A．氨基酸B．葡萄糖C．核糖核苷酸D．氨基酸或核糖核苷酸班级姓名1．下列有关酶的正确叙述是()①酶是具有分泌功能的细胞产生的②有的酶可从食物中获得，有的酶可在体内转化合成③活细胞可以产生酶④酶都是蛋白质⑤酶的基本组成单位可以是氨基酸或核苷酸⑥酶在代谢中有多种功能⑦酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只起催化作用A．③⑤⑧B．③④③C．②⑦⑧D．①②⑥2．关于生物学实验中的变量，下列说法不正确的是()A．任何生物学实验中都需要设置变量B．对照实验中应遵循单一变量原则C．对照实验中一定存在自变量D．无关变量并不是与实验结果没有关系3．下列关于酶的化学成分的叙述，不正确的是()A．一般地说，酶的化学成分是蛋白质B．酶是由蛋白质和核酸组成的C．绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNAD．淀粉酶和过氧化氢酶都是蛋白质4．关于酶的叙述中，正确的是()A．酶只有在生物体内才能起催化作用B．酶都有消化作用C．调节新陈代谢的物质一定不是酶D．酶都是在核糖体上合成的5．20世纪80年代，T．R．Cech在研究四膜虫时，发现其rRNA前体加工除去某些片段的过程中发生“剪接反应”，该反应是在仅有RNA没有任何蛋白质参与的情况下完成的。下列推论最合理的是()A．该反应不需要酶的催化B．四膜虫体内的这种RNA具有酶的特性C．所有蛋白质和RNA都是酶D．有的DNA也可能是酶6．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是(C)7．如图表示酶、激素和蛋白质三者之间的关系。下列叙述中肯定错误的是()A．甲、乙、丙分别表示激素、酶、蛋自质B．动物体内的物质乙都是由专门的器官产生的C．能产生丙的细胞可能能产生物质乙D．能产生乙的细胞一定能产生物质丙8．同一个体内的各类活细胞所含酶的()。A．种类有差异、数量相同B．种类有差异、数量不同C．种类无差异、数量相同D．种类无差异、数量不同9．酶具有极强的催化功能，最根本的原因是()。①增加了反应物之间的接触②降低了反应物分子的活化能③提高了反应物分子中的活化能④降低了反应物分子的自由能⑤本身的数量和性质不改变，可反复利用A．①④B．②③C．③④D．②⑤10．对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是()A．二者的基本原理是不同的B．前者是使过氧化氢分子的能量提高，而后者不影响过氧化氢分子的能量C．二者都可以降低过氧化氢分子的活化能D．酶和Fe3+的作用原理是不同的11．已知淀粉遇碘可以变蓝，唾液淀粉酶可以分解淀粉。，某同学做了如下实验：请分析上述实验中：(1)自变量是蒸馏水、唾液。(2)因变量是是否变蓝。(3)无关变量是保温的温度，时间等。(4)对照组是A，实验组是B。12．将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放人盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。(1)若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如右上曲线图。20分钟后，气体量不再增加的原因是过氧化氢的量有限（是一定的）。(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线最可能是右侧C图中的虚线。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是增加过氧化氢的浓度，其结果可用a图中的虚线表示。(3)为保证上述实验的科学性，需要控制的其他外界因素有温度，光照，气压等。有教养的头脑的第一个标志就是善于提问。