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学习目标1.明确自变量、因变量、无关变量的含义，能区分实验组、对照组。2.归纳酶催化作用的实质。3.归纳出酶的本质。知识点一酶在代谢中的作用知识梳理1.细胞代谢(1)场所：细胞内。(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实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验目的比较过氧化氢在不同条件下的分解速率。尝试探究过氧化氢酶和Fe3的催化效率的方法。(2)实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，它和无机催化剂Fe3都能催化过氧化氢分解为水和氧气。(3)实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的
2、过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计。(4)实验过程及结果(5)实验结论：4号试管与1号试管的现象不同，说明酶具有催化作用；4号试管与3号试管的现象不同，说明与无机催化剂Fe3相比，过氧化氢酶的催化效率更高。3控制变量(1)实验中的变量含义上述实验中实例自变量实验中人为改变的变量氯化铁溶液和肝脏研磨液因变量随自变量的变化而变化的变量过氧化氢分解速率无关变量除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的变量；无关变量应当始终保持相同溶液的体积，肝脏研磨液的新鲜程度等注意事项(1)一般实验中“验证”“探
3、究”，其中“”就是自变量。(2)自变量与因变量具有前因后果关系，实验的目的往往是探究或验证自变量对因变量的影响。(3)无关变量的判断技巧：一是外界环境，如温度、pH等；二是材料本身，比如本实验的肝脏研磨液的新鲜程度等。(2)对照实验含义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。分为：对照组和实验组。1号试管在实验中的作用：对照实验。说明在正常条件下3%H2O2不易分解，是比较稳定的，从而说明正是由于加热或催化剂的作用使它快速分解。4酶的作用原理(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)原理：酶可以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更
4、显著，因而催化效率更高。(3)酶降低化学反应活化能的图解(4)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。1.实验时为什么要选用新鲜的肝脏？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，无法体现酶的催化效率。2为什么将肝脏剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整块的肝脏？提示：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H2O2的接触机会以加速H2O2分解。典题分析题型一酶作用原理的考查例1下图表示某物质在酶、无机催化剂、无催化剂时由常态转化为活跃状态时所需的活化能(分别为a、b、c)，此图不能得到的结论是()A无机催化剂能降低化学反应的活化能B酶能降低化学反应的活
5、化能C无机催化剂降低的活化能为baD酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著解题分析由图可知，酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能，无机催化剂降低的化学反应活化能为cb，图中酶催化时所需的活化能比无机催化剂所需的活化能低，说明酶降低活化能的效果比无机催化剂更显著。答案C例2关于下图所示实验的叙述中，错误的是()A甲装置是实验组，乙装置是对照组BH2O2溶液的浓度属于无关变量C乙试管产生气泡的速率比甲试管快D两支试管中H2O2溶液的体积应相同解题分析用新鲜肝脏研磨液处理的为实验组，加清水的为对照组，其他的变量，如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量，应遵守等量原则。答案A知识点二
6、酶的本质知识梳理1.探索过程(1)巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。(2)争论(3)毕希纳(德国)：获得不含酵母细胞的提取液，但未能分离鉴定出酶。(4)萨姆纳(美国)：1926年用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶，并证明了脲酶是蛋白质。(5)切赫和奥特曼(美国)：20世纪80年代，发现少数RNA也具有催化功能。2酶的概念(1)合成场所：活细胞内。(2)化学本质：具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。3酶与一般催化剂的共性(1)能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短到达平衡所用的时间，但不改变反应的方向和平衡点。(2)反应前后，酶的性质和数量不变。典题分析题型二酶的
7、作用和本质的分析例3酶是由活细胞产生的。下列关于酶的叙述中，正确的一组是()酶是一类具有生物催化作用的蛋白质酶在代谢中只能起催化作用酶在化学反应前后种类和数量都不会发生改变酶之所以能够改变化学反应速率，是因为提供了化学反应所需的活化能只要条件适宜，酶在生物体外也能催化相应的化学反应A B C D解题分析大部分酶是蛋白质，但少数酶是RNA，错误；酶的作用是催化，作用机理是降低了化学反应的活化能，但自身在反应前后的性质和数量不发生改变，正确，错误；酶在生物体内外都可以发挥作用，正确。答案A例420世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，该酶是由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中
8、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()ARNA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解题分析由题意可知，除去RNaseP酶中的蛋白质，在提高Mg2的浓度的前提下，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。答案A题后归纳有关酶的知识归纳课堂小结一、知识结构二、重要术语1酶2.新陈代谢3.生物催化剂三、重要概念1新陈代谢是生命的基本特征。细胞内物质的自我更新过程是通过一系列化学反应实现的。这些化学反应是在酶的催化下进行的，并伴随有能量变化。2
9、酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。当堂检测查漏补缺巩固提升1在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，把新鲜肝脏制成研磨液的目的是()A保护过氧化氢酶B有利于过氧化氢酶与反应物的接触C提高过氧化氢酶的活性D有利于对实验结果的观察答案B解析研磨可破坏肝细胞，使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，以增大与反应物的接触面积。2酶作为一种生物催化剂，具有下列哪种能量效应()A降低反应活化能 B增加反应活化能C增加产物的能量水平 D降低反应物的能量水平答案A解析酶具有催化作用，作用原理是降低化学反应的活化能，提高活化分子的数量，加快反应速率，缩短达到平衡的时间
10、，但不改变化学反应的平衡点，本身不被消耗，反应前后量不变。既不能提高也不能降低反应物及生成物的能量。3用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A蛋白质 B脂肪酶 CRNA D淀粉酶答案C解析核糖体的主要成分是蛋白质和RNA，蛋白酶将核糖体中的蛋白质水解后只剩下RNA，所以发挥催化作用的是RNA。4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解析因变量是指随着自变量的变化而变化的变量；除自变量外，对实验结果造成影响的一些可变因素称为无关变量；而人为改变的变量称为自变量。5下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”。相关分析合理的是()A本实验的因变量是不同的催化剂B本实验的无关变量有温度和酶的用量等C1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能答案C解析本实验的因变量是气泡的产生速率，即过氧化氢的分解速率，A错误；温度是自变量，酶的用量是无关变量，B错误；1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同，可分别构成对照实验，C正确；2号在高温下出现气泡的原因是加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态，D错误。
