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核心素养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。1.科学思维：归纳与概括酶的作用机理及特性。2科学探究：能够根据实验，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论。知识点一酶在细胞代谢中的作用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的作用。,(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
2、都能催化过氧化氢分解为水和氧气。(3)实验材料：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，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科学方法控制变量和设计对照实验(1)实验中的变量(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。分组：对照组和实验组。1号试管在实验中的作用：对照。实验组与对照组对比，
3、可以说明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显著，催化效率更高。(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。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，过氧化氢就不能被分解成水和氧气。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。在滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时
4、，能否共用一个滴管，并说明原因？提示：否。第一，会污染后一种试剂；第二，如果先吸肝脏研磨液再吸氯化铁溶液，则氯化铁溶液中含一定量的过氧化氢酶(肝脏研磨液中)，由于过氧化氢酶的高效性，必然影响对照效果。(1)一般实验中“验证”“探究”，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，比如本实验的过氧化氢浓度等。加热处理促进反应进行的原理是什么？提示：加热使过氧化氢分子得到了能量，相当于提供了活化能。题型一过氧化氢酶催化过氧化氢分解的相关实验考查例1关于下图所示实验的叙述
5、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清水和肝脏研磨液为自变量，H2O2分解速率为因变量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溶液的浓度等能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题型二酶作用原理的考查例2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
6、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知识点二酶的本质1探索过程(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)巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 (4)毕希纳(德国)：获得不含酵母细胞的提取液，他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。但未能分离鉴定出酶。(5)萨姆纳(美国)：1926年用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶，并证明了其化学本质是蛋白质。(6)切赫和奥特曼(美国)：20世纪80年
7、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，少数是RNA。酶与无机催化剂的共同点(1)只改变化学反应速率，不改变化学反应的方向。(2)不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗。(3)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。题型三酶的作用及本质的分析例320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RN
8、A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例4德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨、加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。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解题分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细胞内产生的酿酶，B正确；研磨有利于酿酶的释放，C正确；毕希纳所做的实验，不能证明酶的化学
9、本质是蛋白质，D错误。答案D知识拓展酶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降低化学反应活化能 B增加化学反应活化能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，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，
10、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“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验的处理如下表所示。请回答下列问题：(1)在上表的实验处理中，研究了哪些自变量？_。(2)若要研究生物催化剂与无机催化剂的差别，可选用的试管组合是_。(3)若试管1和试管2组成对照实验，能说明的问题是_。(4)除了上述的对照实验，
11、请再找出一组对照实验，并指出该组对照实验说明的问题。_。答案(1)温度、催化剂(2)试管3和试管4(3)加热能使H2O2分子得到能量，促进H2O2分解(4)试管1和试管3，说明FeCl3能催化H2O2的分解；试管1和试管4，说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶能催化H2O2的分解；试管1、试管3和试管4，说明FeCl3和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能催化H2O2的分解，且过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3(答出任意一条即可)解析(1)从表格信息可以看出，本实验研究了温度和催化剂对H2O2分解速率的影响。(2)依据单一变量原则，试管3和试管4实验处理的温度条件相同，仅是催化剂种类不同。(3)试管1和试管2研究的是不同温度条件下H2O2的分解速率，说明加热使过氧化氢分子得到能量，促使过氧化氢分解。(4)只要符合单一变量原则即可，故可以选用试管1和试管3、试管1和试管4以及试管1、试管3和试管4等进行分析。
