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第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。
本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。
例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。
此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。
二、教学目标1. 知识目标（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
（2）、阐述细胞代谢的概念2. 能力目标（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
（2）、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
3. 情感态度与价值观目标（1）、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。
认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。
（3）、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。
三、教学重点和难点1、教学重点：酶的作用、本质2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。
工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。
2020-2021学年高一生物人教版必修1教师文档：第5章第1节降低化学反应活化能的酶含解析第1节降低化学反应活化能的酶学习目标核心素养1。
说明酶的作用、本质和特性.2.说明温度和pH对酶活性的影响.3.在探究实验中，学会控制自变量以及设置对照实验和重复实验.1。
通过探究酶化学本质和特性的实验，养成归纳和演绎的科学思维方式.2.通过实验探究温度、酸碱度对酶促反应的速率的影响，提高实验设计和实验结果分析的能力。
一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢(1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2)细胞代谢的条件：需酶的催化.(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动的基础.2．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验（1)实验原理2H2O2错误!2H2O＋O2（2）实验过程和现象酶具有催化作用，效率更高。
（4）实验中变量的控制①自变量：在实验过程中人为改变的变量。
如本实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液等。
②因变量:随自变量变化而变化的变量。
如本实验中H2O2分解速率。
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可变因素，如肝脏的新鲜程度等。
(5)对照实验①含义：除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。
②原则：除了要观察的变量外,其他变量都应始终保持相同。
3．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：酶降低活化能的作用更显著。
(3）意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
二、酶的本质及特性1．酶的本质错误!2．酶的特性[连线］错误!错误!①高效性a。
高温、高压、强酸、强碱使酶失活②专一性b。
酶降低活化能的作用更显著③作用条件较温和 c.一种酶只能催化一种或一类化学反应提示：①－b②－c③－a3．温度和pH对酶活性的影响（1)低温时，酶活性很低,但酶的空间结构稳定。
(2）最适温度或pH，酶的活性最高。
(3)高温、过酸或过碱时,酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活。
第一节降低化学反应活化能的酶
一、细胞代谢：细胞中的化学反应统称为细胞代谢。
二、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。
三、酶的作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
四、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
五、酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率高
（2）专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应
（3）作用条件较温和：最适温度（pH值）下，酶活性最高。
（过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使
蛋白质变性失活；低温只是抑制酶活性，酶的空间结构没
有破坏，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
）
六、影响酶促反应的因素
⑴温度
⑵ PH
⑶反应物浓度
⑷酶浓度
5)激活剂、抑制剂
七、实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）
实验结论：酶的催化效率要比无机催化剂的高
控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
实验设计原则：对照原则、单一变量原则、等量原则
2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
必修1第1节降低化学反应活化能的酶知识点一酶的化学本质【例1】下列有关酶的正确叙述是( )①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，一般都能产生酶④酶都是蛋白质⑤有的酶不是蛋白质⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．①⑤⑧C．③⑤⑧D．①③⑤解析：酶是活细胞产生的具催化能力的有机物，酶的化学本质主要是蛋白质，也有极少数的酶，其化学本质为RNA，酶在代谢中惟一的作用是降低反应分子的活化能，从而使反应更容易进行，在反应前后，酶的性质与量均不发生变化。
酶既可在细胞内发挥作用如DNA聚合酶，也可被分泌到细胞外发挥作用如消化酶，故只有③⑤⑧所述正确，其余各项均不正确。
答案：C。
酶的作用特性及相关实验验证【例2】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，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如图所示)，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，根据数据绘制出如下曲线图。
20分钟后，气体量不再增加的原因是____________________。
(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下列________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______，其结果可用______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________。
解析：(1)当气体量不再增加时，说明试管中的反应已经停止，土豆片存在说明酶还存在，反应停止的原因是过氧化氢量有限。
(2)增加土豆片会导致酶的浓度增大，使反应速度加快，在较短时间内达到反应平衡，所以用c图表示。
要得到更多的反应产物，采取的措施是增加反应物——过氧化氢的浓度，反应曲线用a表示。
(3)为保证实验的科学性，应严格控制该实验中温度、光照等无关变量，排除无关变量的干扰。
第一节降低化学反应活化能的酶
一、选择题
1．(2010·威海模拟)下列有关酶的叙述，正确的是()
①酶是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③活细胞一般都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的酶是RNA⑥酶在代谢中有多种功能⑦酶在细胞代谢、生殖和发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤B．②③⑦
C．③④⑧D．③④⑤⑧
答案：D
解析：本题主要考查酶的概念。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
活细胞几乎都能产生酶，且酶只有催化作用。
2.
(2011·新课标卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示，下列分析错误的是()
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
答案：B
解析：由题图分析得知，甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理后，甲酶活性不变，乙酶活性下降，说明甲酶的化学本质不是蛋白质，而是RNA，乙酶的化学本质是蛋白质，用蛋白酶处理后其分子结构会发生改变而失活。
3．(2011·扬州中学期末考试)下列有关酶的叙述中，错误的是()
A．所有酶都含有C、H、O、N四种元素
B．酶只能在细胞内发挥作用
C．蛋白酶能够催化唾液淀粉酶水解
D．人体内的酶也在不断地更新
答案：B
4．(2011·无锡一中期末考试)下列各项是关于酶的叙述，其中正确的一项是()
①酶是活细胞产生的②酶都有消化功能③酶的本质是蛋白质、蛋白质都是酶④酶具有专一性、高效性⑤酶促反应与外界条件无关⑥淀粉酶能促进淀粉水解A．①②③B．①②③④
C．①②④⑥D．①④⑥
答案：D
5．(2011·无锡一中期末考试)下图表示某有机物中加入相应的水解酶后，置于0℃至80℃环境中，有机物被分解的总量与温度的关系。
根据该图判断：把这些物质(包括某有机物、分解的产物、催化剂)从80℃降温处理，其关系图应为()
答案：B
6．下图为4种不同的酶(分别以a、b、c、d表示)在不同温度下酶活性变化的曲线。
在37℃时酶活性最高的是()
A．a B．b C．c D．d
答案：D
解析：酶的催化能力受温度的影响，温度过高或过低，都会影响酶的活性。
每种酶都有一个最适温度，在一定的温度范围内(在到达最适温度前)，酶活性随温度的升高而增强，超过最适温度，若温度继续升高，酶的活性反而下降，甚至会引起酶蛋白的变性而失活。
本题所示酶活性变化曲线显示在37℃，唯有曲线d酶活性最高。
7．(2011·石家庄市高一期末考试)下列有关酶的叙述中，不正确的是()
A．酶是活细胞产生的催化剂
B. 多数酶是蛋白质，少数是RNA
C．酶在催化过程中要消耗自身
D. 酶的催化需要适宜的温度和pH
答案：C
8．(2011·石家庄市高一期末考试)在探究影响酶活性的条件的实验中，探究不同的温度对酶活性的影响时，温度和pH分别属于()
A. 自变量和因变量
B. 因变量和无关变量
C. 自变量和无关变量
D. 自变量和对照变量
答案：C
9．(2010·广州模拟)多酶片中含有的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶具有辅助消化的作用。
关于酶的叙述，正确的是()
A．多酶片中的酶都是蛋白质
B．一个酶分子只起一次作用
C．酶提供反应开始时所必需的活化能
D．食物消化过程需要酶的作用，而细胞内的化学反应不需要酶的作用
答案：A
解析：多数酶为蛋白质，少数酶为RNA。
多酶片中的酶全为消化酶，其化学本质为蛋白质。
酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是提供反应开始时所需的活化能。
另外，生物体内各种化学反应，不管是食物消化，还是细胞内的化学反应，均需酶的催化。
10．(2011·襄阳市高一统测)下列实例中，不能说明“酶的作用条件较温和”的是() A．平原地区的人进入西藏后产生“高原反应”
B．人发高烧后食欲下降
C．唾液淀粉酶进入胃后不再催化食物中的淀粉水解
D．用沸水浸泡的加酶洗衣粉洗涤效果不佳
答案：A
11．(2011·襄阳市高一统测)某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如下图所示的实验结果。
下列有关叙述不正确的是()
A．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
B．曲线①作为对照实验
C．化合物P对该酶的活性有抑制作用
D．若反应温度不断升高，则A点持续上移
答案：D
12．(2011·襄阳市高一统测)下列有关酶的叙述，正确的是()
A．酶具有催化功能的原因是能降低化学反应的活化能
B．酶通过提供化学反应的活化能，加快生化反应速率
C．低温处理胰蛋白酶不影响它的活性和酶促反应速率
D．脂肪酶在细胞内具有专一性，在细胞外没有专一性
答案：A
13．(2010·海淀区期末)下列有关酶的叙述中，不正确的是()
A．酶是活细胞产生的一类有机物
B．酶催化功能的本质是提高反应的活化能
C．酸碱或温度会改变酶的空间结构
D．酶不会随催化反应而减少
答案：B
解析：本题考查酶的本质、功能及影响因素。
酶的本质是蛋白质或RNA，反应前后酶本身不变。
酶的作用机理应是降低化学反应的活化能，过酸、过碱或高温能使酶变性失活。
14．(2010·崇文区期末)下列关于酶的叙述错误的是()
A．酶的活性可以用酶促反应速率表示
B．酶的活性受温度、pH等因素的影响
C．酶只能在细胞内发挥催化作用
D．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
答案：C
解析：酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，比如消化酶等。
15．(2011·襄阳市高一统测)下列叙述与右图实验不相符的是()
A．该实验的自变量是催化剂的种类
B．该实验的因变量是催化剂的催化效率
C．该实验能证明酶降低活化能的作用更显著
D．加入肝脏研磨液和Fe3＋，前者的反应速率总是较快
答案：D
二、非选择题
16．(2011·扬州中学期末考试)下表是H2O2在不同条件下的分解。
据表回答：
(1)比较2号与3号试管的实验现象，说明酶具有__________，比较4号与3号试管的实验现象，说明________________________________________________________。
(2)设置5号、6号、7号试管对照实验是要探究_________________________________，
7号试管的处理为_________________________________________________________。
(3)如果要探究温度对酶活性的影响，可以用我们口腔中的__________酶，对实验结果的检验可直接滴入1～2滴__________。
答案：(1)高效性高温使酶失活(2)pH对酶活性的影响 2 mL H2O2＋2滴肝脏研磨液＋2滴蒸馏水(3)唾液淀粉碘液
17．(2011·全国卷)某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。
回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
答案：(1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围(包括55～65℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。
若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。
否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
解析：(1)酶的作用具有专一性，因此测定脂肪酶活性时应选择脂肪为反应底物；酶的活性要求pH适宜，为维持pH的相对稳定需加入缓冲物质。
(2)与双缩脲试剂反应呈紫色是蛋白质的特性，所以该酶的化学本质是蛋白质。
(3)在55～65℃范围内设置一系列温度梯度，观察不同温度下酶的催化效率，其催化效率最高的对应温度为该酶催化作用的最适温度。
