高中生物人教版必修1习题：5.1.1 酶的作用和本质 word版含解析

第16课时酶的作用和本质[目标导读] 1.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，归纳酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。

2.阅读教材P81～82图文，了解酶的发现历程，归纳酶的本质。

[重难点击] 1.酶降低化学反应活化能的原理。

2.控制变量的方法。

一酶在细胞代谢中的作用细胞代谢离不开酶，请结合教材实验探讨酶在代谢中的作用。

1.细胞代谢是细胞生命活动的基础。

细胞的主动运输需要能量，细胞内有机物的合成需要能量，外界能量输入细胞并被细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。

(1)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)生物体内的化学反应需要酶的参与。

2.结合教材，通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验来认识酶在细胞代谢中的作用。

(1)实验原理：2H2O2―→2H2O＋O2过氧化氢在自然条件下分解缓慢，让过氧化氢在加热、加入Fe3＋或者加入新鲜的肝脏研磨液(含过氧化氢酶)的不同条件下分解，通过观察气泡数目和比较对卫生香的助燃程度可以了解过氧化氢酶的作用。

(2)实验步骤(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，造成肝脏中酶的数量减少，且活性降低。

(2)肝脏要制成研磨液。

因为研磨液能加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。

(3)滴入肝脏研磨液和FeCl 3溶液时，不能共用一个滴管，否则滴入的FeCl 3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。

⎩⎪⎨⎪⎧自变量：实验过程中可以人为改变的变量。

因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。

无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些 可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关 变量。

除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。

在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终保持相同。

结合上述概念，试着分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组，将序号填入下表。

①加入H2O23④实验室的温度⑤H2O2分解速率⑥1号试管⑦2、3、4号试管3.实验的讨论与思考(1)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称为活化能。

2号试管与1号试管相比，加热为过氧化氢分子提供了活化能，从而使过氧化氢的分解加快。

(2)过氧化氢酶和Fe3＋能加快过氧化氢的分解，是为其提供了活化能吗？答案不是。

(3)结合下图归纳酶催化作用的实质从上图可以看出酶的催化作用的实质是降低化学反应的活化能。

(4)4号试管和3号试管相比，说明酶和无机催化剂一样，都能降低化学反应的活化能，使原本高温、高压下才能发生的反应在常温、常压下就能发生。

同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

归纳提炼过氧化氢在不同条件下的分解结果酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速度，使化学反应更快地达到平衡点。

而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。

活学活用1.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，对实验结果分析正确的是()A.在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢的分解最快，是因为20%的肝脏研磨液的浓度高于3.5%的FeCl3溶液B.3.5%的FeCl3溶液对过氧化氢分解速率慢，是因为其分子摩尔浓度过高，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高D.如果将四支试管都放在90 ℃水浴中，第4支试管(加肝脏研磨液的试管)反应速率仍最快问题导析(1)每滴20%的肝脏研磨液，其中含酶的分子数是每滴3.5%的FeCl3溶液中溶质分子数的25万分之一。

(2)酶的催化效率比一般无机催化剂的催化效率高。

(3)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在90 ℃水浴中，将会变性失去催化能力，Fe3＋却仍可以起催化作用。

答案C解析结合实验的原理和过程分析，还要注意酶在高温时会失去活性。

20%的肝脏研磨液，其中含酶的数量并不大，含酶的分子数是3.5%的FeCl3溶液中溶质分子数的二十五万分之一，A项错误；催化剂浓度大不会影响活性的正常发挥，B项错误；酶降低化学反应所需活化能的作用要比无机催化剂效果更显著，催化效率更高，C项正确；过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在90 ℃水浴中，将会变性失去催化能力，Fe3＋却仍可以起催化作用，D项错误。

2.如图所示，在适宜的温度、pH条件下，实线表示没有酶时的反应进程。

在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是()A.曲线aB.曲线bC.曲线cD.曲线d答案C解析酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速度，使化学反应更快地达到平衡点。

从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡点，都是错误的。

曲线c表示反应酶使反应达到平衡点的时间缩短(即反应速度提高)，而不改变反应的平衡点。

二酶的本质酶是一种生物催化剂，其化学本质是什么呢？对此科学家们进行了不懈的研究。

1.阅读教材P81“资料分析”后，把科学家和他们的发现连起来。

2.酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。

3.唾液中含有唾液淀粉酶，要验证唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，请根据下列给出的实验材料完成实验的设计：刚取的唾液，已知蛋白液，双缩脲试剂及试管等用具。

酶概念的深化(1)产生酶的细胞：所有的活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)。

(2)酶在细胞内的合成场所：不都在核糖体，RNA的合成主要在细胞核。

(3)酶的基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸。

(4)酶发挥作用的场所：无论在细胞内、细胞外、甚至体外，只要条件允许，酶都可以发挥作用。

(5)酶只能催化已存在的化学反应。

活学活用3.判断下列说法的正误。

(1)酶在生物体内有催化和调节作用()(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质()(3)有些酶中含有核糖()(4)酶催化作用的实质——提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行()(5)酶只有在活细胞内才能发挥作用()(6)酶可以从食物中直接获取()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×当堂检测1.20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，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A2.对盛有过氧化氢的试管水浴加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关叙述正确的是()A.加热和加入催化剂的基本原理是不同的B.加热和加入催化剂都可以使过氧化氢分子的能量提高C.加热和加入催化剂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答案A解析加热可以使过氧化氢分子的能量提高，加入催化剂可以降低过氧化氢分解反应的活化能。

3.选用新鲜的肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中()A.含Fe3＋多B.含酶的种类多C.温度高D.过氧化氢酶多且活性高答案D解析不新鲜的肝脏，过氧化氢酶的数量和活性都会有所下降。

4.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答案A解析只有对照实验中才需设置变量，纯粹的观察实验(如用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体)则无需设置变量。

5.如图所示分别向4支各盛有5 mL过氧化氢溶液的试管内加入肝或砂子。

在这个实验中，试管A放氧相对缓慢，试管C和D不放氧。

请回答：(1)肝脏中有什么物质能引起过氧化氢释放氧气？______________。

理由是__________________________________________________。

(2)为什么用煮沸冷却的肝作对照要比用砂子作对照更好一些？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)为什么试管B放氧速度比试管A快？________________________________________________________________________。

答案(1)过氧化氢酶过氧化氢酶能催化过氧化氢分解成H2O和O2(2)煮沸冷却的肝中同样含有过氧化氢酶，但已失去活性，这样遵循了单一变量原则(3)将肝碾碎，过氧化氢酶容易释放出来40分钟课时作业基础过关知识点一酶在代谢中的作用1.下列叙述与如图实验不相符的是()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解析在适宜的条件下，酶和无机催化剂相比，降低活化能的效果更好，不同条件下，二者无法比较。

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.控制变量答案B解析在实验中，需要控制相应的一些变量，以免影响实验结果。

其中，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。

3.下列试管中各注入10 mL 2%的过氧化氢溶液，实验中产生气泡最多的是()答案A解析A中含有丰富的过氧化氢酶，催化效率高；C中加热后酶失去了活性。

4.生物体内酶的作用是()A.能使不能发生的化学反应发生B.能降低化学反应的活化能C.为生物体内的化学反应提供能量D.催化效率与无机催化剂相同答案B解析酶作为生物催化剂，只能改变化学反应的速率而不能使本来不能发生的化学反应发生。

5.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()答案C解析活化能是指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。

酶可以降低化学反应的活化能，使反应更容易进行。

知识点二酶的本质6.当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。