1、第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)1.通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，掌握酶催化代謝反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及特征。(重、難點(diǎn))2通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)變量及設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(重、難點(diǎn))一、酶在細(xì)胞代謝中的作用(閱讀教材P78P79)1作用場(chǎng)所及實(shí)質(zhì)2比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象試管編號(hào)加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12 mLH2O2溶液不處理基本無(wú)氣泡產(chǎn)生290 水浴加熱有少量氣泡產(chǎn)生3加2滴 FeCl3溶液有較多氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香燃燒4加2滴肝臟研磨液有更多氣泡產(chǎn)生，并使衛(wèi)生香猛烈燃燒點(diǎn)撥(1)H2O2在室溫條件下，不需要酶也能分解。(2)肝臟研磨液要研磨充分。二、酶的作用原理和本質(zhì)(

2、閱讀教材P80P82)1酶的作用原理(1)活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。(2)作用機(jī)制：同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高結(jié)果：正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行2酶的本質(zhì)1連線(xiàn)主題一酶在細(xì)胞代謝中的作用結(jié)合下面實(shí)驗(yàn)探究以下問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)的變量與對(duì)照自變量 因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組2號(hào)：90 水浴加熱用單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示H2O2分解速率加入H2O2的量；實(shí)驗(yàn)室溫度；FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度1號(hào)試管2、3、4號(hào)試管3號(hào)：加入3.5%FeCl3溶液2滴4號(hào)：加入20%肝臟研磨液2滴(2)實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)論1、4號(hào)試管對(duì)照酶具有催化作用。1、3、4(或3、4)號(hào)試管對(duì)照與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。過(guò)氧化氫酶存在于細(xì)胞內(nèi)，要通過(guò)研磨讓酶分子釋放出來(lái)，在研磨過(guò)程中通常要加適量的蒸餾水，加適量蒸餾水的目的是什么？提示：動(dòng)物細(xì)胞在蒸餾水中會(huì)吸水漲破，便于過(guò)氧化氫酶的釋放。1控制變量的科學(xué)方法變量單一變量原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則2過(guò)氧化氫在不同條件下的分解結(jié)果酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，并不改變化學(xué)反應(yīng)平衡點(diǎn)的位置，只是改變化學(xué)反應(yīng)的速度，使化學(xué)反應(yīng)更快地達(dá)到平衡點(diǎn)。而自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化。1下列關(guān)于酶的實(shí)驗(yàn)不正確的是()A上述反應(yīng)中的自變量是催化劑的種類(lèi)B該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明酶催化效率

4、高C該實(shí)驗(yàn)如果將肝臟進(jìn)行研磨，效果會(huì)更好D該實(shí)驗(yàn)的因變量是肝臟質(zhì)量的變化解析：選D。本實(shí)驗(yàn)中用的是過(guò)氧化氫酶和氯化鐵溶液兩種不同的催化劑，所以催化劑的種類(lèi)是本實(shí)驗(yàn)的自變量，而加入肝臟(含過(guò)氧化氫酶)的試管反應(yīng)更快，說(shuō)明了酶催化效率高；因變量是產(chǎn)生氧氣的快慢。2(2016·淮安高一檢測(cè))下圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產(chǎn)生的現(xiàn)象及推測(cè)錯(cuò)誤的是()A若有氣體大量產(chǎn)生，可推測(cè)新鮮土豆片中含有過(guò)氧化氫酶B若增加新鮮土豆片的數(shù)量，量筒中產(chǎn)生氣體的速率加快C一段時(shí)間后氣體量不再增加是因?yàn)橥炼蛊臄?shù)量有限D(zhuǎn)為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，需要控制溫度等無(wú)關(guān)變量解析：選C。土豆片中含有過(guò)氧化氫酶能夠催化過(guò)氧

5、化氫的分解，增加土豆片，加快反應(yīng)速率使氧氣釋放速率加快；由于瓶子中的反應(yīng)物(H2O2)是有限的，所以一段時(shí)間后氣體的量不再增加；為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，要保證單一變量，控制好無(wú)關(guān)變量，因?yàn)楦邷厍闆r下過(guò)氧化氫會(huì)自動(dòng)分解。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要選用新鮮的肝臟或土豆片。肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生菌的作用下分解，造成細(xì)胞中酶的數(shù)量減少，且活性降低。(2)肝臟要制成研磨液。因?yàn)檠心ヒ耗芗哟蟾渭?xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫酶與試管中過(guò)氧化氫的接觸面積，從而加速過(guò)氧化氫的分解。 主題二酶的作用機(jī)理及本質(zhì)酶的催化機(jī)理結(jié)合下圖探究下面問(wèn)題：該模式圖說(shuō)明酶的作用機(jī)理為酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。酶的本質(zhì)材料1：20

6、世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RnaseP酶，由20%蛋白質(zhì)和80%RNA組成，如果將這種酶中的蛋白質(zhì)除去，他們發(fā)現(xiàn)留下來(lái)的RNA仍然具有與這種酶相同的活性。這一結(jié)果表明RNA具有催化作用。材料2：唾液中含有唾液淀粉酶，要驗(yàn)證唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了下表所示的實(shí)驗(yàn)：組別待測(cè)液檢驗(yàn)試劑現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)組唾液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色對(duì)照組已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)。1巧記酶的“二、一、一、一”2酶的本質(zhì)和生理功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體細(xì)胞核(主要)來(lái)源一般活細(xì)胞中均能產(chǎn)生生理功能具有生物催化功能作用場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外1如圖

7、，表示有酶催化的反應(yīng)曲線(xiàn)，表示沒(méi)有酶催化的反應(yīng)曲線(xiàn)，E表示酶降低的活化能，正確的圖解是()解析：選C。酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而使化學(xué)反應(yīng)能夠高效快速進(jìn)行，但反應(yīng)過(guò)程仍然需要能量，只是有酶時(shí)所需能量少，沒(méi)有酶時(shí)所需能量多。2為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如圖所示。在37 水浴中保溫一段時(shí)間后，1、2中加入適量雙縮脲試劑，3、4中不加任何試劑，下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是()A實(shí)驗(yàn)B實(shí)驗(yàn)C實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)都能D實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)都不能解析：選A。雙縮脲試劑檢測(cè)的是蛋白質(zhì)，蛋白酶也是蛋白質(zhì)，故本題無(wú)法從化學(xué)特性上達(dá)到目的，只有考慮物理特性，如蛋白塊的變小或消失。 核心知識(shí)小結(jié)要點(diǎn)

8、回眸答題必備1.細(xì)胞代謝是細(xì)胞中化學(xué)反應(yīng)的總稱(chēng)。2.酶是生物催化劑，其催化作用的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。3.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。4.肝臟必須是新鮮的，否則其含有的過(guò)氧化氫酶就會(huì)失去催化作用。5.肝臟需經(jīng)過(guò)研磨，才能將其中的過(guò)氧化氫酶充分釋放出來(lái)。 隨堂檢測(cè)1下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是()A所有酶都含有C、H、O、N四種元素，是由單體組成的生物大分子B有些酶和相應(yīng)的化學(xué)試劑作用呈現(xiàn)紫色反應(yīng)C活細(xì)胞產(chǎn)生酶的場(chǎng)所都是細(xì)胞質(zhì)中的核糖體D催化反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不變解析：選C。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，都是生物大分子。蛋白質(zhì)和RNA都含有

9、C、H、O、N四種元素，分別是由氨基酸、核糖核苷酸組成的。蛋白質(zhì)類(lèi)的酶和雙縮脲試劑作用呈現(xiàn)紫色反應(yīng)。活細(xì)胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)類(lèi)酶的場(chǎng)所都是核糖體，但是RNA類(lèi)酶是在細(xì)胞核中產(chǎn)生的。酶是生物催化劑，催化反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不變。2酶具有極強(qiáng)的催化功能，其原因是()A增加了反應(yīng)物之間的接觸面積B降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能C提高了反應(yīng)物分子的自由能D降低了反應(yīng)物分子的自由能答案：B3在過(guò)氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結(jié)果應(yīng)該是()A產(chǎn)生氣泡B溶液呈藍(lán)色C溶液呈紫色 D產(chǎn)生磚紅色沉淀解析：選C。過(guò)氧化氫酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)。4(2016·蘭州高一檢測(cè))胰蛋白酶在水解過(guò)程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基

10、酸，這說(shuō)明()A胰蛋白酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的B胰蛋白酶是生物催化劑C胰蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)D胰蛋白酶的基本組成單位是多肽解析：選C。胰蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。5下表是有關(guān)H2O2的系列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：序號(hào)反應(yīng)物加入物質(zhì)條件現(xiàn)象X1H2O2無(wú)室溫幾乎無(wú)氣泡X12H2O2氯化鐵室溫X23H2O 2土豆浸出液室溫X3(1)序號(hào)3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(2)序號(hào)3的土豆浸出液中含有的對(duì)此實(shí)驗(yàn)起作用的物質(zhì)是_，土豆浸出液能否重復(fù)使用？_(填“能”或“不能”)。(3)若表中的X的內(nèi)容是收集100 mL氣體所需的時(shí)間，你預(yù)測(cè)X1、X2、X3的大小關(guān)系是_。解析：(1)序號(hào)3中加入的土豆浸出液中含有過(guò)氧化氫酶，

11、會(huì)產(chǎn)生大量氣泡。(2)土豆浸出液中起作用的物質(zhì)為過(guò)氧化氫酶，由于酶在反應(yīng)前后“質(zhì)”和“量”都不發(fā)生改變，所以可以重復(fù)利用。答案：(1)產(chǎn)生大量氣泡(2)過(guò)氧化氫酶能(3)X1>X2>X3課時(shí)作業(yè)1某興趣小組重現(xiàn)H2O2在不同條件下分解情況的實(shí)驗(yàn)，首先向a、b、c、d四支潔凈的試管內(nèi)分別加入等量等濃度H2O2，然后，a試管室溫處理、b試管90 水浴處理、c試管常溫處理并滴加2滴新鮮肝臟研磨液、d試管常溫處理并滴加2滴氯化鐵溶液，最后統(tǒng)計(jì)四支試管內(nèi)氣泡產(chǎn)生的多少情況依次為極少、少量、大量、較多。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()Aa試管與b試管H2O2的活化能相同，d試管與c試管的活化能相同Bc

12、、d試管分別與a試管比較，說(shuō)明Fe3和過(guò)氧化氫酶均具有催化功能C綜合分析a試管、c試管和d試管，說(shuō)明與無(wú)機(jī)催化劑相比過(guò)氧化氫酶降低活化能的效果更顯著D與a試管相比較，b試管的水浴加熱為過(guò)氧化氫的分解提供了能量解析：選A。加熱能為過(guò)氧化氫的分解提供能量，但不會(huì)改變活化能的大小，而催化劑能降低活化能，其中酶降低活化能的效果更為顯著。2在過(guò)氧化氫酶和Fe3的催化效率比較實(shí)驗(yàn)中，把肝臟制成研磨液的目的是()A有利于過(guò)氧化氫酶的釋放B保護(hù)過(guò)氧化氫酶C提高過(guò)氧化氫酶的活性D以上說(shuō)法都不對(duì)答案：A3下列關(guān)于活化能的敘述，不正確的是()A分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量B無(wú)機(jī)催化劑、水浴

13、加熱都可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能D同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用效果更顯著解析：選B。酶和無(wú)機(jī)催化劑均能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更顯著。水浴加熱雖然能加快化學(xué)反應(yīng)速度，但并沒(méi)有降低反應(yīng)的活化能。4如圖中曲線(xiàn)、分別表示物質(zhì)A在無(wú)催化劑條件和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需的能量變化過(guò)程。下列相關(guān)敘述正確的是()AAD段表示在無(wú)催化劑條件下，物質(zhì)A生成物質(zhì)P需要的活化能B若將酶催化改為無(wú)機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則B點(diǎn)在縱軸上將向下移動(dòng)C若僅增加反應(yīng)物A的量，則圖中曲線(xiàn)的原有形狀均發(fā)生改變D若曲線(xiàn)為最適酶促條件下的曲線(xiàn)，改變酶促條件后，則

14、B點(diǎn)在縱軸上將向上移動(dòng)解析：選D。分析題圖，在無(wú)催化劑條件下，物質(zhì)A生成物質(zhì)P所需的活化能為AC，在有酶催化的條件下，生成物質(zhì)P所需的活化能為BC。若曲線(xiàn)為最適酶促反應(yīng)條件下的曲線(xiàn)，改變酶促反應(yīng)條件后，所需的活化能會(huì)變大，因此B點(diǎn)在縱軸上將向上移動(dòng)。5(2016·山東牟平一中月考)下列關(guān)于過(guò)氧化氫酶的敘述，不正確的是()A過(guò)氧化氫酶本質(zhì)上是蛋白質(zhì)B過(guò)氧化氫酶可以在條件適宜的情況下被蛋白酶水解CFe3和過(guò)氧化氫酶都能加速過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)D過(guò)氧化氫酶可以使過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生更多的氣體解析：選D。過(guò)氧化氫酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故A正確。酶具有專(zhuān)一性，所以在適宜條件下過(guò)氧化氫酶可以被蛋白酶水

15、解，故B正確。無(wú)機(jī)催化劑和過(guò)氧化氫酶都可以催化過(guò)氧化氫的分解，所以都可以加速它們的分解反應(yīng)，故C正確。過(guò)氧化氫酶只是加快了過(guò)氧化氫分解的速率但不能增加產(chǎn)量，故D錯(cuò)誤。6甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變解析：選B。分析曲線(xiàn)可知：甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改變，說(shuō)明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解，其化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，應(yīng)是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，說(shuō)明該種蛋白酶能改變其分子結(jié)構(gòu)，所以乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。7一透

16、析袋(其膜為半透膜)中裝有物質(zhì)M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸餾水的容器中，第二天檢查時(shí)，在蒸餾水中發(fā)現(xiàn)有物質(zhì)X，根據(jù)這一現(xiàn)象，下列選項(xiàng)正確的是()酶分解了物質(zhì)XM被分解X是物質(zhì)M的組成成分X能透過(guò)透析袋ABC D解析：選B。在蒸餾水中沒(méi)有物質(zhì)M，有三種可能，一是M不能透過(guò)透析袋進(jìn)入蒸餾水中；二是物質(zhì)M被酶催化反應(yīng)，且產(chǎn)物不能進(jìn)入蒸餾水中；三是物質(zhì)M被酶催化反應(yīng)，且產(chǎn)物進(jìn)入蒸餾水中。既然蒸餾水中發(fā)現(xiàn)有物質(zhì)X，則第三種推測(cè)正確。8活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。如圖為酶的作用模型。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)從圖中可以看出，沒(méi)有酶催化時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能_，

17、有酶催化時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的活化能_，a指_。因此，酶催化作用的實(shí)質(zhì)是_。(2)酶的化學(xué)本質(zhì)是_，酶起作用的部位是_。解析：酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而提高反應(yīng)速率。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。答案：(1)高低酶所降低的活化能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(2)蛋白質(zhì)或RNA細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外9在編號(hào)為14號(hào)的4支試管內(nèi)各注入10 mL 3%的過(guò)氧化氫溶液，1號(hào)試管作為對(duì)照，2號(hào)試管內(nèi)迅速放入新鮮豬肝12小塊，3號(hào)試管內(nèi)放入一枚銹鐵釘，4號(hào)試管內(nèi)放入煮熟的豬肝12小塊，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)立即出現(xiàn)大量氣泡的試管為_(kāi)號(hào)，這種氣體是_，產(chǎn)生大量氣泡的原因是_。(2)4號(hào)試管內(nèi)有什么變化？_。理由是_。(3)2號(hào)和3號(hào)試管內(nèi)都能產(chǎn)生氣體，但產(chǎn)生氣體的速度和數(shù)量不同，原因是_。解析：1號(hào)試管作為對(duì)照；在2號(hào)試管中，豬肝中的過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫分解成水和氧氣；3