PAGEPAGE1第1課時酶的作用和本質一、酶在細胞代謝中的作用1.細胞代謝(1)場所：細胞中。(2)實質：各種化學反應的總稱。(3)意義：細胞生命活動的基礎。2.酶在細胞代謝中的作用(1)試驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解①試驗原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝臟研磨液中的過氧化氫酶的作用下加速分解。②試驗過程和現象試管編號新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液試驗處理H2O2分解速率(氣泡多少)點燃的衛生香檢測12mL不處理基本無氣泡產生—22mL90℃水浴加熱很少—32mL滴加質量分數為3.5%的FeCl3溶液2滴較多發亮42mL滴加質量分數為20%的肝臟研磨液2滴很多復燃試驗結論：酶具有催化作用，同無機催化劑相比，其催化效率更高。(2)試驗中變量的限制變量：在試驗過程中可以變更的因素。自變量：試驗過程中可以人為變更的變量，如上述試驗中FeCl3溶液、肝臟研磨液。因變量：隨著自變量的變更而變更的變量。如上述試驗中H2O2分解速率。無關變量：除自變量外，試驗過程中可能還會存在一些可變因素，對試驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量，如試劑的用量、試驗室溫度等。3.酶的作用機理(1)活化能：分子從常態轉變為簡單發生化學反應的活躍狀態所須要的能量。(2)作用機理：酶能降低化學反應的活化能。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。(3)作用機理圖解圖中曲線1中的A是在無催化劑的條件下反應所須要的活化能，圖中曲線2中的B是在有催化劑的條件下反應所須要的活化能，圖中C的含義是酶降低的活化能。(1)細胞代謝是生物體內化學反應的統稱()(2)酶在細胞代謝中起著調整、催化等多種作用()(3)酶能降低化學反應的活化能，為化學反應供應能量()(4)無關變量是與該試驗結果無關的變量()答案(1)√(2)×(3)×(4)×1.比較過氧化氫在不同條件下的分解試驗，試驗中的自變量是什么？試驗中哪組是比照組？因變量是什么？如何檢測？提示自變量是對試驗材料的不同處理，即90℃加熱、加FeCl3溶液、加肝臟研磨液。1號試管是比照組。因變量是H2O2的分解速率。通過視察氣泡產生速率及衛生香燃燒狀況進行檢測。2.試驗時為什么要選用簇新肝臟？為什么要將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是干脆加入整塊的肝臟？提示肝臟假如不簇新，肝細胞內的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解，過氧化氫就不能被分解成水和氧氣。剪碎并研磨可使肝細胞中過氧化氫酶充分釋放，從而增大與H2O2的接觸機會以加速H2O2的分解。3.在滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時，為什么不能共用一支吸管？提示滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時，不能共用一支吸管，否則滴加的FeCl3溶液中會含少量肝臟研磨液，而研磨液中的過氧化氫酶的催化作用具有高效性，會使兩支試管中產生的氣泡差別不大，不易對比視察，從而影響試驗結果的精確性。二、酶的本質1.酶的探究歷程(1)1857年，法國微生物學家巴斯德認為：沒有酵母活細胞的參加，糖類是不行能變成酒精的。(2)德國化學家李比希認為：引起發酵的是酵母細胞死亡并裂解后釋放出來的物質。(3)德國化學家畢希納把從酵母細胞中提取出的引起發酵的物質稱為釀酶。(4)1926年，美國科學家薩姆納第一個提取出脲酶，并證明白脲酶是蛋白質，其作用是分解尿素。(5)20世紀80年頭，美國科學家切赫和奧特曼發覺少數RNA也具有生物催化功能。2.酶的本質絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數的酶是RNA。(1)酶是具有催化作用的蛋白質()(2)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物()(3)酶分子在催化反應完成后馬上被降解成氨基酸()(4)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸()(5)酶是活細胞產生的，也只能在細胞內起作用()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×1.下列有關酶的敘述正確的是()①酶是具有分泌功能的細胞產生的②有的從食物中獲得，有的是體內轉化而來③酶是由只在細胞內發揮作用A.①②⑤B.③⑦⑨C.③④⑧D.④⑤⑥答案C解析酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質類物質，少數酶為RNA；酶只有催化作用，在個體發育中起調控作用的是激素。2.(2024·廊坊高一上月考)關于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的試驗，下列敘述正確的是()A.試驗中所用肝臟必需是簇新的，若放置時間過長肝細胞內的過氧化氫會削減B.試驗中用到的滴管，必需先吸取氯化鐵溶液再吸取肝臟研磨液，這樣對試驗結果影響較小C.過氧化氫在溫度高的環境中分解速度比常溫下會加快D.試驗的自變量是試管中產生氣泡數目的多少和衛生香的復燃狀況答案C解析肝臟放置時間過長，過氧化氫酶會分解失活，A錯誤；吸取氯化鐵溶液和吸取肝臟研磨液的滴管不能混用，B錯誤；過氧化氫在高溫條件下分解速率會加快，C正確；試管中產生氣泡數目的多少和衛生香的復燃狀況是因變量，D錯誤。3.(2024·河北安平中學月考)在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”試驗中，對試驗的處理如表所示。下列有關分析不正確的是()試管編號試驗處理加入體積分數為3%的過氧化氫溶液溫度加入試劑試管12mL常溫/試管22mL90℃/試管32mL常溫2滴質量分數為3.5%的FeCl3溶液試管42mL常溫2滴質量分數為20%的肝臟研磨液A.上表試驗涉及溫度和催化劑種類兩個自變量B.試管2中沒有加入任何試劑，應為空白比照組C.試管4和試管1形成比照，可說明酶具有催化作用D.若要探討酶的高效性，可選用試驗組合試管3和試管4答案B解析分析表格信息可知，試管1和試管2的區分為溫度，試管3和試管4的區分為催化劑種類，即溫度和催化劑種類均是自變量，A正確；試管2雖沒有添加任何試劑，但是溫度與試管1不同，因此試管2也是試驗組，B錯誤；試管1和試管4的區分為是否添加了酶，二者比照可以證明酶具有催化作用，C正確；試管3和試管4的區分為催化劑的種類(酶或無機催化劑)，可以證明酶具有高效性，D正確。4.(2024·阜新高一檢測)在常溫下H2O2溶液幾乎不分解，但加入肝臟研磨液(含H2O2酶)后，會快速分解成H2O和O2。反應過程中能量變更如圖所示，其中表示活化能的是()A.E2B.E3C.E3－E2D.E2－E1答案C解析圖中E1表示產物中所含能量，E2表示反應物中所含能量，E3表示發生反應時所具有的能量。活化能是分子從常態轉變為簡單發生化學反應的活躍狀態所須要的能量，即E3－E2。5.(2024·重慶高一檢測)下列關于酶的敘述，正確的是()A.酶通過為反應供能發揮催化作用B.細胞環境是酶發揮作用的必要條件C.細胞內合成酶的場所是內質網和核糖體D.酶是活細胞產生的具有催化作用的生物大分子答案D解析酶不能為反應供應能量，其作用機理是降低化學反應的活化能，A錯誤；假如條件適合，酶在細胞內、外或生物體外均能發揮作用，B錯誤；酶絕大多數是蛋白質，少數是RNA，細胞內合成酶的場所是核糖體，合成RNA的場所不在核糖體和內質網中，C錯誤；酶是活細胞產生的具有催化作用的生物大分子，D正確。6.下表是有關H2O2的系列試驗，請回答有關問題：序號反應物加入物質條件現象X1H2O2無室溫幾乎無氣泡X12H2O2氯化鐵溶液室溫X23H2O2土豆浸出液室溫X3(1)序號3的試驗現象是_____________________________________________________。(2)序號3的土豆浸出液中含有的對此試驗起作用的物質是__________，土豆浸出液能否重復運用？________(填“能”或“不能”)。(3)若表中的X的內容是收集100mL氣體所需的時間，你預料X1、X2、X3的大小關系是________________。答案(1)產生大量氣泡(2)過氧化氫酶能(3)X1>X2>X3解析(1)序號3中加入的土豆浸出液中含有過氧化氫酶，會產生大量氣泡。(2)土豆浸出液中起作用的物質為過氧化氫酶，由于酶在反應前后“質”和“量”都不發生變更，所以可以重復利用。題組一酶在代謝中的作用1.(2024·河北衡水冀州中學月考)無機催化劑和酶都可以加快化學反應的速率，下列敘述正確的是()A.反應前后，無機催化劑和酶自身會發生變更B.與無機催化劑不同，酶催化化學反應的機理是降低化學反應的活化能C.與酶相比，無機催化劑降低活化能的效果更顯著D.通過加熱也可以提高化學反應的速率，但原理與催化劑不同答案D解析2.酶的作用原理是()A.降低化學反應的活化能 B.增加反應物之間的接觸面積C.降低反應物之間的接觸面積 D.供應使反應起先所必需的活化能答案A解析酶能降低化學反應的活化能，從而加快化學反應的速率。3.下列各圖中，①表示有酶催化的反應曲線，②表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。其中正確的圖解是()答案C解析活化能是指分子從常態轉變為簡單發生化學反應的活躍狀態所須要的能量。酶可以降低活化能，使反應更簡單進行。題組二H2O2在不同條件下的分解試驗4.下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解試驗”，下列相關分析合理的是()A.本試驗的因變量是不同的催化劑B.本試驗的無關變量有溫度和酶的用量等C.1號與3號、1號與4號可分別構成比照試驗D.分析1號、2號試管的試驗結果可知加熱能降低化學反應的活化能答案C解析本試驗的因變量是氣泡的產生速率，即過氧化氫的分解速率，A錯誤；1號和2號構成比照試驗，溫度是自變量，酶的用量是無關變量，B錯誤；1號與3號、1號與4號中只有一個試驗變量不同，可分別構成比照試驗，C正確；2號在高溫下出現氣泡的緣由是加熱使過氧化氫分子得到能量，從常態轉變為簡單發生化學反應的活躍狀態，D錯誤。5.(2024·河北承德一中高一上月考)下圖為H2O2在不同條件下分解的曲線模型圖，圖中①②③④表示的條件分別是()A.H2O2酶催化FeCl3催化加熱自然條件B.加熱自然條件H2O2酶催化FeCl3催化C.加熱FeCl3催化自然條件H2O2酶催化D.自然條件加熱FeCl3催化H2O2酶催化答案D解析無機催化劑和酶均可降低反應所需的活化能，且后者降低活化能的效果更顯著，因此在H2O2酶的作用下等量H2O2分解所需時間最短，反應所需能量最少，反應進程最快，可用④表示，無機催化劑(FeCl3)次之，可用③表示；加熱條件下H2O2的分解速率大于自然條件，且兩者均不能降低反應的活化能，因此依次可用②和①表示，答案為D。6.(2024·吉林二中高一上月考)下圖中的簇新土豆片與H2O2溶液接觸后，產生的現象及推想錯誤的是()A.若有大量氣體產生，可推想簇新土豆片中含有過氧化氫酶B.若增加簇新土豆片的數量，量筒中產生氣體的速率加快C.一段時間后氣體量不再增加是因為土豆片的數量有限D.為保證明驗的嚴謹性，須要限制溫度等無關變量答案C解析簇新土豆片中含有過氧化氫酶，能催化過氧化氫分解產生氧氣(氣泡)，A正確；增加土豆片的數量即增加酶的數量，可使反應速率加快，B正確；一段時間后，因底物過氧化氫全部被消耗分解掉，產生的氧氣(氣體)量不再增加，C錯誤；限制溫度等無關變量符合試驗的單一變量原則，D正確。題組三酶的本質7.酶的發覺經過了很多科學家的探討，以下科學家及其成果不對應的是()A.斯帕蘭札尼發覺胃存在化學性消化B.畢希納發覺促使酒精發酵的是酵母菌中的某種物質，而不是細胞本身C.李比希認為酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果D.薩姆納提取脲酶結晶答案C解析認為酒精發酵是酵母菌代謝活動的結果的是巴斯德，李比希認為引起發酵的是酵母細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用。8.(2024·湖北部分重點中學月考)德國化學家畢希納將酵母細胞放在石英砂中用力研磨，加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母細胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后冒出氣泡，糖液盡然變成了酒。依據以上試驗，分析得出的結論錯誤的是()A.葡萄糖變成酒的過程中發生了化學變更B.將糖變成酒的物質是汁液中的釀酶C.研磨有利于酵母細胞內釀酶的釋放D.該試驗證明釀酶的化學本質是蛋白質答案D解析葡萄糖變成酒的過程中有氣泡生成，發生了化學變更，A正確；催化該化學變更進行的是酵母細胞內產生的釀酶，B正確；研磨有利于酵母細胞內釀酶的釋放，C正確；畢希納所做的試驗不能證明釀酶的化學本質是蛋白質，D錯誤。9.下列關于酶的敘述中，正確的是()A.酶徹底水解的產物都是氨基酸B.同一個體的各種體細胞中，酶的種類和數量都相同C.酶通過為反應供應能量來提高化學反應速率D.酶能降低化學反應的活化能，加快反應速率答案D解析酶徹底水解的產物是氨基酸或核糖、磷酸、堿基，A錯誤；同一個體的各種體細胞中，酶的種類和數量一般不同，B錯誤；酶是生物催化劑，能降低化學反應的活化能，加快反應速率，C錯誤、D正確。10.(2024·湖北武漢二中期末)用同一種蛋白酶處理甲、乙兩種酶，甲、乙兩種酶的活性與處理時間的關系如圖所示。下列分析不正確的是()A.甲酶可能是具有催化功能的RNAB.乙酶的化學本質為蛋白質C.甲、乙兩種酶的合成場所肯定是相同的D.乙酶活性變更是因為其分子結構變更答案C解析甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，甲酶活性不變，說明甲酶可能不是蛋白質，可能是具有催化功能的RNA，A正確；乙酶活性降低，說明乙酶可被蛋白酶分解，故乙酶的化學本質為蛋白質，B正確；RNA主要在細胞核中合成，蛋白質在細胞質中的核糖體上合成，C錯誤；乙酶的化學本質為蛋白質，其酶活性變更是因為蛋白質分子結構變更，D正確。11.某愛好小組重現H2O2在不同條件下分解狀況的試驗，首先向a、b、c、d四支干凈的試管內分別加入等量等濃度的H2O2溶液，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滴簇新肝臟研磨液、d試管常溫處理并滴加2滴氯化鐵溶液，最終統計四支試管內氣泡產生的多少狀況依次為極少、少量、大量、較多。下列相關敘述錯誤的是()A.a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B.c、d試管分別與a試管比較，說明Fe3＋和過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，說明與無機催化劑相比，過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氧化氫的分解供應了能量答案A解析加熱能為過氧化氫的分解供應能量，但不會變更活化能的大小，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。12.(2024·山西太原五中高一上段測)瑞典探討人員發覺了一種促進脂肪細胞生成的蛋白質——抗酒石酸酸性磷酸酶。這一發覺有望為治療肥胖癥開拓新途徑。下列有關敘述不正確的是()A.抗酒石酸酸性磷酸酶與脂肪的共有元素有C、H、OB.在相宜條件下，蛋白酶可以將抗酒石酸酸性磷酸酶水解C.抗酒石酸酸性磷酸酶遇雙縮脲試劑呈現紫色D.理論上可以通過促進抗酒石酸酸性磷酸酶的功能來治療肥胖癥答案D解析抗酒石酸酸性磷酸酶的本質是蛋白質，和脂肪共有的元素有C、H、O，A正確；在相宜條件下，該酶可被蛋白酶分解，可與雙縮脲試劑發生紫色反應，B、C正確；抗酒石酸酸性磷酸酶能促進脂肪細胞生成，若促進其功能，則會使脂肪細胞增多，不能用來治療肥胖癥，D錯誤。13.活化能是指分子從常態轉變為簡單發生化學反應的活躍狀態所須要的能量。如圖為酶的作用模型，請據圖回答下列問題：(1)從圖中可以看出，沒有酶催化時，發生化學反應須要的活化能__________；有酶催化時，發生化學反應須要的活化能______________；a指_______________。因此，酶催化作用的本質是______________________________________________________________________。(2)酶的化學本質是______________，酶起作用的部位是______________。答案(1)高低酶所降低的活化能降低化學反應的活化能(2)蛋白質或RNA細胞內或細胞外解析酶能降低化學反應的活化能，從而提高反應速率。絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。14.(2024·廣東佛山一中段測)某探討小組欲探究影響過氧化氫分解的因素，做了如下兩個試驗。相應的試驗結果如圖所示(試驗1、試驗2均在相宜條件下進行)，請分析回答：(1)試驗1、2中的自變量分別為_______________________________________________。(2)試驗2結果反映，bc段O2產生速率不再增大的緣由最可能是__________________。(3)試驗1中過氧化氫酶和Fe3＋的作用原理是________________________________________；通過試驗1可以得出什么結論？______________________________________________。答案(1)催化劑的種類、過氧化氫的濃度(2)酶的數量有限(3)降低化學反應的活化能酶具有催化作用，且與無機催化劑相比，酶的催化作用更高效解析(1)視察題圖可知，試驗1、2的自變量分別是催化劑的種類、過氧化氫的濃度。(2)試驗2曲線中，bc段O2產生速率不再增大的