第1節降低化學反應活化能的酶（一）

細胞的能量供應和利用

1．說明酶在細胞代謝中的作用、本質。2．通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。3．進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗。知識清單酶在細胞代謝中的作用

1．細胞代謝(1)場所：________內。(2)實質：各種________的總稱。(3)意義：細胞生命活動的基礎。(1)活細胞(2)化學反應

2．實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理①H2O2→________。②加熱、FeCl3溶液中的________以及肝臟研磨液中的________均可影響H2O2的分解速率。①H2O＋O2②Fe3＋過氧化氫酶

(2)實驗過程和現象記錄，見下表：試管編號加入物質處理現象12mLH2O2溶液不做處理無氣泡產生22mLH2O2溶液①_____加熱有氣泡產生32mLH2O2溶液加2滴②____有氣泡產生42mLH2O2溶液2滴肝臟研磨液有③______氣泡產生①90°C②FeCl3③大量(3)實驗結論酶在常溫常壓下，可以高效地完成對化學反應的催化。(4)實驗中變量的控制①自變量：在實驗過程中________的變量。在本實驗中為90°C加熱、________和________等。②因變量：隨________變化而變化的變量。在本實驗中為________。③無關變量：除自變量外，實驗過程中還存在的一些對實驗結果造成影響的________，如肝臟的新鮮程度等。④對照原則：在對照實驗中，除了________外，其他變量都應當________。(4)①人為改變Fe3＋過氧化氫酶②自變量O2的釋放量③因素④自變量保持一致3．酶的作用原理(1)活化能：分子從________轉變為容易發生化學反應的________狀態所需要的能量。(2)原理：同無機催化劑相比，酶________的作用更顯著，因而催化效率更高。(3)意義：使細胞代謝能在________條件下快速進行。(1)常態活躍(2)降低活化能(3)溫和綜合拓展1．控制變量與對照實驗(1)控制變量。實驗過程中可以變化的因素稱為變量。其中由實驗者所控制的因素或條件(人為改變的變量)稱為自變量；隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。(2)單一變量原則。實驗的關鍵之一是控制無關變量或減少額外變量。除自變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件稱為無關變量；由無關變量所引起的變化和結果稱為額外變量。(3)對照實驗。對照是實驗控制的手段之一，通過設置對照實驗，既可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。通常有以下幾種對照類型：空白對照、自身對照、條件對照、相互對照等。2．比較過氧化氫在不同條件下的分解(如下圖所示)(1)實驗設計及現象分析試管3%的過氧化氫溶液自變量因變量點燃的衛生香檢測結果分析不同的實驗處理方法H2O2分解速率(氣泡多少)12mL無復燃性H2O2自然分解緩慢22mL90°C水浴加熱很少有復燃性加熱能促進H2O2分解32mL滴加3.5%的FeCl3溶液2滴較多復燃性較強Fe3＋能催化H2O2分解42mL滴加20%的肝臟研磨液2滴很多復燃性更強過氧化氫酶有催化H2O2分解的作用，且效率高(2)實驗要點①點燃衛生香的時間一般為實驗(加入試劑)后的2～3分鐘，這一時間要因溫度和試劑的新鮮程度而定。②本實驗成功的關鍵是實驗用的肝臟要新鮮。肝臟如果不新鮮，肝細胞內的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用下分解而失去催化作用，過氧化氫就不會被分解。肝臟必須進行研磨，以便使過氧化氫酶釋放出來，并增大了過氧化氫酶與試管中過氧化氫分子的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。③H2O2有腐蝕性，不要使其接觸皮膚。如沾染上，應及時用清水沖洗。④實驗過程中要及時觀察。過氧化氫經過氧化氫酶或Fe3＋催化后分解成水和氧氣，氧氣的多少可通過兩個途徑觀察：一是觀察產生的氣泡的數量的多少；二是用無火焰帶火星的衛生香燃燒的猛烈程度來鑒定，氧氣多會使無火焰帶火星的衛生香復燃猛烈。衛生香應放在試管內液面的上方，不要插入溶液中，以免衛生香因潮濕而熄滅。⑤應保持滴管潔凈。因為酶具有高效性，少量的酶帶入FeCl3溶液中就會干擾實驗結果的準確性，增大實驗誤差。⑥在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。3．酶在細胞代謝中的作用(1)活化能概念：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。(2)酶的作用：是一種生物催化劑，其作用是降低化學反應的活化能。如圖所示。嘗試應用1．比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率實驗中，滴加過氧化氫酶的試管內，氣泡產生的情況和衛生香燃燒的情況分別是(

)A．產生的氣泡多，燃燒不猛烈B．產生的氣泡多，燃燒猛烈C．產生的氣泡少，燃燒不猛烈D．產生的氣泡少，燃燒猛烈B2．在過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率的實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是(

)A．有利于過氧化氫酶的釋放B．保護過氧化氫酶C．提高過氧化氫酶的活性D．以上說法都不對A知識清單酶的本質1．探索歷程酵母細胞酵母細胞催化作用蛋白質RNA2．酶的定義的理解(1)合成場所：________內。(2)功能：具有________作用。(3)本質：是有機物，絕大多數是________，極少數是________。(1)活細胞(2)催化(3)蛋白質RNA綜合拓展1．酶本質的探索時間科學家實驗結論1773年意大利科學家斯帕蘭札尼讓鷹吞下裝有肉塊的小巧金屬籠，一段時間后，把金屬籠從鷹的胃內取出，發現籠內的肉塊消失了他推斷胃液中含有消化肉塊的物質，但當時他不知道是什么物質1836年德國科學家施旺從胃液中提取出這種消化蛋白質的物質解開胃的消化之謎1926年美國科學家薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并通過化學實驗，證實脲酶是蛋白質酶是一類具有催化作用的蛋白質20世紀30年代多位科學家相繼提取出多種酶的結晶，并證明都是蛋白質20世紀80年代美國科學家切赫發現少數RNA也具有生物催化功能酶的化學本質是蛋白質或RNA2.酶的概念：酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。(注意從產生、作用、本質三個方面來掌握)3．酶與激素的關系酶激素來源活細胞產生專門的內分泌腺或特定部位細胞產生化學本質絕大多數是蛋白質，少數是RNA固醇類、多肽、蛋白質、氨基酸、脂質等生理功能催化作用調節作用聯系(1)酶和激素都是生物體內的活細胞產生的，激素的合成過程包括一系列的生化反應，是由細胞內的酶催化的，因此產生激素的細胞一定能夠產生酶。(2)在生物體內均屬于高效能物質，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少嘗試應用3．下面關于酶的表述，全面而準確的是(

)A．酶不能脫離生物體起作用B．酶是蛋白質C．酶與無機催化劑沒有本質區別D．酶是活細胞產生的有催化作用的有機物D4．當某種RNA存在時，生物體內的某種化學反應能正常進行，當這種RNA被有關的酶水解后，此種化學反應的速率便慢了下來。由此可以說明(

)A．RNA是核酸的一種B．RNA也可起生物催化的作用C．RNA主要存在于細胞質中D．RNA是該種生物的遺傳物質B酶的概念

關于酶的特性，下列表述中錯誤的一項是(

)A．酶是活細胞產生的具有催化能力的有機物B．化學反應前后，酶的化學性質和數量不變C．酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D．一旦離開活細胞，酶就失去催化能力解析：本題主要考查酶的特性，A、B、C三項不難理解，D項容易迷惑人。但聯想到唾液淀粉酶消化淀粉的實驗，酶不僅離開了活細胞，而且離開了口腔，在試管中能把淀粉消化分解成麥芽糖，所以D項是錯誤的。答案：D名師點睛：酶和一般催化劑一樣，反應前后酶的性質和數量均沒有變化。條件適宜的情況下，酶離開活細胞仍具有催化作用。變式訓練1．酶的基本組成單位是(

)A．氨基酸B．核糖核苷酸C．葡萄糖D．A或BD酶的作用和本質

酶能降低反應物的活化能而大大地加快了反應速度。下列能使植物細胞壁和細胞膜結構在常溫下均快速破壞的一組酶是(

)A．淀粉酶、纖維素、溶菌酶B．纖維素酶、果膠酶、蛋白酶C．果膠酶、溶菌酶、纖維素酶D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶解析：本題考查植物細胞壁和細胞膜的成分，細胞壁的成分是纖維素、果