高中生物必修1：5.1.1 酶的作用和本质学案

第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质

目标引导核心素养对接

关键术语

1.概述酶的作用和本质。

2.通过对有关酶实验的分析，学会控制变量和设置对照实验。1.生命观念——结构与功能观：

酶的功能是由其独特的空间结

构决定的。

2.科学探究——实验思路及设

计：能够根据实验目的，设计比

较过氧化氢在不同条件下的分

解实验，分析结果得出结论。

酶

催化作用|预知概念|

一、酶在细胞代谢中的作用

1.细胞代谢的概念

(1)场所：活细胞内。

(2)实质：各种化学反应的总称。

(3)意义：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(1)实验原理：

(2)实验过程和现象：

试管编号加入物质处理现象

1 2 mL H2O2溶液加2滴蒸馏水基本无气泡产生

2 2 mL H2O2溶液加2滴FeCl3溶液有较多气泡产生

3 2 mL H2O2溶液加2滴肝脏研磨液有大量气泡产生

二、酶的作用原理和本质

1.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：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。

2.酶的本质

(1)合成场所：活细胞中。

(2)化学本质：绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。

|过程评价|

1.酶是具有催化作用的有机物( √ )

2.酶在生物体内有催化和调节作用( × )

3.酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质( × )

4.有些酶中含有核糖( √ )

5.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( × )

6.酶只有在活细胞内才能发挥作用( × )

7.酶可以从食物中直接获取( × )

|联想·质疑|

★科学解释：酶能降低化学反应的活化能，使反应更快。

实验中为什么要选用新鲜的肝脏进行充分的研磨？

提示：新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶。如果肝脏不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶被分解。

★毕希纳将酵母细胞研磨后，过滤得不含酵母细胞的提取液：在这些提取液中加入葡萄糖，一段时间后，发现糖液发酵变成了酒。

科学探究1比较过氧化氢在不同条件下的分解

下图为比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验，探讨下列问题：

(1)实验材料的选择和处理

①实验中使用的肝脏为什么必须是新鲜的？

提示新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高。

②实验中为什么把肝脏制备成肝脏“研磨液”？

提示制成肝脏研磨液会增大酶与过氧化氢的接触面积，加快分解速率。

③实验中滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的滴管能否混用？为什么？

提示不能。因为酶具有高效性，少量的酶带入FeCl3溶液会干扰实验结果。(2)实验过程和结果分析

①实验中可用哪些方法检测过氧化氢分解的速率大小？

提示 a.气泡目测法：可以通过反应时单位时间内产生气泡的多少来判定H2O2分解速率的大小。

b.卫生香复燃法：可以通过带火星的卫生香复燃剧烈程度来判定H2O2分解速率的大小。

②第一组和第二组对照、第一组和第三组对照，可得出什么结论。

提示FeCl3及过氧化氢酶都可以促进H2O2的分解，说明FeCl3和过氧化氢酶都具有催化作用。

③第二组和第三组对照，可得出什么结论。

提示过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于FeCl3，说明酶具有高效性。

(3)实验变量控制

【探究应用】

在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，对实验的处理如表所示。下列有关分析不正确的是()

试管组别

实验处理

加入体积分数为3%

的过氧化氢溶解/mL

温度加入试剂

试管1 2 常温试管2 2 90 ℃

试管3 2 常温2滴质量分数为 3.5%的FeCl3溶液

试管4 2 常温2滴质量分数为20%的肝脏研磨液

A.上表实验处理研究了温度和催化剂种类两个自变量

B.试管2中没有加入任何试剂，应为空白对照组

C.试管4和试管1形成对照，可说明酶具有催化作用

D.若要研究酶的高效性，可选用实验组合试管3和试管4

解析分析表格数据可知，试管1和试管2的变量为温度。试管3和试管4的变量为催化剂种类，即温度和催化剂种类均是自变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此试管2也是实验组：试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，二者对照可以证明酶具有催化作用；试管3和试管4的不同点是催化剂的种类(酶或无机催化剂)，因此可以证明酶的高效性。

答案 B

【一题多变】

(1)过氧化氢酶在反应前后有变化吗？

提示酶在化学反应前后的数量和性质均不改变。

(2)如果增加过氧化氢酶的数量，最终产生的气体会怎样？________(填增多、不变、减少)

提示不变

1.实验要点

(1)点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的2～3分钟，这一时间要因温度和试剂的新鲜程度而定。

(2)本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜。

(3)应保持滴管洁净。因为酶具有高效性，少量的酶带入FeCl3溶液中就会干扰实验结果的准确性，增大实验误差。

(4)在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

2.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。在本实验中为Fe3＋和过氧化氢酶。