人教版必修1第5章第1節(jié)第1課時酶的作用和本質(zhì)學(xué)案

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第1課時酶的作用和本質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)定位.設(shè)計、分析過氧化氫在不同條件下的分解實驗，學(xué)會對照實驗的設(shè)計和分析方法。.通過類比分析酶促反應(yīng),理解酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。.通過資料分析,知道酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,體會科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯孔黠L(fēng).運用模型分析法,解釋酶發(fā)揮作用的機理。（科學(xué)思維）.能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，學(xué)會控制變量和設(shè)置對照實驗,分析實驗結(jié)果得出結(jié)論。（科學(xué)探究）.通過閱讀酶的本質(zhì)的探索歷程,加深對酶的本質(zhì)的理解。（科學(xué)思維）一、酶在細胞代謝中的作用.細胞代謝⑴概念:細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝。⑵條件:需醛的催化。⑶意義:細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)。.比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗（1）實驗原理水浴加熱_2H2。2或FeCh溶液或過箱化氫牌‘2H2。+。2⑵實驗過程和現(xiàn)象石酸酸性磷酸酶的作用是促進脂肪細胞的生成,故理論上可以通過降低抗酒石酸酸性磷酸酶的活性來治療肥胖癥。4.如表是有關(guān)壓。2的系列實驗，答有關(guān)問題。序號反應(yīng)物加入物質(zhì)條件現(xiàn)象X1HA無室溫幾乎無氣泡X.2H202氯化鐵室溫x23h2o2土豆浸出液室溫x3⑴序號3的實驗現(xiàn)象是。⑵序號3的土豆浸出液中含有的對此實驗起作用的物質(zhì)是,土豆浸出液（填“能”或“不能”）重復(fù)使用。（3）若表中X的內(nèi)容是收集100mL氣體所需的時間,請預(yù)測Xi、X2.X3的大小關(guān)系是。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(chǎn)生大量氣泡。（2）酶可以重復(fù)使用。（3）由表可知，收集100mL氣體所需時間的大小關(guān)系是Xi>X2>X3o答案：⑴產(chǎn)生大量氣泡（2）過氧化氫酣能（3）X1>X2>X3

(3)實驗結(jié)論:酶具有催化作用,同無機催化劑相比,酶的催化效率更試管編號試劑處理現(xiàn)象12mLH202溶液常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生22mL11202溶液90℃水浴加熱有較少氣泡32mLg溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCh溶液2滴有較多氣泡42mLH2O2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的新鮮肝臟研磨液2滴有大量氣泡o⑷變量控制①自變量:控制的對實驗對象進行處理的因素。如本實驗中加熱、加FoCl溶液和加肝臟研磨液。②因變量:因包變量改變而變化的變量。如本實驗中乩。2分解速率。③無關(guān)變量:除自變量外,實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素。如本實驗中肝臟的新鮮程度等。⑸對照實驗除作為自變量的因素外,其余因素（無關(guān)變量）都保持一致,并將結(jié)果進行比較的實驗叫作對照實驗。對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組。3.酶的作用原理⑴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）作用機制：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。且與無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。⑶結(jié)果：由于酶的催化作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進行。二、酶的本質(zhì).酶本質(zhì)的探索歷程.酶的本質(zhì)大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)酶的本質(zhì)是世。判斷正誤⑴酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，都是在核糖體上合成的。（X）提示:酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,合成場所為核糖體或細胞核（真核生物）。⑵酶能為化學(xué)反應(yīng)提供活化能。（X）提示:酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。⑶酶只能在細胞內(nèi)起作用。（X）提示:酶既能在細胞內(nèi)起作用，也能在細胞外起作用。⑷滴加肝臟研磨液可降低過氧化氫的分解反應(yīng)的活化能,而滴加FeCh溶液不能。（X）提示:肝臟研磨液和FeCh溶液都可降低反應(yīng)的活化能。⑸酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核甘酸。（X）提示:酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核甘酸。⑹有的酶可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來，有的酶只能來自食物。（X）提示:酶不能從食物中獲取。探究一酶在細胞代謝中的作用.閱讀教材P76?77,回答下列問題。⑴肝臟為什么要新鮮？為什么要制成研磨液？提示:肝臟要新鮮，以保證過氧化氫酶的數(shù)量及活性。肝臟要制成研磨液,以便與底物（山。2）充分接觸。⑵酶與無機催化劑的共同點有哪些？提示:①加快化學(xué)反應(yīng)速率，本身沒有數(shù)量和性質(zhì)上的改變;②降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點。⑶在該實驗中觀察指標(biāo)氣泡的多少，可以反映誰的變化？提示:過氧化氫的分解速率。.閱讀教材P78,回答下列問題。⑷沒有催化劑時活化能是多少?有酶催化時活化能又是多少？（用圖中字母表示）提示：分別是CA、CBo(5)酶能不能為化學(xué)反應(yīng)提供所需要的能量?前加快反應(yīng)速率的機理是什么？提示:酶不能為化學(xué)反應(yīng)提供所需要的能量。酶是通過降低反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率的。有關(guān)酶知識的兩點易錯(1)誤認(rèn)為酶可以提供能量。酶和無機催化劑只降低反應(yīng)所需的活化能,不為反應(yīng)提供能量。與無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。(2)誤認(rèn)為人體內(nèi)酶的含量不變。酶是催化劑,在反應(yīng)前后酶的本質(zhì)和數(shù)量是不變的，但人體內(nèi)的醐會不斷更新。.如圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，下列相關(guān)分析合理的是(C)A.本實驗的因變量是不同的催化劑B.本實驗的無關(guān)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(gòu)成對照實驗D.分析1號、2號試管的實驗結(jié)果可知加熱能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能解析:本實驗的因變量是氣泡的產(chǎn)生情況;分析題圖可知，本題的溫度是自變量,不是無關(guān)變量,無關(guān)變量是對實驗結(jié)果有影響，但不是本實驗要研究的可變因素,如酶的用量、過氧化氫的量;分析題圖實驗可知，1號與3號，1號與4號的單一變量是有無加催化劑,可分別構(gòu)成對照實驗;加熱能使過氧化氫分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易反應(yīng)的活躍狀態(tài)，而不是降低反應(yīng)的活化能。.如圖中i代表無催化劑條件下的反應(yīng)曲線，n代表能作催化劑條件下的反應(yīng)曲線,E代表能量，則下列相關(guān)敘述正確的是(C)A.El代表有催化劑條件下降低的活化能b.在反應(yīng)物起始量相同的條件下，n生成物比I多c.若n代表無機催化劑條件下的反應(yīng)曲線，則E3減小D.E2和E,分別代表有催化劑和無催化劑時的反應(yīng)活化能解析：艮代表沒有催化劑條件下所需的活化能;催化劑只改變反應(yīng)速率,不影響生成物的量,在反應(yīng)物起始量相同的條件下，n和I生成物一樣多;E：,表示酶作催化劑時降低的活化能，同酶相比,無機催化劑降低活化能的作用較弱,如果II代表無機催化劑條件下的反應(yīng)曲線,則n在活化狀態(tài)時能量更高，則降低的活化能減少，即E3減小;Ei和艮分別代表無催化劑和有催化劑時的反應(yīng)活化能。探究二酶的本質(zhì)甲、乙兩種酶用同i種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關(guān)系如圖所示，請思考回答下列問題。(1)甲、乙兩種醐的化學(xué)本質(zhì)是否相同？提示:觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解,則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA;乙酶能被蛋白酶破壞,活性降低,則乙酶化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)乙酶活性改變的機制是什么？提示：乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變,從而喪失活性。前的概念歸納“試劑檢測法”鑒定酶的本質(zhì)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甘酸合成場所核糖體細胞核(真核生物)來源一般活細胞都能產(chǎn)生酶作用場所在適宜條件下，細胞內(nèi)、外及生物體外均可(1)設(shè)計思路:利用雙縮胭試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng),RNA與此羅紅染液作用顯紅色的原理設(shè)計鑒定方案。⑵設(shè)計方案3.用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是(C)A.蛋白質(zhì)B.RNA聚合酶C.RNAD.逆轉(zhuǎn)錄酶解析:大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA,核糖體是由蛋白質(zhì)和rRNA組成的,用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)后，核糖體中只剩下RNA成分,因此，由題中信息“用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)”可說明催化該反應(yīng)的物質(zhì)是RNA。4.下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是(D)A.酶的合成不一定需要核糖體B.醐既能作為化學(xué)反應(yīng)的催化劑,又能作為底物C.酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)D.酶分子在催化反應(yīng)完成后,立即被分解或轉(zhuǎn)移解析:絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA,酶的合成不一定需要核糖體；酶是生物催化劑，在催化反應(yīng)完成后其性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生變化。［情境］據(jù)報道,科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)“細胞外煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶”（eNAMPT）不僅能延長小鼠的壽命,還逆轉(zhuǎn)了老鼠身體機能的衰老。而且，人類也有這種酶,這有助于科學(xué)家們研發(fā)出新的抗衰老方法。隨著人和老鼠不斷老去,體內(nèi)的“煙酰胺腺噂吟二核昔酸"（NAD）數(shù)量會顯著下降。而研究顯示,eNAMPT可以產(chǎn)生NAD。探究：（DeNAMPT的合成場所在哪里?判斷的依據(jù)是什么？提示:核糖體。eNAMPT的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。（2）如何檢測eNAMPT的化學(xué)本質(zhì)？提示：與雙縮麻試劑反應(yīng)呈紫色。課堂小結(jié)隨堂檢測1.在過氧化氫酶和F屋的催化效率比較實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是（A）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.以上說法都不對解析:在過氧化氫能和Fe*的催化效率比較實驗中，把肝臟制成研磨液的目的是使肝細胞中的過氧化氫酶釋放出來，從而與反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率。2.下列關(guān)于活化能的敘述，不正確的是（B）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.無機催化劑、水浴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.同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著解析: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;水浴加熱可以給化學(xué)反應(yīng)提供能量，但不可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能;酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用效果更顯著。3.研究人員發(fā)現(xiàn)了一種促進脂肪細胞生成的蛋白質(zhì)一一抗酒石酸酸性磷酸酶。這一發(fā)現(xiàn)有望為治療肥胖癥開