資源簡介

生物學 必修1［RJ］（不定項）
人教生物必修1知識梳理及訓練
5.1 降低化學反應活化能的酶
第1課時　酶的作用和本質
INCLUDEPICTURE"知識梳理歸納總結.TIF" INCLUDEPICTURE "知識梳理歸納總結.TIF" \* MERGEFORMAT
知識點1　酶在細胞代謝中的作用
1.細胞代謝
（1）場所：細胞內。
（2）實質：各種化學反應的統稱。
（3）意義：細胞生命活動的基礎。
2.實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解
（1）實驗目的
比較過氧化氫在不同條件下的分解快慢，了解過氧化氫酶的作用。
（2）實驗原理：2H2O22H2O＋O2。可通過O2產生量判斷H2O2分解情況。
（3）實驗材料及用具：質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液，新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液，質量分數為3.5%的FeCl3溶液。量筒，試管，滴管，試管架，衛生香，火柴，酒精燈，試管夾，大燒杯，三腳架，陶土網，溫度計。
（4）實驗過程及結果
（5）實驗結論：1號和2號試管實驗結果對比，說明升高溫度能加快過氧化氫分解；1號和3號試管實驗結果對比，說明FeCl3具有催化作用；1號和4號試管實驗結果對比，說明酶具有催化作用；4號試管與3號試管的現象不同，說明與無機催化劑Fe3＋相比，過氧化氫酶的催化效率更高。
3.科學方法——控制變量和設計對照實驗
（1）實驗中的變量
含義 上述實驗中實例
自變量 實驗中人為控制的對實驗對象進行處理的因素 溫度、催化劑
因變量 因自變量的改變而變化的變量 過氧化氫分解速率
無關變量 除自變量外，實驗過程中對實驗結果造成影響的可變因素 反應物濃度、反應時間等
（2）對照實驗
①含義：除作為自變量的因素外，其余因素（無關變量）都保持一致，并將結果進行比較的實驗。
②分組：對照組（1號試管）和實驗組（2、3、4號試管）。本實驗的對照組未作任何處理，這樣的對照組叫作空白對照。
4.酶的作用
（1）活化能：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）原理：酶可以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，催化效率更高。
（3）意義：使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行。
知識點2　酶的本質
1.探索過程
INCLUDEPICTURE"295SW41教.TIF" INCLUDEPICTURE "295SW41教.TIF" \* MERGEFORMAT
2.酶的概念
（1）合成場所：活細胞內。
（2）生理作用：具有催化作用。
（3）化學本質：有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。
INCLUDEPICTURE"知識框架.TIF" INCLUDEPICTURE "知識框架.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE"本節聚焦.TIF" INCLUDEPICTURE "本節聚焦.TIF" \* MERGEFORMAT
1.細胞代謝為什么離不開酶？
答案　細胞的生活需要物質和能量。細胞的能量釋放、儲存和利用都必須通過化學反應來實現，這些化學反應是在溫和的條件下快速有序地進行的。這就離不開生物催化劑——酶。
2.酶是什么物質？
答案　酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。
3.通過對酶本質的探索過程的分析，你對科學是怎樣發展的有哪些領悟？
答案　科學家從生活現象中發現問題、不斷探究、不斷進行實驗，堅持不懈，表明科學的發展是曲折的。
INCLUDEPICTURE"學習目標自主檢測.TIF" INCLUDEPICTURE "學習目標自主檢測.TIF" \* MERGEFORMAT
1.（目標1）酶作為一種生物催化劑，具有下列哪種能量效應（　　）
A.降低化學反應活化能
B.增加化學反應活化能
C.增加產物的能量水平
D.降低反應物的能量水平
答案　A
解析　酶具有催化作用，作用原理是降低化學反應的活化能，提高活化分子的數量，加快反應速率，縮短達到平衡的時間，但不改變化學反應的平衡點，本身不被消耗，反應前后量不變，既不能提高也不能降低反應物及生成物的能量。
2.（目標2）德國化學家畢希納將酵母菌細胞放在石英砂中用力研磨、加水攪拌，再進行加壓過濾，得到不含酵母菌細胞的提取液。在這些汁液中加入葡萄糖，一段時間后冒出氣泡，糖液居然變成了酒。根據以上實驗，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化
B.將糖變成酒的物質是汁液中的釀酶
C.研磨有利于酵母菌細胞內釀酶的釋放
D.該實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，發生了化學變化，A正確；催化該化學變化進行的是酵母菌細胞內產生的釀酶，B正確；研磨有利于釀酶的釋放，C正確；畢希納所做的實驗，不能證明釀酶的化學本質是蛋白質，D錯誤。
3.（目標3）下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是（　　）
A.一般要設置對照組和實驗組
B.要遵循單因子變量原則
C.無關變量要始終相同且適宜
D.自變量要始終保持相同
答案　D
4.（不定項）（目標1）下列關于酶的敘述，不正確的是（　　）
A.所有的酶都是蛋白質
B.酶與無機催化劑的催化效率相同
C.酶提供了反應過程所必需的化學能
D.催化生化反應前后酶的性質不發生改變
答案　ABC
5.（不定項）（目標3）在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，關于變量的描述，不正確的是（　　）
A.溫度、催化劑、反應時間是自變量
B.H2O2分解速率是因變量
C.肝臟研磨液和氯化鐵溶液的體積是自變量
D.H2O2溶液的濃度是無關變量
答案　AC
解析　在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，不同條件（溫度、催化劑）是自變量，反應時間是無關變量，A錯誤；過氧化氫的分解速率是因變量，B正確；肝臟研磨液和氯化鐵溶液的體積、H2O2溶液的濃度均是無關變量，D正確，C錯誤。
INCLUDEPICTURE"重難突破易錯攻克.TIF" INCLUDEPICTURE "重難突破易錯攻克.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE"題型5-1-1.TIF" INCLUDEPICTURE "題型5-1-1.TIF" \* MERGEFORMAT
[例1]　（不定項）關于如圖所示實驗的敘述中，正確的是（　　）
A.甲裝置是對照組，乙裝置是實驗組
B.H2O2溶液的體積屬于無關變量
C.乙試管產生氣泡的速率比甲試管快
D.清水和肝臟研磨液為自變量，H2O2分解速率為因變量
答案　ABCD
INCLUDEPICTURE"題型5-1-2.TIF" INCLUDEPICTURE "題型5-1-2.TIF" \* MERGEFORMAT
[例2]　下圖表示某物質在酶、無機催化劑、無催化劑時由常態轉化為活躍狀態時所需的活化能（分別為a、b、c），此圖不能得到的結論是（　　）
A.無機催化劑能降低化學反應的活化能
B.酶能降低化學反應的活化能
C.無機催化劑降低的活化能為b－a
D.酶降低活化能的效果比無機催化劑更顯著
解題分析　由圖可知，酶和無機催化劑均能降低化學反應的活化能，無機催化劑降低的化學反應活化能為c－b，圖中酶催化時所需的活化能比無機催化劑催化時所需的活化能低，說明酶降低活化能的效果比無機催化劑更顯著。
答案　C
INCLUDEPICTURE"題型5-1-3.TIF" INCLUDEPICTURE "題型5-1-3.TIF" \* MERGEFORMAT
[例3]　20世紀80年代科學家發現了一種RNaseP酶，該酶是由20%的蛋白質和80%的RNA組成。如果將這種酶中的蛋白質除去，并提高Mg2＋的濃度，他們發現留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，這一結果表明（　　）
A.RNA具有生物催化作用
B.酶是由RNA和蛋白質組成的
C.酶的化學本質是蛋白質
D.絕大多數的酶是蛋白質，少數是RNA
答案　A
歸納總結
酶
化學本質 絕大多數是蛋白質 少數是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
組成元素 C、H、O、N，有的含有S C、H、O、N、P
合成場所 核糖體 細胞核（真核生物）
作用場所 細胞內、外或生物體內、外均可
來源 一般來說，活細胞都能產生酶
生理功能 具有生物催化作用
作用原理 降低化學反應的活化能
INCLUDEPICTURE"課時作業.TIF" INCLUDEPICTURE "課時作業.TIF" \* MERGEFORMAT
[單項選擇題]
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點一　酶在細胞代謝中的作用
1.下列關于活化能的敘述，不正確的是（　　）
A.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
B.無機催化劑、水浴加熱都可以降低化學反應的活化能
C.酶可以降低化學反應的活化能
D.同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用效果更顯著
答案　B
解析　酶和無機催化劑均能降低化學反應的活化能，相比之下，酶降低活化能的作用效果更顯著，C、D正確；水浴加熱通過提供能量從而加快化學反應速率，B錯誤。
2.右圖為某化學反應在有酶催化和無酶催化條件下的能量變化過程，假設酶的環境條件適宜，對于圖中曲線分析錯誤的是（　　）
A.曲線①表示無酶條件下的能量變化
B.若酶換成無機催化劑，則圖中B點在縱軸上向上移
C.該圖體現出酶能提供活化能
D.曲線中縱坐標所示的AB段為酶所降低的活化能
答案　C
解析　由反應進行所需的活化能多少可知，①曲線為無酶催化條件，②為有酶催化條件，A正確；酶降低活化能的能力比無機催化劑強，使用無機催化劑，則圖中B點在縱軸上向上移，B正確；有酶的一組和無酶的一組比較可知，酶具有催化作用，催化作用的原理是降低化學反應的活化能，C錯誤；根據題干分析，CA段表示在無催化劑的條件下化學反應需要的活化能，CB段表示在有酶催化的條件下化學反應需要的活化能，AB段為有酶催化時降低的活化能，D正確。
3.在如圖所示的實驗中，屬于自變量的是（　　）
INCLUDEPICTURE"96SW140學.TIF" INCLUDEPICTURE "96SW140學.TIF" \* MERGEFORMAT
A.催化劑的種類
B.過氧化氫分解的速率
C.產生氣泡量
D.試管中的過氧化氫溶液的量
答案　A
解析　圖中的實驗處理是分別向過氧化氫溶液中加入氯化鐵和過氧化氫酶溶液，Fe3＋和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解，因此該實驗的自變量是催化劑的種類。
4.如圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗”，相關分析合理的是（　　）
A.本實驗的因變量是不同的催化劑
B.本實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號可分別構成對照實驗
D.分析1號、2號試管的實驗結果可知加熱能降低化學反應的活化能
答案　C
解析　本實驗的因變量是過氧化氫的分解速率，A錯誤；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號中只有一個實驗變量不同，可分別構成對照實驗，C正確；2號在高溫下出現氣泡的原因是加熱使過氧化氫分子得到能量，從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態，D錯誤。
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點二　酶的本質
5.酶的發現經過了許多科學家的研究，以下科學家及其成果不對應的是（　　）
A.斯帕蘭札尼發現胃中存在化學性消化
B.畢希納發現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，沒有活細胞的參與，糖類不可能變成酒精
D.薩姆納提取了脲酶結晶
答案　C
解析　巴斯德認為釀酒中的發酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞的參與，糖類不可能變成酒精，李比希認為引起發酵的是酵母菌細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母菌細胞死亡并裂解后才能發揮作用。
6.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酶是活細胞產生的　③絕大多數酶的化學本質是蛋白質　④有的酶是蛋白質，有的是固醇　⑤酶在代謝中有多種功能　⑥酶在新陳代謝和生長發育中起調控作用　⑦酶只能起催化作用　⑧酶在化學反應前后種類不變，數量改變
A.①③⑤⑧ B.①④⑥
C.②③⑥ D.②③⑦
答案　D
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，少數酶為RNA；酶只有催化功能；酶在化學反應前后種類和數量都不改變。
7.下列關于酶的敘述，正確的是（　　）
A.組成酶的單體是氨基酸或核糖核苷酸
B.酶都是在核糖體上合成的
C.酶只有在細胞中才能發揮作用
D.酶的作用原理與無機催化劑的不同
答案　A
解析　絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA，故組成酶的單體是氨基酸或核糖核苷酸，A正確；蛋白質類的酶是在核糖體上合成的，RNA類的酶是在細胞核中合成的，B錯誤；在適宜條件下，酶在細胞外也能發揮作用，C錯誤；酶的作用原理與無機催化劑相同，都是降低反應所需活化能，D錯誤。
8.為了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某學生設計了兩組實驗，如圖所示。在37 ℃水浴中保溫一段時間后，1、2中加入適量雙縮脲試劑，3、4中不加任何試劑，下列實驗能達到目的的是（　　）
A.實驗② B.實驗①
C.實驗①②都能 D.實驗①②都不能
答案　A
解析　要驗證口腔的分泌液中有蛋白酶，所用的檢測試劑不能是雙縮脲試劑，因為酶本身是蛋白質，遇雙縮脲試劑會發生顯色反應，故實驗①不能達到實驗目的。正確的做法應該像實驗②一樣用蛋白塊，直接用肉眼觀察蛋白塊是否消失，若消失，則表明口腔的分泌液中有蛋白酶，若蛋白塊沒有變化，則表明口腔的分泌液中沒有蛋白酶。
[不定項選擇題]
9.如圖中的新鮮土豆片與H2O2接觸后，產生的現象及推測正確的是（　　）
A.若有氣體大量產生，可推測新鮮土豆片中含有過氧化氫酶
B.若增加新鮮土豆片的數量，量筒中產生氣體的速率可能會加快
C.一段時間后氣體量不再增加是因為反應物（H2O2）量有限
D.為保證實驗的嚴謹性，需要控制溫度等無關變量
答案　ABCD
解析　土豆片中含有過氧化氫酶，能夠催化過氧化氫的分解，產生氧氣，增加土豆片的數量，相當于增加酶的量，會加快反應速率使氧氣釋放速率加快，A、B正確；由于瓶子中的反應物（H2O2）是有限的，所以一段時間后氣體的量不再增加，C正確；為保證實驗的嚴謹性，要保證單一變量，控制好無關變量，D正確。
10.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。下列分析正確的是（　　）
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RNA
C.乙酶的化學本質為蛋白質
D.乙酶活性的改變是因為其分子結構的改變
答案　ACD
解析　絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數酶是RNA，用蛋白酶處理后，乙酶活性降低，說明乙酶的化學本質是蛋白質，其被蛋白酶處理后分解，而甲酶活性不變，則說明甲酶能夠抗該種蛋白酶降解，可能是RNA，A、C正確，B錯誤；乙酶的化學本質是蛋白質，分子結構改變，蛋白質活性改變，D正確。
[非選擇題]
11.某同學完成了以下關于酶特性的實驗操作：取兩支試管并編號1、2，各注入2 mL 3% H2O2溶液；向1號試管內滴入2滴FeCl3溶液，2號試管內滴入2滴肝臟研磨液；堵住試管口，輕輕振蕩兩試管，觀察并用帶火星的衛生香檢驗，記錄結果。
（1）該實驗的目的之一是探究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的高低。滴加FeCl3的1號試管起到　　　　作用。
（2）該實驗的兩項觀察指標是　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。若2號試管現象不明顯，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）為什么試管2氧氣生成速率比試管1快？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　（1）過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率　對照
（2）氣泡產生量　帶火星衛生香復燃情況　H2O2溶液放置時間過長（或肝臟不夠新鮮）
（3）肝臟研磨液含有過氧化氫酶，降低化學反應活化能的作用更顯著
解析　（1）分析1號試管和2號試管的處理方法可知，實驗的自變量是催化劑的種類，1號試管的催化劑是FeCl3溶液，2號試管的催化劑是肝臟研磨液（其中含有過氧化氫酶），因此實驗的目的是探究過氧化氫酶和Fe3＋催化效率的高低。
（2）該實驗的因變量是H2O2的分解速率，由于H2O2分解產生氧氣，因此可以用氣泡產生量或帶火星衛生香復燃的情況代表H2O2的分解速率的高低；如果2號試管現象不明顯，說明氧氣的產生量少，可能的原因是H2O2溶液放置的時間過長，H2O2已經分解，或肝臟不新鮮，過氧化氫酶活性下降甚至失活。
12.現提供雙縮脲試劑A液、B液、雞蛋清水溶液（含蛋白質）、唾液淀粉酶溶液、蒸餾水、試管和必需的實驗用品，請設計一個實驗以證明“唾液淀粉酶是蛋白質”。
實驗原理：_______________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
實驗步驟：①取三支試管，分別編上1、2、3號，貼上標簽；
②_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
預期結果：盛有雞蛋清水溶液和唾液淀粉酶溶液的兩支試管中液體均出現紫色，盛有蒸餾水的試管中不出現紫色。
實驗結論：________________________________________________________。
答案　實驗原理：蛋白質能與雙縮脲試劑發生紫色反應，若實驗中唾液淀粉酶溶液能與雙縮脲試劑發生紫色反應，即可證明唾液淀粉酶是蛋白質
實驗步驟：②向三支試管中分別加入2 mL雞蛋清水溶液、2 mL唾液淀粉酶溶液、2 mL蒸餾水
③分別向三支試管中加入1 mL雙縮脲試劑A液，振蕩，再分別滴加4滴雙縮脲試劑B液，振蕩，觀察并記錄顏色變化
實驗結論：唾液淀粉酶是蛋白質
解析　證明某種酶是蛋白質的實驗設計：實驗組是待測酶液＋雙縮脲試劑→觀察是否出現紫色反應；對照組是已知雞蛋清水溶液（含蛋白質）＋雙縮脲試劑→出現紫色反應，蒸餾水＋雙縮脲試劑→不出現紫色反應。
17

展開更多......

收起↑