資源簡介

課時分層訓練(十四)　酶的作用和本質
知識點1　比較過氧化氫在不同條件下的分解
1．下列試管中各注入 10 mL 2%的過氧化氫溶液，實驗中產生氣泡最快的是(　　)
A　 　 B　 　 C 　　　D
A　[生肝屑中含有豐富的過氧化氫酶，催化效率高；土豆屑加熱后酶失去了活性；氯化鐵為無機催化劑，比過氧化氫酶的催化效率低。]
2．在比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中，將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　[研磨肝臟可破壞細胞結構，使細胞內的酶釋放出來，增加酶與底物的接觸面積。]
知識點2　酶在細胞代謝中的作用
3．下列關于細胞代謝的說法中，錯誤的是(　　)
A．細胞代謝是生命活動的基礎
B．細胞代謝指細胞內的多種化學反應
C．細胞代謝的主要場所是細胞核
D．細胞代謝離不開酶
C　[細胞代謝的主要場所是細胞質。]
4．酶和無機催化劑都能催化化學反應。與無機催化劑相比，酶具有的特點是(　　)
A．能為反應物提供能量
B．能降低化學反應的活化能
C．能在溫和條件下催化化學反應
D．催化化學反應更高效
D　[相對于無機催化劑，酶能更顯著地降低化學反應的活化能，具有高效性，D正確。]
5．下圖表示反應物A在無催化劑和有酶催化條件下生成產物P的能量變化過程，下列敘述正確的是(　　)
A．酶離開細胞后無催化作用
B．酶在作用時可以為反應提供的能量為ac
C．若將酶變為無機催化劑，則b在縱軸上向上移動
D．由圖中反應物和產物所含能量關系可知，這是一個吸能反應
C　[酶離開細胞后有催化作用，A錯誤；酶發揮作用時可降低化學反應的活化能，而非提供能量，其降低的活化能為ab，B錯誤；與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，故若將酶變為無機催化劑，則b在縱軸上向上移動，C正確；反應物能量高于產物能量，該反應是放能反應，D錯誤。]
知識點3　酶的本質
6．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．巴斯德提出沒有活酵母菌細胞參與，釀酒時糖類就不能轉化為酒精
B．李比希證明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．薩姆納提取出脲酶結晶，并證明其化學本質是蛋白質
D．切赫和奧爾特曼發現少數RNA也具有生物催化功能
B　[李比希認為促使酒精發酵的是酵母菌中的某種物質，且這些物質只有在酵母菌細胞死亡并裂解后才能發揮作用；畢希納通過實驗證明促使酒精發酵的是酵母菌中的某種物質，而不是細胞本身。]
7．下列關于酶的敘述中，正確的是(　　)
A．酶能調節生物體的生命活動
B．一般說來，活細胞都能產生酶
C．酶都是在核糖體上合成的
D．所有的酶與雙縮脲試劑發生作用，都可產生紫色反應
B　[酶具有催化作用，不能調節生物體的生命活動；酶由活細胞產生；酶絕大部分是蛋白質，在核糖體上合成，可與雙縮脲試劑產生紫色反應，少部分是RNA，不是在核糖體上合成的，不能與雙縮脲試劑反應呈紫色。]
8．下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。下列相關分析合理的是(　　)
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號的實驗結果可知加熱能降低反應的活化能
C　[本實驗的自變量是不同的反應條件，因變量是反應速率，A錯誤；酶的用量等屬于無關變量，但溫度是本實驗的自變量，B錯誤；1號與3號、1號與4號可分別構成對照實驗，1號與3號對照說明Fe3+具有催化作用，1號與4號對照說明酶具有催化作用，C正確；加熱能提供能量而不是降低活化能，D錯誤。]
9．酶的作用是降低化學反應的活化能。下圖中，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。正確的圖解是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
B　[酶在細胞代謝中的作用是降低化學反應的活化能，使反應比較容易進行。曲線②的峰點表示沒有酶催化的反應需要的活化能，曲線①的峰點表示有酶催化的反應需要的活化能，兩者間的差值表示酶所降低的活化能。]
10．細胞在代謝過程中會產生對細胞有毒害作用的過氧化氫，但體內有過氧化氫酶，能將其分解為無毒物質。據此回答下列問題：
(1)過氧化氫酶能促進過氧化氫分解的作用機理是____________________________________________________________。
(2)“生物體內絕大多數酶是蛋白質，少部分是RNA”。某同學為驗證過氧化氫酶的化學本質是蛋白質而不是RNA，根據實驗室提供的以下材料進行實驗，請幫他補充完整：
實驗材料和試劑：新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液，過氧化氫酶溶液，蛋白酶，RNA水解酶，試管，量筒，滴管，試管架，試管夾等。
實驗步驟：
①取適量過氧化氫酶溶液均分為兩份，一份用適量蛋白酶處理，________________________________處理，備用；
②取三支試管，分別編號為A、B、C，分別加入______________________
____________________________________________________________；
③向A試管中滴加兩滴過氧化氫酶溶液，B、C試管的處理是____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________;
④觀察三支試管中氣泡產生的速率。
預期實驗結果，得出實驗結論：
實驗結果：__________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________;
實驗結論：___________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)酶的作用機理是降低反應的活化能。(2)該實驗驗證過氧化氫酶的化學本質是蛋白質而不是RNA，可采用酶解法。實驗要遵循對照原則、單一變量原則和等量原則。
答案：(1)過氧化氫酶能降低過氧化氫分解反應的活化能　(2)①一份用等量RNA水解酶　②等量的新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液　③B試管加入等量的用蛋白酶處理過的過氧化氫酶溶液，C試管加入等量的用RNA水解酶處理過的過氧化氫酶溶液　④A、C試管產生氣泡速率快，B試管產生氣泡速率慢(或無氣泡產生)　過氧化氫酶的化學本質是蛋白質而不是RNA
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第5章 細胞的能量供應和應用
第1節 降低化學反應活化能的酶
一 酶的本質和作用
說明酶在細胞代謝中的作用，認識酶的作用機理。
通過實驗操作和分析，學習變量控制和設計對照實驗等科學探究方法。
闡明絕大多數酶的化學本質是蛋白質,認同科學是在爭論和探索中前進的。
問題探討
思考：
斯帕蘭札尼在研究鷹的消化作用
3.怎樣才能證明你的推測？
1.為什么要將肉塊兒放在金屬籠內？
2.是什么物質使肉塊消失了？
便于取出實驗材料（肉塊），排除物理性消化，確定其是否發生了化學性消化。
胃內的化學物質將肉塊分解了。
收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否發揮作用。
問題探討
后來，科學家發現胃液中含有大量鹽酸，于是推測鹽酸是使食物分解的物質。
1835年，德國科學家施旺，通過實驗發現，胃腺分泌物中有一種物質，將它與鹽酸混合后，對肉類的分解能力遠遠大于鹽酸的單獨作用，這種物質就是胃蛋白酶。
細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統稱為細胞代謝。細胞代謝離不開酶。那么，酶有什么作用呢？
探究·實踐
實驗原理
實驗材料
新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液
新鮮的質量分數為20%的肝臟研磨液
質量分數為3.5%的FeCl3溶液。
新鮮肝臟中有較多的過氧化氫酶。質量分數為3.5%FeCl3溶液和質量分數為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+，大約是過氧化氫酶分子數的25萬倍。
細胞在代謝中會產生代謝廢物，甚至是有害的物質，如H2O2 。幸而細胞中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時分解為氧氣和水，解除對細胞的毒害。
一、酶在細胞代謝中的作用
探究·實踐
一、酶在細胞代謝中的作用
2ml H2O2溶液
1號
2滴FeCl3溶液
2滴肝臟研磨液
2號
2ml H2O2溶液
90℃水浴
3號
2ml H2O2溶液
3號
4號
4號
實驗過程及結果
常溫
探究·實踐
一、酶在細胞代謝中的作用
1. 與1號試管相比 ，2號試管產生的氣泡多 。說明了什么 ？
2. 在細胞內 ，能通過加熱來提高反應速率嗎 ？
4. 3號試管和4號試管相比 ，4號試管中的反應速率快 , 說明了什么 ？
3. 3號和4號試管未經加熱 ，也有大量氣泡產生 ，說明了什么 ？
不能。
探究·實踐
一、酶在細胞代謝中的作用
實驗注意事項
1、肝臟需要新鮮的，肝臟需制成研磨液，使酶釋放出來。
2、不能共用一個滴管吸取 液和 溶液。
3、H2O2溶液氧化性強，有腐蝕性，使用時不要使其接觸到皮膚。
最好 （ 因為H2O2常溫下易 ）。
4、檢驗試管內產生的氣體性質時，應用點燃的衛生香（無火焰）將氣泡攪動一下，但注意不要將衛生香插入試管底部。
肝臟研磨
氯化鐵
現配現用
分解
科學方法
一、酶在細胞代謝中的作用
變量：
概念:
實驗過程中的變化因素稱為變量。
類型:
1. 人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量。
2. 因自變量改變而變化的變量叫作因變量。
3. 除自變量外,實驗過程中還存在一些對實驗結果造成影響的可變因素，叫作無關變量。
對照實驗： 概念: 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叫作對照實驗。 類型:
對照實驗一般要設置對照組和實驗組,未作任何處理的對照組叫作空白對照。
探究·實踐
一、酶在細胞代謝中的作用
——變量分析
對照組
實驗組
試管編號 1 2 3 4
加入物質
處理 不處理 加2滴 溶液 加2滴 液
現象 基本無氣泡產生 有_______氣泡產生 有_______氣泡產生，并使衛生香燃燒 有_______氣泡產生，并使衛生香猛烈燃燒
2 mL 3% H2O2溶液
90℃水浴加熱
FeCl3
肝臟研磨
變量
無關變量
自變量
因變量
少量
較多
大量
【對點練習】
1．某研究小組以過氧化氫為材料進行了圖甲、乙、丙所示的三組實驗，圖丁為所獲得的實驗結果。下列分析錯誤的是(　　)
A．甲組為對照組，乙組、丙組為實驗組
B．丙組實驗對應的結果為丁圖中的曲線a
C．該實驗可以驗證酶的催化具有高效性
D．若只加入1滴質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液，O2產生量會更少
D
一、酶在細胞代謝中的作用
二、酶的作用機理
活化能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍態所需要的能量。
活化能
常態
能量
活躍狀態
二、酶的作用機理
加熱
為反應物分子提供能量(活化能），使其達到活躍狀態
Fe3+
降低化學反應的活化能
酶
更顯著地降低化學反應的活化能（作用機理）
活躍狀態
終態
分析：各條件使反應加快的本質
【對點練習】
2．如圖曲線表示某化學反應在使用無機催化劑和酶催化條件下的能量變化過程。下列相關分析錯誤的是(　　)
A．曲線①表示在無機催化劑條件下的能量變化
B．比較反應前后能量變化，可確定該反應為放能反應
C．a與b的差值為酶催化該反應所降低的活化能
D．此過程解釋了酶的催化具有高效性的原因
C
二、酶的作用機理
三、關于酶本質的探索
我國早在4000多年前的夏禹時代，就掌握了釀酒技術。1716年《康熙字典》收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”。“酒母”就是現在所說的酵母。
三、關于酶本質的探索
巴斯德之前
發酵是純化學反應，與生命活動無關
巴斯德(微生物學家）
李比希（化學家）
發酵是整個活細胞而非細胞中某些物質起作用
畢希納
薩姆納
切赫、奧爾特曼
引起發酵的是細胞中的某些物質，在酵母細胞死亡裂解后才發揮作用
酵母細胞中某些物質能在細胞破碎后繼續起催化作用，像在活酵母細胞中一樣
脲酶是蛋白質
少數RNA也具有生物催化功能
三、關于酶本質的探索
酶的本質
酶是由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。
由細胞產生，在細胞內和細胞外都能發揮催化作用
酶
Enzyme
三、關于酶本質的探索
化學本質 絕大多數是蛋白質
合成原料
合成場所
來源
生理功能
作用部位
作用原理
少數是RNA
氨基酸
核糖核苷酸
核糖體
催化作用
降低化學反應的活化能
主要在細胞核（真核）
活細胞一般都能合成
酶的本質
細胞內、細胞外都可以
三、關于酶本質的探索
酶與無機催化劑的共性
1、酶與無機催化劑的催化機理相同，都是降低化學反應的活化能。
2、酶和無機催化劑在反應前后數量和性質不發生改變，一段時間內可以重復利用。
3、酶與無機催化劑都不改變反應的平衡點，只是縮短了到達平衡點的時間。如下圖所示。
3．下列有關酶本質的探索過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．巴斯德和李比希的觀點既有積極意義，又有其局限性
B．畢希納發現某些物質能夠在酵母菌細胞破碎后繼續起作用
C．薩姆納從刀豆種子中提純出的結晶可以催化尿素分解
D．切赫和奧爾特曼證明酶的化學本質只是RNA而非蛋白質
【對點練習】
D
三、關于酶本質的探索
【對點練習】
4．下列有關酶的敘述正確的是(　　)
①是由有分泌功能的細胞產生的;②有的從食物中獲得，有的在體內轉化而來;③活細胞一般都能產生酶;④酶都是蛋白質;⑤有的酶不是蛋白質;⑥酶在代謝中有多種功能;⑦在新陳代謝和生長發育中起調控作用;⑧酶只是起催化作用
A．①②③　　 B．④⑤⑥
C．③⑤⑧ D．⑥⑦⑧
C
三、關于酶本質的探索

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