资源简介

4.1.1 酶的作用和本质
导学案
核心素养
生命观念：理解酶在细胞代谢中的重要作用，形成物质与能量观，认识到酶对维持细胞生命活动的意义。
科学思维：通过对酶作用和本质的探究实验分析，运用归纳与概括、演绎与推理的方法，培养逻辑思维能力。
科学探究：基于对酶相关实验的学习，提升提出问题、设计实验、分析结果等科学探究能力。
教学重难点
教学重点：酶的作用和本质；酶降低化学反应活化能的原理。
教学难点：理解酶的催化作用机理；酶本质的探索历程。
基础知识梳理
知识点一：酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
概念：细胞中每时每刻都进行着许多________，统称为细胞代谢。细胞代谢是细胞生命活动的________。
实例：细胞呼吸、光合作用等。
2.酶的作用
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验原理：过氧化氢在常温下分解缓慢，在加热、FeCl 溶液中的 Fe 或新鲜肝脏研磨液中的________等条件下能加快分解。
实验步骤和现象（略）
实验结论：酶具有________作用，与无机催化剂相比，酶催化效率更________。
酶催化作用的机理
活化能：分子从________转变为容易发生化学反应的________所需要的能量。
酶的作用机理：酶降低了化学反应的________，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
参考答案：
化学反应；基础
2. 过氧化氢酶；催化；高；常态；活跃状态；活化能
知识点二：酶的本质
1.酶本质的探索历程
1773 年，意大利科学家斯帕兰扎尼通过实验证明：胃具有________的作用。
1857 年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵是由于________的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。
德国化学家李比希认为：引起发酵的是________中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
德国化学家毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为________。
1926 年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出________，并证明其化学本质是________。
20 世纪 80 年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数________也具有生物催化功能。
2.酶的本质
酶是________产生的具有________作用的有机物，其中绝大多数酶是________，少数酶是________。
参考答案：
化学性消化；酵母细胞；酵母细胞；酿酶；脲酶；蛋白质；RNA
2. 活细胞；催化；蛋白质；RNA
易错提示
1.酶只能降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，不要误认为酶能提供能量来加快反应速率。
2.酶并非都是蛋白质，虽然绝大多数酶是蛋白质，但少数酶是 RNA，答题时要注意全面考虑。
3.酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能，而不是改变反应的平衡点，反应前后酶本身的性质和数量不变。
深化探究
1.从酶的作用机理角度分析，为什么酶具有高效性？
提示：酶降低化学反应活化能的作用比无机催化剂更显著。化学反应的进行需要克服一定的能量障碍，即活化能。酶能更大程度地降低活化能，使更多的底物分子更容易达到活跃状态，从而加快化学反应速率，表现出高效性。
2.在探究酶本质的历程中，巴斯德和李比希的观点有何不同？对后人的研究有什么影响？
提示：巴斯德认为酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类不能变成酒精；李比希则认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。他们的观点引发了后续科学家对酶本质的深入研究，促使毕希纳等科学家进一步探索，最终明确了酶的本质。
3.结合酶的本质，思考为什么酶的催化作用具有专一性？
提示：酶的本质多数是蛋白质，少数是 RNA 。酶具有特定的空间结构，其活性部位（与底物结合的部位）具有特定的形状和化学性质，只有特定的底物能与之契合。就像一把钥匙开一把锁，一种酶只能催化一种或一类化学反应，从而表现出专一性。
习题巩固
1.下列关于细胞代谢的叙述，错误的是（ ）
A. 细胞代谢是细胞生命活动的基础
B. 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应
C. 细胞代谢都是在酶的催化下进行的
D. 细胞代谢只发生在细胞内
2.下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A. 酶都在核糖体上合成
B. 酶只有在细胞内才具有催化作用
C. 酶能为化学反应提供活化能
D. 酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸
3.同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率，其原因是（ ）
A. 能降低反应的活化能
B. 能供给反应物能量
C. 改变了反应的途径
D. 降低反应活化能的作用更显著
4.酶的化学本质是（ ）
A. 蛋白质
B. 脂质
C. 蛋白质或 RNA
D. 糖类
5.下列关于酶本质探索历程的叙述，错误的是（ ）
A. 巴斯德认为发酵与活细胞有关
B. 李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质
C. 毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶
D. 萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶，证明其化学本质是 RNA
6.下列有关酶的作用及本质的说法，正确的是（ ）
A. 酶具有催化作用，只能在细胞内发挥作用
B. 酶的化学本质是蛋白质
C. 酶能显著降低化学反应的活化能
D. 酶催化作用的实质是为化学反应提供能量
参考答案及解析
1.答案：D
解析：细胞代谢是细胞生命活动的基础，细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，A、B 正确；细胞代谢都需要酶的催化，C 正确；细胞代谢有的发生在细胞内，如细胞呼吸，有的发生在细胞外，如消化道内的消化反应，D 错误。
2.答案：D
解析：绝大多数酶是蛋白质，在核糖体上合成，少数酶是 RNA，在细胞核等部位合成，A 错误；酶在细胞内和细胞外都能发挥催化作用，B 错误；酶能降低化学反应活化能，不能提供活化能，C 错误；酶的基本组成单位是氨基酸（蛋白质类酶）或核糖核苷酸（RNA 类酶），D 正确。
3.答案：D
解析：无机催化剂和酶都能降低反应的活化能，酶具有更高催化效率是因为降低反应活化能的作用更显著，A 错误，D 正确；酶不能供给反应物能量，B 错误；酶没有改变反应途径，C 错误。
4.答案：C
解析：酶的化学本质是蛋白质或 RNA，C 正确；不是脂质和糖类，B、D 错误；A 选项不全面，A 错误。
5.答案：D
解析：巴斯德认为发酵与活细胞有关，A 正确；李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，B 正确；毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶，C 正确；萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶，证明其化学本质是蛋白质，D 错误。
6.答案：C
解析：酶具有催化作用，在细胞内和细胞外都能发挥作用，A 错误；酶的化学本质多数是蛋白质，少数是 RNA，B 错误；酶能显著降低化学反应的活化能，C 正确；酶催化作用的实质是降低化学反应活化能，不是提供能量，D 错误。

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