第1节 降低化学反应活化能的酶
【学习目标】
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论,说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。(科学思维)
2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的,培养基于事实和证据得出结论的科学思维方法。(科学思维)
3.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和的特性。(生命观念)
4.通过相关的实验和探究,尝试控制自变量、观察和检测因变量,设置对照组和重复组,培养设计实验、实施方案以及交流讨论结果的能力,形成科学探究的品质。(科学探究)
第1课时 酶的作用和本质
【自主预习】
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
(1)概念:细胞中每时每刻都进行着许多 化学反应 ,统称为细胞代谢。
(2)主要场所: 活细胞 。
(3)条件:需 酶 的催化。
(4)意义:细胞代谢是 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实验
(1)实验原理
2H2O2 2H2O+O2
(2)实验现象
试管1:过氧化氢在常温下基本不产生气泡。
试管2:比1号试管放出的气泡稍多。
试管3:产生大量气泡,可让点燃的卫生香复燃。
试管4:比3号试管放出的气泡多得多,产生的气体让复燃的卫生香火焰明显比3号试管中的旺。
(3)实验结论:酶具有 催化 作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率 更高 。
(4)变量控制
a.自变量: 人为控制 的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、 加FeCl3溶液 和 加肝脏研磨液 。
b.因变量:因 自变量 改变而变化的变量。如本实验中 H2O2分解速率 。
c.无关变量:除自变量外,实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的 可变因素 。如本实验中反应物的浓度、反应时间和肝脏的新鲜程度等。
(5)对照实验
a.除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都 保持一致 ,并将 结果 进行比较的实验叫作对照实验。
b.对照实验一般要设置对照组和 实验 组。
3.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)作用机制
a.降低化学反应的 活化能 。
b.与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。
(3)意义:由于酶的催化作用,细胞代谢才能在 温和 条件下快速有序地进行。
二、酶的本质
1.酶的化学本质: 蛋白质或RNA 。
2.酶的合成原料: 氨基酸或核糖核苷酸 。
3.酶的合成场所: 核糖体或细胞核等 。
4.酶的作用场所: 细胞内、细胞外 。
5.酶的来源: 活细胞合成 。
6.酶的功能: 催化作用 。
7.酶作用的机理: 降低化学反应的活化能 。
概念检测:判断下列关于酶的叙述是否正确。
a.能够产生激素的细胞一定可以产生酶。 (√)
【提示】 能够产生激素的细胞是活细胞,活细胞能产生酶。
b.酶具有调节、催化等多种功能。 (×)
【提示】 酶只有催化作用。
c.酶是具有催化作用的蛋白质。 (×)
【提示】 酶的化学本质是蛋白质或RNA。
d.酶的基本单位是氨基酸,因此氨基酸是酶的合成原料。 (×)
【提示】 酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。
e.酶是在核糖体上合成的。 (×)
【提示】 蛋白质类的酶是在核糖体上合成的,RNA类的酶主要是在细胞核中合成的。
【合作探究】
任务1 理解酶在细胞代谢中的作用
活动1 阅读课本P77内容,比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.将实验过程操作表格补充完整。
步骤
相同处理 向4支试管中分别加入① 2 mL H2O2溶液
不同处理 不处理 放在② 90 ℃ 左右的水浴中加热 滴入2滴 ③ FeCl3 溶液 滴入2滴④ 肝脏研磨液
现 象 气泡 多少 几乎没有 较少 较多 ⑤ 很多
点燃的 卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 ⑥ 复燃性很强
2.为什么要选用新鲜的肝脏
【提示】 保证过氧化氢酶的数量和活性(肝脏如果不新鲜,肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解,会影响过氧化氢分解成H2O和O2的速率)。
3.为什么要将肝脏制成研磨液
【提示】 使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶,增大酶与过氧化氢的接触面积,加速过氧化氢的分解。
4.滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时,能否共用一个滴管
【提示】 不能,共用一个滴管时,若有少量的过氧化氢酶通过滴管带到滴加FeCl3溶液的实验组中,会影响实验的准确性。
5.氧气的多少可以通过哪些途径观察
【提示】 气泡的数量、点燃的卫生香复燃情况。
6.与1号试管相比,2号试管出现了不同的现象,说明什么
【提示】 加热能促进H2O2的分解。
7.在细胞内,能通过加热来提高反应速率吗
【提示】 不能。
8.3号和4号试管未经加热,也有大量的气泡产生,说明什么
【提示】 FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快H2O2分解的速率。
9.与3号试管相比,4号试管中的反应速率快,说明什么
【提示】 过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。
10.本实验能得出什么结论
【提示】 过氧化氢酶具有催化作用,且与Fe3+相比,过氧化氢酶的催化效率更高。
认知生成
酶具有催化作用的实验验证思路
设计思路 实验组:底物+相应酶液底物被分解 对照组:底物+等量蒸馏水底物不被分解
实验变量 自变量是相应酶液的有无,因变量是底物是否被分解
结果分析 根据底物性质利用相应试剂检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用
例1 为验证酶的高效性,某研究性学习小组进行了下图所示实验,以下叙述正确的是( )。
A.加氯化铁溶液的试管必须进行加热处理
B.两试管加入催化剂的分子数相同
C.两试管中过氧化氢的量不同
D.反应完成后,两试管的产物数量相同
【答案】 D
【解析】 实验时应遵循单一变量原则,若对加氯化铁溶液的试管进行加热处理,则实验存在两个自变量,A错误;两试管中,加入的催化剂的体积相同,质量分数为3.5%的FeCl3溶液与质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍,故加入无机催化剂氯化铁的分子数远多于加入生物催化剂过氧化氢酶的分子数,B错误;两试管中过氧化氢的量属于无关变量,应保持相同,C错误;两试管中的过氧化氢的量相同,彻底反应后,两试管的产物数量相同,D正确。
对点练1 图中的鲜肝匀浆与H2O2接触后产生的现象及推测,错误的是( )。
A.若迅速产生大量气体,可推测鲜肝匀浆中含有过氧化氢酶
B.若增加鲜肝匀浆的量,量筒中产生气体的速率将加快
C.一段时间后,气体量不再增加是因为鲜肝匀浆量有限
D.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量
【答案】 C
【解析】 酶作为催化剂只是改变化学反应速率,起催化作用,A、B正确;一段时间后,气泡不再产生是因为H2O2已被分解完,而不是鲜肝匀浆量有限,鲜肝匀浆中的过氧化氢酶是催化剂,可反复利用,C错误;实验操作应遵循单一变量原则,温度等无关变量应保持相同且适宜,D正确。
任务2 理解酶的作用原理
活动2 阅读课本P78,结合下图回答问题
图1 图2
图1所示为酶催化化学反应的机理与过程,图中E1、E2、E3都表示活化能;图2是化学反应在不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件下随时间变化生成物产生的情况。
1.请将图1中反应过程所需的活化能E1、E2、E3分别与不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件进行对应。
【提示】 E1——使用无机催化剂,E2——不使用催化剂,E3——使用酶作催化剂。
2.使用酶作催化剂时,酶所降低的化学反应的活化能应该怎么表示
【提示】 E2-E3。
3.请总结酶的作用机理。
【提示】 降低化学反应活化能。
4.图2中A、B、C分别代表什么条件 三种条件下最终生成物浓度一样,说明什么
【提示】 A——使用酶作催化剂,B——使用无机催化剂,C——不使用催化剂。酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间,不能改变化学反应的平衡点(即不改变最终产物的量)。
认知生成
1.同样是促进化学反应的进行,加热是增加分子的内能,使更多反应分子达到活化状态,从而加快反应速率,无机催化剂是降低活化能,酶是更显著地降低活化能。
2.酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间,不能改变化学反应的平衡点。
例2 下图中,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能,下列图解正确的是( )。
【答案】 B
【解析】 酶催化作用的机理是能显著降低化学反应的活化能,①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能,即二者所需活化能峰值之差,故B符合题意。
对点练2 下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是( )。
A.a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P所需要的活化能
B.若将酶换成无机催化剂催化该反应,则a的高度将降低
C.若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线,改变条件后,a的高度将降低
【答案】 A
【解析】 a+b表示在无催化剂的条件下,物质A生成物质P所需要的活化能,A正确;无机催化剂降低活化能的效果弱于酶,所以若将酶换成无机催化剂催化该反应,则a的高度将升高,B错误;反应物A的量对催化剂降低活化能的效果无影响,图中曲线的形状不会发生改变,C错误;若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线,改变最适条件后,酶的活性下降,降低反应活化能的能力下降,a的高度将升高,D错误。
任务3 理解酶的本质
活动3 阅读课本P79“思考·讨论”,回答下列问题
1.关于酶本质的探索历程
2.毕希纳将酵母菌细胞研磨后,研磨液还能引起发酵,说明了什么
【提示】 说明发酵不一定需要完整的细胞参与,同时说明引起发酵的是细胞中的某种物质。
3.若你是科学家萨姆纳的助手,你会如何设计实验协助萨姆纳证明他从刀豆种子中提取得到的结晶是蛋白质
【提示】 将结晶溶于水,向溶液中加入双缩脲试剂,观察颜色变化,若溶液呈紫色,则证明结晶是蛋白质。
认知生成
1.酶的概念理解
化学本质 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA
产生细胞 活细胞都能产生酶(一般不考虑哺乳动物成熟红细胞)
来源 生物体内合成
合成原料 氨基酸或核糖核苷酸
合成场所 核糖体、细胞核等
作用场所 既可以在细胞内,也可以在细胞外或生物体外发挥作用
作用实质 降低化学反应的活化能,从而加快化学反应速率,并不为化学反应提供物质和能量
能否重 复利用 酶作为催化剂,反应前后化学性质和数量不变,可以重复利用
2.探究酶的方法
(1)试剂鉴定法
(2)酶解鉴定法
例3 下列有关酶的叙述,正确的是( )。
①酶是由具有分泌功能的活细胞产生的 ②酶催化化学反应的原理是提供化学反应所需的能量 ③酶是活细胞产生的 ④酶都是蛋白质 ⑤酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦酶在生物的新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只起催化作用
A.③⑤⑧ B.③④⑧
C.②③⑦ D.①②⑥
【答案】 A
【解析】 酶是活细胞产生的,具有分泌功能和不具有分泌功能的活细胞都能产生酶,①错误,③正确;酶催化化学反应的原理是降低化学反应所需要的活化能,并不为化学反应提供能量,②错误;绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数酶的化学本质是RNA,故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,④错误,⑤正确;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,且只起催化作用,⑥⑦错误,⑧正确。
对点练3 科学家证实:RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,将这种酶中的蛋白质和RNA分开,在适宜条件下,RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,而蛋白质不具有。这一结果表明( )。
A.酶都是由蛋白质和RNA组成的
B.RNA具有催化作用
C.酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸
D.绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA
【答案】 B
【解析】 根据题意,RNaseP酶由蛋白质和RNA组成,但这并不能说明酶都是由蛋白质和RNA组成的;题干强调“RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性”,说明RNA具有催化作用;RNaseP酶的基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸;“绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA ”这一说法正确,但本题的实验结果并不能得出这一结论。
素能提升 联系实际,分析酶在生活中的应用(科学解释能力)
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,比普通洗衣粉有更强的去污能力,能把衣物清洗得更加干净,鲜亮。目前常用于添加至洗涤剂中的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更好的去污能力。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见下表。
加酶洗 衣粉A 加酶洗 衣粉B 加酶洗 衣粉C 无酶洗衣 粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题:
1.加酶洗衣粉A、B、C中分别添加了什么种类的酶 你是如何判断的
【提示】 分析表格可知,加酶洗衣粉A去除血渍效果好,加酶洗衣粉B去除油渍效果好,加酶洗衣粉C去除血渍和油渍效果都好,说明加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶;加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶;加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
2.表中哪种洗衣粉不宜用于洗涤蚕丝织物,原因是什么
【提示】 由于洗衣粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物,因此加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C不宜用于洗涤蚕丝织物。
3.相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是什么
【提示】 因为酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质,使污渍易从衣物上脱落,所以相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.判断正误。 (1)细胞代谢不需要酶的作用。 (×) (2)酶通过为反应物供能和降低反应的活化能来提高化学反应速率。 (×) (3)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。 (×) (4)酶本质的探索历程与科学技术的发展无关。 (×) 2.以下对酶的作用比喻不恰当的是( )。 A.酶的作用就像给运动员把跨栏的高度降下来 B.酶的作用就像给翻越高山的汽车加大油门 C.酶的作用就像制取氧气时在氯酸钾中加了二氧化锰 D.酶的作用就像高考时降低了录取的分数线 【答案】 B 【解析】 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称为活化能,如果把化学反应比作驾车翻越一座高山,“加热、加压”相当于给汽车加大油门,用催化剂则相当于帮司机找到穿山的隧道,即用催化剂就相当于使原来反应的“难度”降低了,因此A项和D项的比喻都是比较恰当的;C项中二氧化锰起到催化剂的作用,因此这个比喻也是恰当的;给汽车加大油门相当于反应中的“加热、加压”,因此B项比喻是不恰当的。
2(共37张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节降低化学反应活化能的酶
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用及酶的本质和特性。（科学思维）
2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的，培养基于事实和证据得出结论的科学思维方法。（科学思维）
3.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和的特性。（生命观念）
4.通过相关的实验和探究，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组，培养设计实验、实施方案以及交流讨论结果的能力，形成科学探究的品质。（科学探究）
第1课时酶的作用和本质
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢
（1）概念:细胞中每时每刻都进行着许多__________，统称为细胞代谢。
（2）主要场所：________。
（3）条件:需____的催化。
（4）意义:细胞代谢是______________的基础。
化学反应
活细胞
酶
细胞生命活动
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验
（1）实验原理
（2）实验现象
试管1：过氧化氢在常温下基本不产生气泡。huo
试管2：比1号试管放出的气泡稍多。
试管3：产生大量气泡，可让点燃的卫生香复燃。
试管4：比3号试管放出的气泡多得多，产生的气体让复燃的卫生香火焰明显比3号试管中的旺。
或FeCl3溶液或过氧化氢酶（肝脏研磨液）
（3）实验结论：酶具有______作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率______。
（4）变量控制
.自变量：__________的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、___________
____和______________。
.因变量：因________改变而变化的变量。如本实验中_ ______________。
.无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的_________
__。如本实验中反应物的浓度、反应时间和肝脏的新鲜程度等。
催化
更高
人为控制
加 溶液
加肝脏研磨液
自变量
分解速率
可变因素
（5）对照实验
.除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都__________，并将______进行比
较的实验叫作对照实验。
.对照实验一般要设置对照组和______组。
保持一致
结果
实验
3.酶的作用原理
（1）活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的__________所需要的能量。
（2）作用机制
.降低化学反应的________。
.与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
（3）意义：由于酶的催化作用，细胞代谢才能在______条件下快速有序地进行。
常态
活跃状态
活化能
温和
二、酶的本质
1.酶的化学本质：______________。
2.酶的合成原料：____________________。
3.酶的合成场所：__________________。
4.酶的作用场所：________________。
5.酶的来源：____________。
6.酶的功能：__________。
7.酶作用的机理：______________________。
蛋白质或
氨基酸或核糖核苷酸
核糖体或细胞核等
细胞内、细胞外
活细胞合成
催化作用
降低化学反应的活化能
概念检测： 判断下列关于酶的叙述是否正确。
a.能够产生激素的细胞一定可以产生酶。( )
√
提示 能够产生激素的细胞是活细胞，活细胞能产生酶。
b.酶具有调节、催化等多种功能。( )
×
提示 酶只有催化作用。
c.酶是具有催化作用的蛋白质。( )
×
提示 酶的化学本质是蛋白质或 。
d.酶的基本单位是氨基酸，因此氨基酸是酶的合成原料。( )
×
提示 酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。
e.酶是在核糖体上合成的。( )
×
提示 蛋白质类的酶是在核糖体上合成的， 类的酶主要是在细胞核中合成的。
任务1 理解酶在细胞代谢中的作用
活动1 阅读课本P77内容，比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.将实验过程操作表格补充完整。
步骤
相同处理 向4支试管中分别加入①______ 溶液
不同处理 不处理 放在②______ 左右的水浴中加热 滴入2滴 ③______ 溶液 滴入2滴④
_________
___
现 象 气泡多 少 几乎没有 较少 较多 ⑤______
点燃的 卫生香 无复燃 有复燃 复燃性较强 ⑥____________
肝脏研磨液
很多
复燃性很强
续表
2.为什么要选用新鲜的肝脏？
提示 保证过氧化氢酶的数量和活性（肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机
物就会在腐生菌的作用下分解，会影响过氧化氢分解成 和 的速率）。
3.为什么要将肝脏制成研磨液？
提示 使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶，增大酶与过氧化氢的接触面积，加速过氧化氢的分解。
4.滴入肝脏研磨液和 溶液时，能否共用一个滴管？
提示 不能，共用一个滴管时，若有少量的过氧化氢酶通过滴管带到滴加 溶液的
实验组中，会影响实验的准确性。
5.氧气的多少可以通过哪些途径观察？
提示 气泡的数量、点燃的卫生香复燃情况。
6.与1号试管相比，2号试管出现了不同的现象，说明什么？
提示 加热能促进 的分解。
7.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
提示 不能。
8.3号和4号试管未经加热，也有大量的气泡产生，说明什么？
提示 中的 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快 分解的速率。
9.与3号试管相比，4号试管中的反应速率快，说明什么？
提示 过氧化氢酶比 的催化效率高得多。
10.本实验能得出什么结论？
提示 过氧化氢酶具有催化作用，且与 相比，过氧化氢酶的催化效率更高。
认知生成
酶具有催化作用的实验验证思路
设计思路 实验组：底物 相应酶液 底物被分解
对照组：底物 等量蒸馏水 底物不被分解
实验变量 自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解
结果分析 根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化
作用，否则不具有催化作用
例1 为验证酶的高效性，某研究性学习小组进行了下图所示实验，以下叙述正确的是
( )。
D
A.加氯化铁溶液的试管必须进行加热处理
B.两试管加入催化剂的分子数相同
C.两试管中过氧化氢的量不同
D.反应完成后，两试管的产物数量相同
[解析] 实验时应遵循单一变量原则，若对加氯化铁溶液的试管进行加热处理，则实验
存在两个自变量，A错误；两试管中，加入的催化剂的体积相同，质量分数为 的
溶液与质量分数为 的肝脏研磨液相比，每滴 溶液中的 数大约是
每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍，故加入无机催化剂氯化铁的分子数远
多于加入生物催化剂过氧化氢酶的分子数，B错误；两试管中过氧化氢的量属于无关
变量，应保持相同，C错误；两试管中的过氧化氢的量相同，彻底反应后，两试管的
产物数量相同，D正确。
对点练1 图中的鲜肝匀浆与 接触后产生的现象及推测，错误的是( )。
C
A.若迅速产生大量气体，可推测鲜肝匀浆中含有过氧化氢酶
B.若增加鲜肝匀浆的量，量筒中产生气体的速率将加快
C.一段时间后，气体量不再增加是因为鲜肝匀浆量有限
D.为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
[解析] 酶作为催化剂只是改变化学反应速率，起催化作用，A、B正确；一段时间后，气泡不再产生是因为 已被分解完，而不是鲜肝匀浆量有限，鲜肝匀浆中的过氧化氢酶是催化剂，可反复利用，C错误；实验操作应遵循单一变量原则，温度等无关变量应保持相同且适宜，D正确。
任务2 理解酶的作用原理
活动2 阅读课本P78，结合下图回答问题
图1所示为酶催化化学反应的机理与过程，图中
、 、 都表示活化能；图2是化学反应在不使用催
化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件下随
时间变化生成物产生的情况。
1.请将图1中反应过程所需的活化能 、 、 分别与
提示 使用无机催化剂， 不使用催化剂， 使用酶作催化剂。
不使用催化剂、使用无机催化剂、使用酶作催化剂三种条件进行对应。
2.使用酶作催化剂时，酶所降低的化学反应的活化能应该怎么表示？
提示 。
3.请总结酶的作用机理。
提示 降低化学反应活化能。
4.图2中A、B、C分别代表什么条件？三种条件下最终生成物浓度一样，说明什么？
提示 使用酶作催化剂， 使用无机催化剂， 不使用催化剂。酶只能
缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点（即不改变最终产物
的量）。
认知生成
1.同样是促进化学反应的进行，加热是增加分子的内能，使更多反应分子达到活化状态，从而加快反应速率，无机催化剂是降低活化能，酶是更显著地降低活化能。
2.酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。
例2 下图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线， 表示酶
降低的活化能，下列图解正确的是( )。
B
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 酶催化作用的机理是能显著降低化学反应的活化能，①表示有酶催化的反应曲
线，②表示没有酶催化的反应曲线， 表示酶降低的活化能，即二者所需活化能峰值
之差，故B符合题意。
对点练2 下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质A在无催化剂
条件和有酶催化条件下生成物质 所需能量的变化过程。
下列相关叙述正确的是( )。
A
A. 表示在无催化剂的条件下，物质 生成物质 所需要的活化能
B.若将酶换成无机催化剂催化该反应，则 的高度将降低
C.若仅增加反应物 的量，则图中曲线的原有形状均发生改变
D.若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线，改变条件后， 的高度将降低
[解析] 表示在无催化剂的条件下，物质A生成物质 所需要的活化能，A正确；无机催化剂降低活化能的效果弱于酶，所以若将酶换成无机催化剂催化该反应，则 的高度将升高，B错误；反应物A的量对催化剂降低活化能的效果无影响，图中曲线的形状不会发生改变，C错误；若曲线Ⅱ为最适条件下的酶促反应曲线，改变最适条件后，酶的活性下降，降低反应活化能的能力下降， 的高度将升高，D错误。
任务3 理解酶的本质
活动3 阅读课本P79“思考·讨论”，回答下列问题
1.关于酶本质的探索历程
2.毕希纳将酵母菌细胞研磨后，研磨液还能引起发酵，说明了什么？
提示 说明发酵不一定需要完整的细胞参与，同时说明引起发酵的是细胞中的某种物质。
3.若你是科学家萨姆纳的助手，你会如何设计实验协助萨姆纳证明他从刀豆种子中提取得到的结晶是蛋白质？
提示 将结晶溶于水，向溶液中加入双缩脲试剂，观察颜色变化，若溶液呈紫色，则证明结晶是蛋白质。
认知生成
1.酶的概念理解
化学本质 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是
产生细胞 活细胞都能产生酶（一般不考虑哺乳动物成熟红细胞）
来源 生物体内合成
合成原料 氨基酸或核糖核苷酸
合成场所 核糖体、细胞核等
作用场所 既可以在细胞内，也可以在细胞外或生物体外发挥作用
作用实质 降低化学反应的活化能，从而加快化学反应速率，并不为化学
反应提供物质和能量
能否重复利用 酶作为催化剂，反应前后化学性质和数量不变，可以重复利用
2.探究酶的方法
（1）试剂鉴定法
（2）酶解鉴定法
例3 下列有关酶的叙述，正确的是( )。
①酶是由具有分泌功能的活细胞产生的 ②酶催化化学反应的原理是提供化学反应所需
的能量 ③酶是活细胞产生的 ④酶都是蛋白质 ⑤酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核
苷酸 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦酶在生物的新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶
只起催化作用
A
A.③⑤⑧ B.③④⑧ C.②③⑦ D.①②⑥
[解析] 酶是活细胞产生的，具有分泌功能和不具有分泌功能的活细胞都能产生酶，①
错误，③正确；酶催化化学反应的原理是降低化学反应所需要的活化能，并不为化学
反应提供能量，②错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是 ，
故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，④错误，⑤正确；酶是活细胞产生的具
有催化作用的有机物，且只起催化作用，⑥⑦错误，⑧正确。
对点练3 科学家证实： 酶由蛋白质和 组成，将这种酶中的蛋白质和
分开，在适宜条件下， 仍然具有与这种酶相同的催化活性，而蛋白质不具有。这
一结果表明( )。
B
A.酶都是由蛋白质和 组成的 B. 具有催化作用
C.酶的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 D.绝大多数酶是蛋白质，少数是
[解析] 根据题意， 酶由蛋白质和 组成，但这并不能说明酶都是由蛋白质
和 组成的；题干强调“ 仍然具有与这种酶相同的催化活性”，说明 具有
催化作用； 酶的基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸；“绝大多数酶是蛋白质，
少数是 ”这一说法正确，但本题的实验结果并不能得出这一结论。
素能提升 联系实际，分析酶在生活中的应用（科学解释能力）
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，比普通洗衣粉有更强的去污能力，能把衣
物清洗得更加干净，鲜亮。目前常用于添加至洗涤剂中的酶制剂有四类：蛋白酶、脂
肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂
肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小
分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将脂肪、淀粉
和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。某同学通过实验比较了
几种洗衣粉的去渍效果（“ ”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉（对照）
血渍
油渍
根据实验结果回答下列问题：
1.加酶洗衣粉A、B、C中分别添加了什么种类的酶 你是如何判断的？
提示 分析表格可知，加酶洗衣粉A去除血渍效果好，加酶洗衣粉B去除油渍效果好，加酶洗衣粉C去除血渍和油渍效果都好，说明加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶；加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
2.表中哪种洗衣粉不宜用于洗涤蚕丝织物，原因是什么
提示 由于洗衣粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物，因此加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C不宜用于洗涤蚕丝织物。
3.相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是什么
提示 因为酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落，所以相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好。
课堂小结
课堂小测
1.判断正误。
（1）细胞代谢不需要酶的作用。( )
×
（2）酶通过为反应物供能和降低反应的活化能来提高化学反应速率。( )
×
（3）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( )
×
（4）酶本质的探索历程与科学技术的发展无关。( )
×
2.以下对酶的作用比喻不恰当的是( )。
B
A.酶的作用就像给运动员把跨栏的高度降下来
B.酶的作用就像给翻越高山的汽车加大油门
C.酶的作用就像制取氧气时在氯酸钾中加了二氧化锰
D.酶的作用就像高考时降低了录取的分数线
[解析] 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称为活化能，如果把化学反应比作驾车翻越一座高山，“加热、加压”相当于给汽车加大油门，用催化剂则相当于帮司机找到穿山的隧道，即用催化剂就相当于使原来反应的“难度”降低了，因此A项和D项的比喻都是比较恰当的；C项中二氧化锰起到催化剂的作用，因此这个比喻也是恰当的；给汽车加大油门相当于反应中的“加热、加压”，因此B项比喻是不恰当的。
