人教版生物必修一+第五章第一节+知识清单 高一上学期生物人教版（2019）必修1.docxVIP

第五章：细胞的能量供应和利用

降低化学反应活化能的酶

酶的作用和本质

酶在细胞代谢中的作用

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，它是生命活动的基础，细胞代谢离不开酶。

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

使用新鲜肝脏的研磨液：有较多H2O2酶，研磨能将酶从细胞中释放出来，与H2O2充分接触，加快反应

肝脏研磨液可以用马铃薯匀浆代替，FeCl3溶液可以用二氧化锰代替

变量分析

自变量：实验条件（常温、加热、氯化铁溶液、肝脏研磨液）

因变量：H2O2分解速率（观察指标：气泡产生数量、速度，卫生香燃烧情况）

无关变量：试管中H2O2溶液的浓度用量和是否新制、FeCl3和肝脏的新鲜程度、加入试剂的量

对照实验

本实验对照组是1组，实验组是2、3、4组。

上图设置的空白对照有：

1号和2号，它们之间自变量是温度，结论：升温能加速H2O2分解

1号和3号，它们之间自变量是是否加Fe3+，结论：Fe3+能加速H2O2分解

1号和4号，它们之间自变量是是否加H2O2酶，结论：H2O2酶能加速H2O2分解

设置的相互对照：

3号和4号，相互对照没有专门的对照组，都是实验组，自变量是催化剂种类，结论：酶具有高效性

在上图基础上增加三组

5号与4号对照说明高温使酶失活

6号与3号4号对照说明蒸馏水不影响H2O2分解

7号与3号对照说明温度不影响Fe3+的催化作用

以上实验说明了酶在细胞代谢中起催化作用，且在温和条件下快速有序地进行。

加热能促进过氧化氢的分解，是因为它提供了能量，与加热一样，加压也能提供能量

Fe3+和H2O2酶通过降低反应所需的活化能（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）促进了过氧化氢的分解。

与无机催化剂相比酶降低活化能作用更显著，催化效率更高。

左图表示有酶催化和无催化剂情况下所需的活化能

AC段表示无催化剂时化学反应所需的活化能

BC段表示有酶催化时化学反应所需的化学能

AB段表示酶催化所降低的活化能

酶的发现过程及本质的探索

斯帕兰札尼的实验

1773年，斯帕兰扎尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。

将肉块放入金属笼让鹰吞服的原因是：便于取出材料，避免了胃的物理性消化，以探究胃的化学性消化

结论：胃液中有一种能消化肉的物质

巴斯德之前的观点：发酵是纯化学反应，与生命现象无关

巴斯德的观点：发酵是酵母菌细胞存在导致，没有活细胞参与，发酵不能进行

李比希的观点：引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质

毕希纳的实验

毕希纳把酵母菌细胞放在含石英砂的研钵中用力研磨，加水搅拌再进行加压过滤，得到不含酵母菌细胞的提取液。在提取液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡且有酒味出现，他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酸酶。

这一实验证明了李比希的观点，引起发酵的是酵母所含的各种酶而不是酵母本身。

萨姆纳尔：从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。

切赫和奥特曼：发现少数RNA也有生物催化作用。

实验原则：

单一变量原则：除自变量以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，如生物材料的大小、生理状况、年龄、性别相同，实验试剂用量、浓度、使用方法等相同，和条件相同

对照原则：设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同，其他因素都相同，排除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度和说服力。

科学性原则：实验方案严谨，选材合格，实验步骤科学规范

平行重复原则：为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证结果的准确性，以减小实验误差

对照类型：

?空白对照?：对照组不给任何处理，如加入清水、蒸馏水、生理盐水的组都属于空白对照组

?自身对照?：在同一受试者身上进行对照，如质壁分离的复原实验。

?相互对照?：各实验组间互为对照，不设专门的对照组，又叫对比实验。

标准对照?：不设专门的对照组，而是使用现有的标准值或正常值进行对照。

?条件对照：对照组接受某种实验处理，但这种处理是为了作为对照而设置的，并不是实验假设所给定的实验变量?，如验证甲状腺激素促进幼小动物发育的实验

自变量：人为控制对实验对象进行处理的因素

因变量：因自变量改变而改变的变量

无关变量：除了自变量外的其余因素，应相同且适宜

酶本质的鉴定的实验

方法一：颜色反应法：蛋白质类酶可用双缩脲试剂鉴定，反应后呈紫色；

RNA类酶可用吡罗红鉴定，反应后呈红色。

方法二：酶解法：据酶的专一性：蛋白质类酶能被蛋白酶水解；RNA类酶能被RNA酶水解。

酶的特性

酶是活细胞产生的具有催化作用的无机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA

相比于无机催化剂，酶具有的特性：酶具有高效性、酶具有专一性、酶的作用条件温和

实