【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解

第1节 降低化学反应活化能的酶第1课时 酶的作用和本质学习目标1．说出细胞代谢离不开酶的原因(重点)。

2.概述酶的作用和本质(重点)。

3.通过对有关酶实验的分析，学会控制实验的变量和设置对照实验(难点)。

|基础知识|一、酶在细胞代谢中的作用 1．细胞代谢 (1)场所：细胞中。

(2)实质：各种化学反应的总称。

(3)意义：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 实验原理2H 2O 2――――――――――→水浴加热或FeCl 3溶液或过氧化氢酶2H 2O ＋O 2。

二、酶的作用原理及本质 1．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所需要的能量。

(2)作用机制：降低化学反应活化能。

(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速进行。

2．酶的本质(1)产生场所：活细胞。

(2)本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 。

|自查自纠|1．酶是具有催化作用的化合物。

( )2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。

( ) 3．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。

( ) 4．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。

( )5．酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用既可发生在细胞内，也可以发生在细胞外。

( )6．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。

( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×|图解图说|★毕希纳将酵母细胞研磨后，过滤得不含酵母细胞的提取液；在这些提取液中加入葡萄糖，一段时间后，发现糖液发酵变成了酒。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________实验中为什么要选用新鲜的肝脏进行充分的研磨？提示：新鲜的猪肝中含有较多的过氧化氢酶。

酶1．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及“降低化学反应活化能”原理。

(√) 2．同无机催化剂相比，酶所提供的活化能更多，因而催化效率更高。

(×)提示：酶具有催化作用的原理是降低化学反应的活化能，不是提供活化能。

3．过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

(√) 4．酶活性受温度、pH、底物浓度及酶量的影响。

(×)提示：底物浓度、酶量不影响酶的活性。

5．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。

(×)提示：同一个体各种体细胞中酶的种类不一定相同。

6．用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂作为检测试剂。

(×)提示：探究温度对酶活性的影响时选用斐林试剂作为检测试剂需要水浴加热，会改变实验温度。

7．探究胃蛋白酶的最适pH时，将其加入蛋清中再加入缓冲液。

(×)提示：应先加缓冲液再加蛋清。

8．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。

(×)提示：应将酶与底物分别在设定的温度下保温，然后混合。

ATP1．一个ATP中含有两个高能磷酸键，且都容易形成和水解。

(×)提示：ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键更容易形成和水解。

2．酶催化的化学反应都需要ATP。

(×)提示：酶催化的化学反应不一定需要ATP，如放能反应。

3．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。

(√) 4．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。

(×)提示：人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量能够达到动态平衡。

5．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。

(×)提示：细胞质中消耗的ATP可来源于线粒体，也可来源于细胞质基质，叶绿体中产生的ATP只用于暗反应。

6．有氧条件下，植物根尖细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP。

高中生物猪肝实验
一、实验目的：
通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义
二、实验原理：
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，根据酶的专一性，可知其可以催化过氧化氢分解成水和氧。

三、实验材料：
质量分数为20%的猪肝研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液
四、实验用具：
量筒，试管，滴管，试管夹，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，大烧杯，石棉网，温度计
五、方法步骤：
1、取4支洁净试管，分别编号1，2，3，4，向试管内分别加入2ml过氧化氢溶液。

2、将2号试管放在90℃左右的水浴中加热，观察气泡情况，并与1号试管作比较。

3、向3号试管内滴入2滴FeCl3溶液，向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液，观察哪支试管产生的气泡多。

4、2至3min后，将点燃的卫生香分别放在3、4号试管内液面的上方，观察哪支试管中的卫生香燃烧更猛烈。

六、实验结论：
1、加热能促进H2O2的分解，提高反应速率；
2、酶有催化作用，与无机催化剂相比，酶具有高效性。

第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质【学习目标】1、酶在细胞代谢中的作用和本质2、学会控制自变量，观察和检测因变量的方法【自学感知】（一）细胞代谢的概念：中每时每刻都进行着许多（二）酶在细胞代谢中的作用1、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）实验原理：加热、FeCl3中的以及肝脏研磨液中的均可影响过氧化氢分解为和（2）实验材料：①的体积分数为3%的，质量分数为3.5%的②的质量分数为20%的思考：①实验中过氧化氢要用新配制的原因是②选用的肝脏必须是新鲜的原因是（3）实验过程及实验结果试管编号 1 2 3 4方法步骤加入物质各加入2mL过氧化氢溶液处理不处理观察气泡产生情况观察卫生香燃烧情况实验结果回答课本实验中的讨论题（4）实验结论：2、控制变量与对照实验（1）自变量：实验中的变量。

因变量：随而变化的变量。

无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些，对造成影响（2）对照实验：除了以外，其余因素都叫做对照实验。

对照实验一般要设置和组（3）据“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验回答：①试管1和试管2为对照实验：自变量是，因变量是无关变量是（列举两个）。

对照组为试管②试管1、试管3和试管4为对照实验：自变量是，因变量是，对照组为试管3、酶的作用、作用原理及意义（1）酶具有作用（2）作用原理：降低化学反应的①活化能：分子从转变为容易发生化学反应的状态所需要的能量。

②和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而更高。

（3）意义：使细胞代谢在条件下快速进行。

（三）酶的本质1、探索历程（1）巴斯德之前：发酵是一个纯化学过程，与生命活动无关（2）巴斯德：发酵是由于酵母菌的存在（3）李比希：发酵是酵母菌中的某些物质在酵母菌死亡并裂解后发挥作用（4）毕希纳：从酵母菌获得了含有酶的提取液，未进行分离鉴定（5）萨姆纳：提取出了脲酶，并证明为蛋白质（6）切赫和奥特曼：发现少数RNA页具有生物催化作用2、酶的本质（1）化学本质：（2）产生的场所（细胞内/外），合成的细胞器：（3）发挥作用的场所（细胞内/外）。

过氧化氢分解条件
过氧化氢分解是一种常用的氧化还原反应，它可以将有机物质分解成氢气和氧气。

过氧化氢分解反应是一种非常有效的氧化还原反应，它可以将有机物质分解成氢气和氧气，从而达到净化的目的。

过氧化氢分解的条件非常严格，首先，必须使用高浓度的过氧化氢，其浓度一
般在30-50%之间，其次，必须在高温下进行反应，温度一般在80-100℃之间，最后，必须在酸性条件下进行反应，pH值一般在3-5之间。

过氧化氢分解反应的应用非常广泛，它可以用来净化水，去除水中的有机物质，也可以用来净化空气，去除空气中的有机物质，还可以用来净化土壤，去除土壤中的有机物质。

总之，过氧化氢分解是一种非常有效的氧化还原反应，它可以将有机物质分解
成氢气和氧气，从而达到净化的目的，它的条件非常严格，应用非常广泛，是一种非常有效的净化方法。

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多酶片、加酶洗衣粉……【阐述概念】阐述细胞代谢概念导入对酶的学习。

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。

幸而细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。

【布置任务】任务一：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用和意义。

实验原理：2H2O2在一定反应条件下产生2H2O+O2阐明不同的反应条件：条件1：加热是化学反应常见的条件条件2：Fe3+是无机催化剂条件3：新鲜肝脏中含有过氧化氢酶播放比较过氧化氢在不同条件下的分解实验视频。

让学生根据提供的实验材料用具，按照“探究·实践”中的方法步骤，小组成员分工协作完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，列表让学生记录过氧化氢在不同条件下的分解实验结果，并交流讨论实验结果。

提出问题：如果1-3号试管现象正常，4号试管没有大量气泡产生，请学生分析原因可能是什么？结合实验学生分小组讨论以下问题：(1)如何判断过氧化氢被分解的快慢?观察单位时间内产生气泡的多少或观察带火星的卫生香的复燃情况。

(2)对实验结果分析①与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明什么？加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

②1、4号试管对照说明什么？酶具有催化作用。

③1、3、4(或3、4)号试管对照说明什么？与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

(3)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么?最终产生的氧气一样多，因为几支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。

结合“科学方法”的文字资料，引导学生获得自变量、因变量和无关变量的概念及什么是对照实验。

自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。

因变量：因自变量改变而变化的变量。

探究酶的特性及影响酶活性的因素1、酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解（1）实验过程及现象：采取对照实验证明酶的高效性，将酶与无机催化剂进行比较：（2）注意事项：①实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏做实验材料。

如果肝脏不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低；（2）实验中使用肝脏得研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解；（3）滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化具有微量、高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性。

（3）实验中的理论分析：酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。

2、探究影响酶活性的因素——温度对酶活性的影响（1）探究温度对酶活性的影响时，应设置一定的温度梯度，观察不同温度对酶活性的影响：反映了低温条件下酶活性降低、高温条件下酶失活，而在适宜温度下酶具有较高活性。

（2）探究温度对酶活性的影响的实验中应注意的问题：①实验程序中，步骤2、3一定不能颠倒，否则实验会失败；②本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解实验，因为过氧化氢在加热条件下即使没有酶的作用分解也会加快；③当利用淀粉酶催化淀粉水解来探究温度对酶活性的影响时，不宜选用斐林试剂作为检测试剂：斐林试剂检测还原糖的过程中需要水浴加热，会对实验温度造成干扰。

3、探究影响酶活性的因素——pH对酶活性的影响（1）探究pH对酶活性的影响时，应设置一定的pH值梯度，观察不同pH对酶活性的影响：过酸、过碱条件下酶失活，而在中性条件下酶活性较高的现象。

（2）探究pH对酶活性的影响的实验中应注意的问题：①实验程序中，步骤2、3一定不能颠倒，否则实验失败；②本实验中也可将过氧化氢酶和过氧化氢分别调至同一PH再混合，以保证反应一开始便达到预设pH；③本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解的实验，因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。