实验四 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率

人教版（2019）高中生物必修一同步学典5.1降低化学反应活化能的酶1、在过氧化氢酶和Fe 3+的催化效率比较实验中,把肝脏制成研磨液的目的是()A.有利于过氧化氢酶的释放B.保护过氧化氢酶C.提高过氧化氢酶的活性D.以上说法都不对2、关于酶的叙述,错误的是( )A.同一种酶可存在于同一生物不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物3、在常温下22H O 溶液几乎不分解,但加入肝脏研磨液后,会快速分解成2 H O 和2O 。

反应过程中能量变化如下图所示,其中表示活化能的是( )A. 2EB. 3EC. 32E E -D. 21E E - 4、德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。

在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后冒出气泡,糖液居然变成了酒。

根据以上实验,分析得出的结论错误的是( )A.葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化B.将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶C.研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放D.该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质5、研究人员发现了一种促进脂肪细胞生成的本质为蛋白质的酶。

这一发现有望为治疗肥胖症开辟新途径。

下列有关叙述不正确的是( )A.该酶与脂肪的共有元素有C 、H 、OB.在适宜条件下,蛋白酶可以将该酶水解C.该酶遇双缩脲试剂呈现紫色D.理论上可以通过促进该酶的功能来治疗肥胖症6、酶是活细胞产生的。

下列关于酶的论述错误的是( )A.有些酶是核酸B.酶的数量不因参与化学反应而减少C.酶的活性与pH有关D.酶由活细胞产生,只能在细胞内发挥作用7、果酒放久了易产生沉淀.只要加入少量蛋白酶就可以使沉淀消失，而加入其他的酶无济于事，这说明( )A.酶的催化作用受环境影响B.酶的化学成分是蛋白质C.酶的催化作用具有专一性D.酒中的这种沉淀是氨基酸8、如图是在不同条件下,化学反应的速率曲线,其中1、2和3代表的反应条件是( )A.无机催化剂酶未知催化剂B.酶无机催化剂未知催化剂C.未知催化剂酶无机催化剂D.酶未知催化剂无机催化剂9、下列有关酶的叙述,不正确的是( )A.过酸、过碱、温度过高或温度过低都会使酶永久失活B.在一定范围内,底物浓度能够影响酶促反应速率C.在化学反应前后,酶自身的化学性质不发生变化D.过氧化氢酶溶液的温度由100 ℃变为20 ℃的过程中,酶活性不变10、乳糖酶能催化乳糖水解。

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解目的要求：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。

实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）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。

量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。

经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。

比较过氧化氢在常温、加热、滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的条件下，比较过氧化氢的分解产生的气泡数或者观察带火星的木条复燃的情况，来分析不同条件下的过氧化氢的分解情况。

变量控制：自变量因变量方法步骤：1、取4支洁净的试管，分别编上序号ABCD，向各试管中分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。

(1) B、C、D号试管与A号试管对比说明。

(2)C号试管和D号试管对比说明。

(3)CD号试管和B号试管对比说明。

说明：对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。

注意：①实验时要选用新鲜的肝脏作材料，否则肝细胞中的过氧化氢酶等有机物会部分分解，从而影响实验的准确性。

②肝脏要制成研磨液。

研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，加速过氧化氢的分解。

实验设置原则：单一变量原则、 、 。

巩固练习：已知222222H O H O O =+↑，可以通过观察反应过程中O 2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H 2O 2分解反应的速度。

请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。

要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的H 2O 2溶液，蒸馏水，3.5%3FeCl 溶液，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。

生物实验题解题方法与题型训练在近年各种模式的高考生物学试题中，始终突出高考两大主干内容（代谢和遗传）的考查。

其中以“新陈代谢”和“生命活动的调节”为基础的实验分析题，突出“实验与探究”能力这条主线，较为全面地考查了考生的学习能力和科学素养，其分值比例逐年上升，而且常常作为理综全卷的压轴题。

因此，重视分析“实验分析题”的解题方法与题型训练，提升高考复习教学的有效性，是十分必要的。

1 考试大纲中“实验与探究能力”的解读考试大纲对理科综合（生物学科）的实验，提出了专项能力要求——“实验与探究能力”，并对该项能力的考查，再次细化为4个不同的层次。

（1）能独立完成“生物知识内容表”所列实验。

包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。

第（1）层次考查的是考试大纲中规定的17个教科书中的实验，是高考中最基本的实验能力要求。

它需要考生在高考复习的全过程中，通过亲身经历各项实验活动，对实验原理的理解和应用，实验要用到的器材的选择、作用和使用方法，设计实验的思路和实验步骤的程序，以及实验数据的测量、数据的处理方法，对实验现象的观察分析、实验结论的归纳总结等，都要有一个系统的、全面的熟悉。

按照实验研究方法和操作技术，教材中的实验大体上可分为两大类：验证性实验和探究性实验。

（见下表）方法和实验的基本操作技术，要有一个融会贯通、“移花接木”式地迁移和运用。

例如，2007年重庆卷-31（3）“为了确认马铃薯不含还原糖的原因，请完成以下实验：……”，就是通过提供一个新的情景材料，考查考生对教科书中“实验一：生物组织中还原糖鉴定”的实验方法的熟悉和运用。

2005年全国卷Ⅱ-30（1）“请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。

……”，则是考查学生能否将教科书中的“实验七：植物细胞质壁分离和复原”中的实验原理、实验操作步骤，乃至材料用具，加以借用。

数字化实验：比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率辛国秦乌鲁木齐市第八十中学（830002）背景人教版普通高中课程《生物》（必修）①《分子与细胞》第五章“细胞的能量供应和利用”第1节“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率” 实验，可用先进的数字化设备进行，完成从定性实验到精确定量实验的跨越。

实验原理过氧化氢分解可以产生水和氧，并释放热量。

用自制的实验采集瓶探头孔与氧传感器、温度传感器探头紧密匹配，利用采集器、通用软件和计算机测得在过氧化氢酶和Fe3+的催化下，过氧化氢分解的所产生氧及温度变化的精确数据，从而大大加强对比度。

材料用具计算机，DISLabV6.0采集器及通用软件，氧传感器、温度传感器一套。

二氧化碳传感器（利用二氧化碳传感器的气泵）。

自制的实验采集瓶，小烧杯2只，滴管2支。

新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%FeCl3溶液，新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液。

操作方法1.Fe3+的催化实验（1）向1号烧杯加入40mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液（预热至35℃），置于实验采集瓶内。

（2）盖上探头盖密封。

将二氧化碳传感器输出管和输入管插入实验采集瓶内启动气泵开关。

（利用二氧化碳传感器的气泵）（3）连接采集器、计算机测得瓶内氧、温度的初始值并记录。

（4）通过探头盖上的孔，用滴管滴入1mL质量分数为3.5%FeCl3溶液, 5~10min后测得瓶内氧、温度的终末值并记录。

2.过氧化氢酶的催化实验（1）向2号烧杯加入40mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液（预热至35℃左右），置于实验采集瓶内。

（2）重复上述（2）、（3）的步骤。

（3）通过探头盖上的孔，用滴管滴入1mL质量分数为20%的肝脏研磨液, 5~10min后测得瓶内氧、温度的终末值并记录。

优点安全可靠简便易行省时快捷内容拓展数据可靠附照片及数据采集Fe3+的催化实验过氧化氢酶的催化实验初始值初始值终末值终末值3.对过氧化氢酶和Fe3+的催化效率进行比较实验数据分析：1.温度变化2.氧浓度变化从两实验温度、氧浓度的变化数据，可以清晰地看出，过氧化氢酶的催化效率远大于Fe3+催化效率。

2019-2020年高中生物北师大版必修一教学案：第4章第1节生物催化剂——酶(含答案)1.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物；其化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA或DNA。

2．酶能稳定地与底物结合形成中间产物，从而降低反应所需的活化能。

3．酶的催化作用具有高效性、专一性的特点，并且容易受到外界环境的影响。

4．对于化学本质是蛋白质的酶，过高的温度、过高或过低的pH，都会破坏其分子结构，使其失去催化作用。

低温能降低酶的催化效率，但酶的分子结构不被破坏。

1．酶的化学本质(1)酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。

(2)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，此外还有少量酶是RNA或DNA。

2．酶的特点(1)高效性：①含义：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。

②意义：使细胞代谢快速进行。

(2)专一性：①含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

②意义：使细胞代谢有条不紊地进行。

(3)作用条件的温和性：酶需要适宜的温度和pH等。

[跟随名师·解疑难]比较过氧化氢在不同条件下的分解(如下图所示)(1)实验设计及现象分析：(2)实验要点：①点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的2～3分钟，这一时间要因温度和试剂的新鲜程度而定。

②本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜。

肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶就会在腐生细菌的作用下分解而失去催化作用，过氧化氢就不会被分解。

肝脏必须进行研磨，以便使过氧化氢酶释放出来，并增大过氧化氢酶与试管中过氧化氢分子的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。

③H 2O 2有腐蚀性，不要使其接触皮肤。

如沾染上，应及时用清水冲洗。

④实验过程中要及时观察。

过氧化氢经过氧化氢酶或Fe 3＋催化后分解成水和氧气，氧气的多少可通过两个途径观察：一是观察产生的气泡的数量的多少；二是用无火焰带火星的卫生香燃烧的猛烈程度来鉴定，氧气多会使无火焰带火星的卫生香复燃猛烈。

实验比较过氧化氢在不同条件下的分解设计思路实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是非常重要的一个实验，也是我校学生能在实验室做的为数不多的实验之一。

通过做实验，学生可锻炼动手能力，同时还能体会对照实验应该遵循的设计原则。

不仅如此，还可以利用本实验的原料来拓宽实验的内容，如可以探究酸碱度对酶活性的影响、温度对酶活性的影响、酶浓度对催化效率的影响等，让学生通过观察得出实验结论，比照本宣科直接讲授相关知识效果要好地多。

过氧化氢是动物细胞代谢中产生的有害物质，动物细胞中的过氧化氢酶可将其分解为氧气和水，那么植物细胞在代谢过程中是否也会产生过氧化氢，如果产生，植物细胞中是否存在过氧化氢酶呢？实验室准备了常见的苹果和马铃薯，让学生进行探究实验，还启发学生思考：利用这些实验材料还可以做哪些实验？拓展了学生的想象空间。

教材分析本节课结合学生的认知规律，设计了三个不同的实验。

实验一“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，实验二是“探究酸碱度对酶活性的影响”，实验三是利用学生从实验一中学到的知识来“检测马铃薯与苹果细胞中是否含有过氧化氢酶”。

通过本实验的探究过程，能调动学生的思维能力，锻炼学生的动手操作能力，利用有限的实验条件和材料来发挥学生的主观能动性，教学目标1．知识目标进行有关实验和探究，掌握对照实验的原理，学会控制自变量、观察和检测因变量、怎样控制无关变量，如何分析实验结果和得出实验结论。

2．能力目标通过学生的实验活动，使学生掌握科学探究的程序和方法，培养学生的思维能力和动手实践能力。

3．情感态度价值观通过对酶的作用极其特性的探究，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。

教学重点、难点1．教学重点酶的作用、特性，实验能力和探究能力的培养。

2．教学难点酶的特性的探究，控制变量的方法，教学过程实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解1．学生实验：学生按照课本P79装置进行分组实验；并填写实验报告。

2．实验分析与讨论：⑴．与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？（2号试管放出的气泡多。

实验四比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率Ⅰ实验程序四、实验步骤〔录象观察〕1.取两支洁净的试管放H2O2〔20×200mm大试管〕。

2.制取20%的肝脏研磨液。

3.对比催化效率。

说明:①本实验通过观察哪一个试管先有较大、较多气泡逸出。

判断催化效率高低，不是收集整个过程的总气量，因为Fe3+的后期也会大量冒泡。

②过氧化氢有一定的腐蚀作用，勿溅到皮肤上，不小心滴上要用清水冲洗。

③也可用马铃薯块茎代替肝脏，取5g去皮的马铃薯，加3mL水研磨成桨，用双层纱布过滤成滤液，即可使用。

(1)合理设计对照实验。

催化剂可以加快反应速度，而本身的质和量不发生变化，而反应速度可以通过测定反应物的消耗速度或者生成物的产生速度来测定。

要比较酶和无机催化剂的效率，选择的反应应具备以下特点：①反应可由两种催化剂(一种是酶，一种是无机催化剂)催化；②生成物易于鉴别；③反应物廉价，反应过程简单、安全等。

过氧化氢分解反应可由过氧化氢酶和Fe3+催化；生成物为水和氧气，氧气比较容易测定。

具备以上特点，所以选择该反应进行实验。

(2)严格控制实验变量。

①因为本实验是酶和无机催化剂的比较实验，所以等量、同时等对照原那么一定要严格遵守。

只有这样才能使控制变量不影响实验结果。

②为保证实验结果准确无误，酶的数量和质量至关重要，只有这样才能平衡或消除额外变量的影响；所以：肝脏必须新鲜(保持酶的活性)；要迅速研碎肝脏。

Ⅲ随堂演练1.使用酶作为催化剂，与一般的无机催化剂相比，反应速度提高107～13倍。

这说明了酶具有( )A.专一性B.多样性C.高效性D.多变性2.为了认识酶作用特性，以20%过氧化氧溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。

通过分析实验结果，能够得出相应的结论。

在以下有关结论的描述中，从表中得不到实验依据的一项为哪一项( )3.A.冰冻猪肝B.煮沸猪肝C.新鲜猪肝D.醋渍猪肝4.在编号为1-4的4支试管内备注入10mL3%过氧化氢溶液，1号试管作为对照，在2号试管内迅速般入新鲜猪肝1～2小块，3号试管内放入一枚锈铁针，4号试管内放人煮熟猪肝1～2小块。

专题04比较过氧化氢在不同条件下的分解1.实验原理：2H2O2―――――――――――→水浴加热或FeCl3溶液或过氧化氢酶 2H2O＋O22.实验过程及现象：试管编号 1 2 3 4第一步H2O2浓度3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL第二步反应条件常温90 ℃FeCl3溶液肝脏研磨液剂量2滴清水2滴清水2滴2滴结果气泡产生不明显少量较多大量卫生香复燃情况不复燃不复燃复燃迅速复燃3.实验现象：4.实验结论：加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能．．加快过氧化氢分解。

与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高．．。

5.实验分析：(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)与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明了什么？加热能促进H2O2的分解，提高反应速率。

(3)3、4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么？FeCl3中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率，它们都具有催化作用。

(4)3号试管Fe3＋数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号试管反应速率更快，这说明什么？过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。

(5)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？一样多，几支试管的H2O2溶液的体积和浓度都相同。

1．控制变量（1）变量：实验过程中的变化因素。

（2）自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素（不同条件．．．．．X ．）．温度（加热）、催化剂（FeCl ₃溶液、肝脏研磨液）（3）因变量：因自变量改变而变化的变量（结果．．．Y ．）．H 2O 2分解速率（4）无关变量：除自变量外，实验中还存在的一些也可对实验结果造成影响的其它变量（相．同条件．．．a ．）。

H 2O 2浓度和体积、反应时间、肝脏的新鲜程度等。

2.对照实验(1)从细胞角度分析对照实验：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。