2021_2022学年新教材高中生物5.1.1酶的作用和本质学案新人教版必修1
- 格式:doc
- 大小:826.00 KB
- 文档页数:19
第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本质,为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。
本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。
例如,选修模块中有关酶的应用等,都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。
此外,学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能,对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。
二、教学目标1. 知识目标(1)、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
(2)、阐述细胞代谢的概念2. 能力目标(1)、通过自主学习,培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
(2)、通过有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。
(3)、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中,提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
3. 情感态度与价值观目标(1)、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观察、实验、探索和争论中前进的,。
认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
(2)、通过小组间的讨论、合作与交流,培养学生的合作互助精神。
(3)、通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位;通过讨论酶在生产、生活中的应用,使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。
三、教学重点和难点1、教学重点:酶的作用、本质2、教学难点:酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习,对于纯化学反应已比较熟悉,但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。
工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的,细胞内部却是常温常压的温和状态,而细胞代谢包括一系列的化学反应,这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与,才能使其高效有序的进行,由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。
2021年高考生物一轮细胞的能量供应和利用专题教案细胞代谢(新陈代谢):一、降低化学反应活化能的酶(一)比较过氧化氢在不同条件下的分解1、2、3号试管对照说明了什么?1、2、4号试管对照说明了什么?3、4号试管对照说明了什么?(一)酶的作用和本质1、酶的作用:2、酶存在对细胞代谢的意义:3、酶的本质(1)本质:(2)酶合成的场所:(3)原料:(4)作用的部位:(二)酶的特性(即酶的催化功能与无机催化剂的不同)1、验证实验:2、验证实验:淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验步骤:结论:3、酶活性:(1)探究pH对酶活性的影响假设:材料:新鲜的质量分数为20%肝脏研磨液,体积分数为3%的过氧化氢溶液。
质量分数为5%的HCl,质量分数为5%的NaOH溶液。
原理:实验步骤:结论:曲线:★请在上述实验的基础上设计实验探究:过酸过碱使酶永久失活,不能恢复。
(写出设计思路)(2)探究温度对酶活性的影响:假设:材料:质量分数为2%的新制的淀粉酶溶液,淀粉溶液,碘液;60℃水、100℃水、冰水实验步骤:结论:曲线:★请在上述实验的基础上设计实验探究:温度过高时酶永久失活;低温使酶活性降低,适宜温度下酶活性可恢复。
(写出设计思路)一般,动植物体内的酶最适温度________________,最适pH_____________。
(补充:酶与无机催化剂的共性:①只催化自然界可发生的化学反应,缩短达到化学平衡点所需时间,不改变化学平衡。
②反应前后,质与量不发生变化。
)二、细胞的能量“通货”——ATP(一)ATP(全称)1、ATP 分子中具有高能磷酸键结构简式:元素组成:ATP分子的特点:2、ATP 和ADP可以互相转化:3、ATP中能量的来源(过程及场所)绿色植物动物(包括人体)细菌4、ATP的利用5、ATP与ADP转化是不可逆的★生物界的共性。
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第1课时酶的作用和本质课标要求核心素养1.概述酶的作用和本质。
2.通过对有关酶实验的分析,学会控制变量和设计对照实验。
1.生命观念——结构与功能观:酶的功能是由其独特的空间结构决定的。
2.科学探究——实验思路及设计:能够根据实验目的,设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,分析结果得出结论。
知识导图新知预习·双基夯实一、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)细胞代谢的条件:需__酶__的催化。
(3)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:H 2O 2――――――――――→水浴加热或FeCl 3溶液或过氧化氢酶H 2O +O 2 (2)实验过程和现象:(3)__催化____更高__二、酶的作用原理和本质及意义 1.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)作用机理:同无机催化剂相比,酶降低__活化能__的作用更显著,因而催化效率更高。
2.酶的本质⎩⎪⎨⎪⎧产生场所:__活细胞__生理作用:__催化作用__化学本质:__蛋白质或RNA__3.意义:使细胞代谢能在__温和__条件下快速进行。
┃┃活学巧练__■(1)酶的作用是为化学反应提供能量。
(×)(2)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。
(×) (3)酶在生物体内有催化和调节作用。
(×) (4)酶是具有催化作用的有机物。
(√)(5)有些酶中含有核糖。
(√)(6)酶只有在活细胞内才能发挥作用。
(×)(7)酶可以从食物中直接获取。
(×)(8)与无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著。
(√)思考:1.我们吃芹菜时,无论咀嚼多长时间,都感觉不到甜,而吃馒头时,咀嚼时间长了就会有甜味,你知道是什么原因吗?提示:芹菜中含大量纤维素,馒头中主要成分为淀粉,人的唾液中含淀粉酶而不含纤维素酶,而酶具有专一性,淀粉酶可将淀粉分解为具有甜味的麦芽糖,却不能将纤维素分解。
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。
学习目标知识与技能了解酶的本质的探讨过程。
过程与方法体验科学探究中的分析、解决问题的思维方法。
情感态度与价值观激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
学习重点酶的本质。
学习难点酶的本质。
课内预习使用说明与学法指导1、依据学习目标进行预习,完成以下内容。
2、用红笔做好疑难标记,以备讨论。
知识准备酶的作用。
教材助读一、巴斯德与发酵19世纪上半世纪,人们普遍认为发酵过程是将通过发酵变成和的纯化学反应,同时也发现,发酵过程中酒有时会变酸。
巴斯德的发现:1857年,巴斯德通过利用观察,提出酿酒中的发酵是由于的存在。
不同的声音:德国化学家李比希:引起发酵的是细胞中的某些化学物质,但这些物质只有在酵母细胞裂解死亡后才能发挥作用。
实验出真知:德国化学家毕希纳:发酵需要酵母活细胞产生的物质即的参与,这些物质在有无酵母细胞的情况下都能发挥作用。
二、酶的本质是什么?1、不懈努力:美国科学家萨姆纳,成功地分离出了脲酶结晶,并用多种方法证明脲酶是。
2、集体智慧:1930年至1936年间,科学家相继得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶结晶,并证实酶是一种。
3、发展: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。
结论:大多数酶为,少数为预习自测1、下列关于酶的概念,最准确的叙述是()A酶是一种蛋白质 B酶是一种具有催化能力的蛋白质C酶是活细胞产生的一种蛋白质 D酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物2、斯帕兰札尼发现,放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。
这主要是由于鹰胃内有起了作用的()A.胃蛋白酶 D.胃淀粉酶 C.盐酸溶液 D.物理性摩擦3、选用新鲜肝脏做酶的高效性实验,是因为新鲜肝脏中()A.含Fe3+多 B.过氧化氢酶易发挥作用C.含的酶的种类多 D.过氧化氢酶多且活性强课后反思课内探究学始于疑一、发酵到底是怎样的过程?二、酶的本质1、巴斯德以前,许多化学家认为发酵是纯,与无关。
新人教生物必修一(学案+练习)酶的本质、作用和特性1.酶本质的探索历程(连线)2.酶的本质及作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核细胞)来源一般来说,活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外生理功能催化作用①为有酶催化的反应曲线;②为没有催化剂的反应曲线;③为有无机催化剂催化的反应曲线。
4.酶的催化特性(连线)5.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程。
向4支试管中分别加入2mL过氧化氢溶液(3)实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,催化效率更高。
6.淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)实验原理。
①淀粉和蔗糖都是非还原糖,葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。
②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。
③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖,不能催化蔗糖水解。
(2)实验步骤。
有专一性。
1.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。
( × ) 2.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。
( √ ) 3.酶提供了反应过程中所必需的活化能。
( × ) 4.酶活性的发挥离不开其特定的结构。
( √ )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。
( × ) 6.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。
( × )7.唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37 ℃。
( × )1.酶相关模型的构建与解读 (1)酶的高效性。
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶的专一性。
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性的因素。
图甲曲线分析:①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质【自学学案】(一)酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢是指。
2.活化能是指。
3.同无机催化剂相比,酶。
(二)酶的本质4、酶是活细胞产生的 ,其中绝大数是,少数是。
(三)实验5、实验过程中因素称为变量。
其中人为变量称做自变量,随变化而变化的变量称做因变量。
实验过程中可能还会存在一些因素,对实验结果造成影响,这些变量称为。
【课堂精练】例1.酶具有极强催化功能的原因是( B )A、增强了反应物之间的接触面B、降低了反应物分子的活化能C、提高了反应物分子的活化能D、酶提供使反应开始所必须的活化能例2.加酶洗衣粉能很好地去除衣物上和奶渍和血液,这种洗衣粉中的酶应为( B )A、麦芽糖酶B、蛋白酶C、蔗糖酶D、脂肪酶例3.活细胞中合成酶的主要场所是( C )A、细胞核B、线粒体磷脂C、核糖体D、高尔基体例4、向过氧化氢溶液中投入下列哪种猪肝能产生大量气泡?A、冰冻猪肝B、煮熟猪肝C、新鲜猪肝D、变质猪肝例5.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,对1~4号试管进行了如下处理,据表回答(1)1号、2号试管相比,是实验组,自变量是,因变量是。
(2)1号、3号相比,是实验组;3号、4号相比,实验组是。
(3)3号和4号未经加热,也有大量的气泡产生,这说明。
(4)本实验对肝脏进行研磨的目的是什么?【课后练习】1.A下列关于酶的概念,最准确的叙述是( D )A 酶是一种蛋白质B 酶是一种具有催化能力的蛋白质C 酶是活细胞产生的一种蛋白质D 酶是活细胞产生的具有催化能力的一种有机物2.A在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂,其( C )A、产生气泡B、溶液呈蓝色C、溶液呈紫色D、产生砖红色沉淀3、催化脂肪酶水解的酶是(B )A、肽酶B、蛋白酶C、脂肪酶D、淀粉酶4、斯帕兰札尼发现,放在鹰胃内的肉块经过一段时间后消失了。
这主要是由于鹰胃内有块起了作用的( )A.胃蛋白酶 D.胃淀粉酶 C.盐酸溶液 D.物理性摩擦5.选用新鲜肝脏做酶的高效性实验,是因为新鲜肝脏中( )A.含Fe3+多 B.过氧化氢酶易发挥作用C.含的酶的种类多 D.过氧化氢酶多且活性强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.酶的数量因参与化学反应而减少C.酶的活性与pH有关 D.酶的催化效率很高7.下列关于过氧化氢的叙述中,正确的是( )A.在无催化剂时,不会分解咸水和氧气B.过氧化氢和水一样无色无味,对皮肤无害C.Fe3+和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应D.在有催化剂存在时,过氧化氢分解反应的平衡会向分解一侧移动8.在活细胞中参与各种化学反应且起重要作用的物质是( )A.水 B.核酸 C.蛋白质 D.酶9.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的( )A.蛋白质 B.RNA C.无机物 D.有机物10.彻底解开鸟胃不仅有物理消化,也有化学消化之谜的是( )A.德国科学家施莱登 B.意大利科学家斯帕兰札尼C.英国科学家达尔文 D.德国科学家施旺11.发现少数RNA也具有生物催化作用,从而使酶的概念更深一步是在( )A.19世纪30年代 B.20世纪80年代C.18世纪60年代 D.20世纪30年代12.唾液淀粉酶进入胃后,将( )A.继续催化淀粉水解 B.受胃液保护不分解C.不发生变化 D.自身被分解13.与验证酶的高效性成功与否关系不大的是( )。
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基础巩固1水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质( )A.在4 ℃条件下易变性B.只含有C、H两种元素C.也能催化淀粉合成D.含有羧基解析:由题意知该物质为淀粉酶,其本质是蛋白质,含有羧基。
答案:D2关于酶的性质,下列表述错误的是( )A.化学反应前后,酶的化学性质和数量不变B.酶的催化作用提高了化学反应速率,转变了反应平衡点C.酶是活细胞产生的有催化力量的一类特殊的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNAD.酶的催化效率很高,但易受温度和酸碱度的影响解析:酶可以提高化学反应速率,但是不能转变反应平衡点。
答案:B3下列关于酶的说法,正确的是( )A.酶的化学本质是蛋白质B.酶作用的场所在细胞内C.酶发挥作用的最适温度是37.5 ℃D.酶的作用原理是降低化学反应的活化能解析:大部分的酶是蛋白质,少部分的酶是RNA。
酶可以在细胞内发挥作用,也可以在细胞外发挥作用。
并非全部的酶发挥作用的最适温度都是37.5 ℃。
催化剂的作用原理都是降低化学反应的活化能。
答案:D4下图所示为探究“酶的特性”试验,属于该试验自变量的是( ) A.催化剂不同B.环境温度不同C.试管的大小D.试管中的过氧化氢溶液的量解析:在对比试验中,一般设置对比组和试验组,这两组的试验条件除了自变量之外,其余因素都相同。
在本题图所示的试验中,自变量是催化剂,一支试管中加入的是无机催化剂,另一支试管中加入的是酶。
答案:A5下图表示在不同条件下,酶催化反应的速率(或生成物量)变化,有关叙述不正确的是( )A.图1中虚线可表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速率的关系B.图2中虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量的变化示意曲线C.若图2中的实线表示Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D.图3不能表示在反应开头后的一段时间内,反应速率与时间的关系解析:反应开头时底物浓度高,反应速率大,后来底物渐渐被分解,反应速率降低,因此图3可表示反应开头后的一段时间内,反应速率与时间的关系。
第1课时 酶的作用和本质一、教材P 76问题探讨1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。
过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了。
讨论:1.为什么要将肉块放在金属笼内?答案: 为了解决鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化这一问题。
2. 是什么物质使肉块消失了?答案:是胃内的化学物质将肉块分解了。
3. 怎样才能证明你的推测?答案:收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
二、酶在细胞代谢中的作用1.细胞代谢(1)概念:细胞中(场所)各种化学反响的总称(实质)。
(2)意义:细胞生命活动的根底。
细胞在代谢过程中会产生一些有害物质,如H 2O 2。
幸好细胞中含有一种物质,能将H 2O 2及时分解,变成O 2和H 2O ,这种物质就是H 2O 2酶。
2.(实验)比拟过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理:2H 2O 2――――――――――――――→加热、Fe 3+、过氧化氢酶2H 2O +O 2↑H 2O 2在水浴加热、FeCl 3溶液和肝脏研磨液中H 2O 2酶的作用下加速分解为H 2O 和O 2。
(2)实验过程和现象:[填表] 试管步骤一样处理向4支试管中分别参加2 mLH 2O 2溶液 不同处理不处理 放在90℃左右的水浴中加热 滴入2滴FeCl 3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 现象 气泡 根本无 少 较多 很多带火星无复燃有复燃复燃性较强复燃性很强卫生香(3)实验结论:酶具有催化作用,同无机催化剂相比,催化的效率更高。
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响的活泼状态所需要的能量。
(2)作用机制:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
(3)结果:由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进展。
三、酶的本质1.关于酶本质的探索历程[思考·讨论P79]科学家主要成就及观点巴斯德之前发酵是纯化学过程,与生命活动无关巴斯德(法) 只有酵母细胞参与才能进展发酵李比希(德) 酵母细胞裂解释放出某种物质才会引起发酵毕希纳(德) 获得不含酵母细胞的提取液,但未能别离鉴定出酶萨姆纳(美) 用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶,并证明了脲酶是蛋白质切赫和奥特曼(美) 发现少数RNA也具有生物催化功能酶:是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。
(1)酶的作用是为化学反响提供能量( )(2)同无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的作用更显著( )(3)酶是活细胞产生的,只能在细胞内起作用( )(4)所有的酶都是在核糖体上合成的( )(5)酶为化学反响提供了活化能( )(6)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质( )(7)酶起催化作用后立即被降解( )(8)无关变量是对实验没有影响的变量( )答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×2.阅读教材P79“思考·讨论〞后,把科学家和他们的发现连起来。
课堂互动探究案【课程标准】说明绝大多数酶是一类能催化生化反响的蛋白质【素养达成】1.通过有关实验,分析酶的作用,并在此根底上学会控制自变量、观察和检测因变量,并掌握设置对照实验的根本方法。
(科学探究)2.通过阅读教材,了解酶的发现历程,加深对酶本质的理解。
(社会责任) 3.分析相关实验,理解酶的高效性和专一性的含义。
(科学探究)上海举行的中国国际食品添加剂和配料展上,帝斯曼展出了一系列酶制剂产品,以帮助食品生产厂商节能减排。
该公司推出的Panamore Spring产品与其他乳化剂相比,能降低生产过程近80%的碳排放量;微生物磷脂酶Cake Zyme产品能使食品厂商在生产蛋糕等食品中节省20%的鸡蛋用量,延长保质期;高性能酶制剂Rapidase FP Super能有效防止新鲜水果在经过机械或热处理加工后产生的不良副作用,改善口感。
酶在人们的生活中越来越重要,那么酶具有什么作用?酶的化学本质又是什么呢?探究点一 酶在细胞代谢中的作用【师问导学】细胞代谢离不开酶。
请结合教材实验探讨酶在代谢中的作用。
1.观察下面两个反响,总结细胞代谢的概念。
叶绿体:CO 2+H 2O ――→光能酶(CH 2O)+O 2 核糖体:氨基酸―――――→脱水缩合酶多肽(蛋白质) (1)对细胞来说,能量的获得和利用都必须通过化学反响,细胞中每时每刻都进展着许多化学反响,统称为________。
(2)从反响式来看,生物体内的化学反响需要________的参与。
答案:(1)细胞代谢 (2)酶2.结合教材P 77,通过比拟过氧化氢在不同条件下的分解来认识酶在细胞代谢中的作用。
以下图是比拟过氧化氢在不同条件下的分解实验过程,请据图分析:(1)在对照实验中,除了要观察的变量(自变量)外,其他变量(无关变量)都应当始终保持一样。
分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是以下的哪些项?①参加H 2O 2的量 ②FeCl 3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度 ③温度和催化剂 ④实验室的温度 ⑤H 2O 2分解的速率 ⑥1号试管 ⑦2、3、4号试管(2)2、3、4号三支试管都有气泡放出,但4号试管放出的气泡最多,说明了什么?(3)与1号试管相比,2号试管出现什么不同的现象?这一现象说明什么?(4)在细胞内,能通过加热来提高反响速率吗?(5)3号和4号试管未经加热,也有大量气泡产生,这说明什么?(6)3号与4号试管相比,哪支试管中的反响速率快?这说明什么?(7)为什么说酶对于细胞内化学反响的顺利进展至关重要?(8)通过对这个实验结果的分析,你认为酶在细胞代谢中具有什么作用?答案:(1) 自变量因变量 无关变量 对照组 实验组 ③ ⑤ ①②④ ⑥ ⑦(2)更高。
(3)2号试管放出的气泡多。
这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反响速率。
(4)不能。
(5)说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的H2O2酶都能加快H2O2分解的速率。
(6)4号试管的反响速率比3号试管快得多。
说明H2O2酶比Fe3+的催化效率高得多。
(7)细胞内每时每刻都在进展着成千上万种化学反响,这些化学反响需要在常温、常压下高效率地进展,只有酶能够满足这样的要求,所以说酶对于细胞内化学反响的顺利进展至关重要。
(8)酶在常温常压下,可以高效地完成对化学反响的催化,即酶具有催化化学反响的作用。
3.以下图是无催化剂和酶的作用机理示意图(1)没有催化剂时的活化能是多少?有酶催化时的活化能又是多少?(用图中字母表示)(2)酶能不能为化学反响提供所需要的能量?酶加快反响速率的机理是什么?(3)下表数据是在20 ℃测得的H2O2分解的活化能,数据说明,酶和无机催化剂相比有什么不同?条件活化能/kJ·mol-1没有催化剂催化75用胶态钯催化54用过氧化氢酶催化29答案:(1)分别是CA、CB。
(2)酶不能为化学反响提供所需要的能量。
酶是通过降低反响的活化能来加快反响速率的。
(3)和无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,即催化效率更高。
【智涂笔记】[易错警示] 酶和无机催化剂一样,并不改变平衡点的位置,只是改变化学反响的速率,使化学反响更快地到达平衡点。
无机催化剂和酶都能提高反响速率,但是酶的催化效率更高;酶不能为化学反响提供所需要的能量,而是通过降低反响的活化能来加快反响速率。
[特别提醒] 实验组与对照组承受自变量处理的实验为实验组;没承受自变量处理的实验为对照组。
【师说核心】1.“比拟过氧化氢在不同条件下的分解〞实验分析(1)实验原理①2H 2O 2――→加热2H 2O +O 2。
②2H 2O 2―――――→过氧化氢酶2H 2O +O 2。
③2H 2O 2――→FeCl 32H 2O +O 2。
过氧化氢在自然条件下分解缓慢,用新鲜的肝脏研磨液、Fe 3+以及加热的方法加速过氧化氢分解,通过观察气泡数目和比拟对卫生香的助燃程度可以了解过氧化氢酶的作用和意义。
(2)实验中的相关变量实验过程中可以变化的因素称为变量。
本实验相关变量分析如下表:①含义:除了一个因素(自变量)以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。
②原那么:除了要观察的变量外,其他变量(无关变量)都应当始终保持一样。
实验设计原那么:单一变量原那么、对照性原那么、等量适宜原那么、可观测性原那么等。
只有对照实验中才需要设置变量,纯粹的观察实验(如高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动)那么无需设置变量。
(5)实验结论依据酶同无机催化剂一样具有加快化学反响速率的作用酶同无机催化剂相比,催化效率更高结论酶具有催化性酶具有高效性(6)实验成功的关键①肝脏必须是新鲜的,只有新鲜的肝脏细胞中才含有较多的H2O2酶。
②肝脏必须进展研磨,研磨能使肝脏细胞破裂,将酶释放出来。
③检测试管内产生的气体。
将点燃的卫生香(无火焰)插入试管时,不要碰触到气泡或插入液面以下,以免卫生香潮湿而熄灭。
④H2O2有腐蚀性,使用时要小心,不要触及皮肤。
(7)H2O2分解速率快慢的检测方法①气泡目测法:可以通过反响时产生气泡的数量和速率来判定H2O2分解速率的大小。
②火星复燃法:可以通过带火星的火柴复燃剧烈程度来判定H2O2分解速率的大小。
2.意义:由于酶的催化作用,使细胞代谢能在温和条件下快速进展。
【检测反响】1.(合格必考)以下图表示“比拟过氧化氢在不同条件下的分解实验〞。
相关分析合理的是( )A.本实验的因变量是不同的催化剂B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反响的活化能解析:本实验的因变量是气泡的产生速率,即过氧化氢的分解速率。
温度是自变量,酶的用量是无关变量。
1号与3号、1号与4号中只有一个实验变量不同,可分别构成对照实验。
2号在高温下出现气泡的原因是加热使过氧化氢分子得到能量,从常态转变为容易发生化学反响的活泼状态。
答案:C2.(合格必考)在“比拟过氧化氢在不同条件下分解〞的实验中,把肝脏制成研磨液的目的是( )A.保护过氧化氢酶B.有利于过氧化氢酶与反响物的接触C.提高过氧化氢酶的活性D.有利于对实验结果的观察解析:将新鲜肝脏制成研磨液的目的是使肝脏中的过氧化氢酶与过氧化氢充分接触,提高反响速率。
答案:B3.(合格必考)以下各图中,①表示有酶催化的反响曲线,②表示没有酶催化的反响曲线,E表示酶降低的活化能。
其中正确的图解是( )解析:活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反响的活泼状态所需要的能量。
酶可以降低活化能,使反响更容易进展。