1、第1課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)1.說(shuō)出酶的作用和本質(zhì)。2.嘗試比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率。3.學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化。一、對(duì)照實(shí)驗(yàn)1.細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),稱為細(xì)胞代謝。2.對(duì)照實(shí)驗(yàn)的變量控制:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱為變量。其中人為改變的變量稱為自變量,隨著自變量的變化而變化的變量稱作因變量,除自變量外,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,這些變量稱為無(wú)關(guān)變量。除一個(gè)因素以外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)照實(shí)驗(yàn),它一般設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。二、酶的本質(zhì)1.酶本質(zhì)的探索過(guò)程:1857年巴斯德提出發(fā)酵是由于酵母

2、細(xì)胞的存在,即有活細(xì)胞的參與才能引起發(fā)酵;而德國(guó)化學(xué)家李比希卻堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì),但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用,兩種觀點(diǎn)爭(zhēng)執(zhí)不下。德國(guó)化學(xué)家畢希納發(fā)現(xiàn)不含酵母細(xì)胞的提取液與活酵母是一樣的,都能引起發(fā)酵,他將引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。最早從刀豆中提取出脲酶的是美國(guó)科學(xué)家薩姆納,他用多種方法證明了酶是蛋白質(zhì)。20世紀(jì)80年代,美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有生物催化功能。2.酶的定義:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化作用的一類有機(jī)物。三、酶的作用分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。同無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因

3、而催化效率更高,這樣細(xì)胞代謝就能在溫和的條件下快速進(jìn)行。1.什么是細(xì)胞代謝?酶與細(xì)胞代謝有何關(guān)系?2.酶是什么物質(zhì)? 3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中什么是變量?變量包括哪幾類?如何區(qū)分?什么是對(duì)照實(shí)驗(yàn)?對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循什么原則?4.什么叫化學(xué)反應(yīng)的活化能?酶與活化能有什么關(guān)系?知識(shí)點(diǎn)一:比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)解讀1.請(qǐng)敘述實(shí)驗(yàn)原理,并用化學(xué)方程式表示。2.該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循了對(duì)照原則和單一變量原則,具體分析如下圖所示。圖中的實(shí)際結(jié)果就是觀察指標(biāo),即各試管氣泡冒出情況。請(qǐng)問(wèn),若將帶火星的衛(wèi)生香放在試管液面上,第3、4號(hào)試管中的現(xiàn)象相同嗎?如果不同,則現(xiàn)象分別是什么?本實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論?3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注

4、意哪些事項(xiàng)?并簡(jiǎn)要說(shuō)明原因。知識(shí)點(diǎn)二:對(duì)酶的化學(xué)本質(zhì)及作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)1.酶與一般催化劑的共同點(diǎn)有哪些?2.如果某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),該如何證明?如果是RNA呢?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出實(shí)驗(yàn)原理。3.什么是活化能?酶的作用機(jī)理是什么?酶除在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用外,適宜條件下在細(xì)胞外(如試管、消化道中)是否也能發(fā)揮作用?4.酶與無(wú)機(jī)催化劑降低活化能的作用是否相同?誰(shuí)的作用更顯著?其意義是什么?例1過(guò)氧化氫酶能催化H2O2的分解,產(chǎn)生的O能使溶于水的無(wú)色焦性沒(méi)食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過(guò)氧化氫酶,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。(1)3號(hào)試管內(nèi)加入的物質(zhì)是。(2)設(shè)計(jì)2號(hào)試管作為對(duì)照的具體目的是。(3)如

5、果2號(hào)試管未產(chǎn)生顏色反應(yīng),則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是號(hào)試管。例2當(dāng)某種RNA存在時(shí),生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進(jìn)行,當(dāng)這種RNA被有關(guān)的酶水解后,此種化學(xué)反應(yīng)的速率便慢了下來(lái)。由此可以說(shuō)明()。A.RNA是核酸的一種B.RNA也可起生物催化劑的作用C.RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中D.RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)1.酶的基本組成單位是()。A.蛋白質(zhì)B.氨基酸C.核糖核酸D.氨基酸或核糖核苷酸2.酶具有極強(qiáng)的催化功能,其原因是()。A.降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能B.增加了反應(yīng)物之間的接觸面C.提高了反應(yīng)物分子的活化能D.酶提供使反應(yīng)開(kāi)始所必需的活化能3.水稻細(xì)胞內(nèi)合成的某物質(zhì),能夠在常溫下高效分解淀粉,該物質(zhì)

6、()。A.化學(xué)本質(zhì)是淀粉B.只含有C、H兩種元素C.遇碘液變藍(lán)色D.含有羧基4.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如右圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()。A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶是不可能具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性的改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)的改變5.根據(jù)下圖給定的條件,回答問(wèn)題:(1)產(chǎn)生氣泡快的試管是。原因是。(2)使用的肝臟應(yīng)是新鮮的,原因是;而且要盡量剪碎制成研磨液,原因是。(3)向兩試管內(nèi)滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時(shí),能否共用一個(gè)吸管?為什么?(4)除觀察衛(wèi)生香燃燒是否猛烈外,請(qǐng)?jiān)俳o出一種簡(jiǎn)單的定性描述酶有較強(qiáng)活性的方法。第5單元細(xì)胞

7、的能量供應(yīng)和利用第1課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一酶的作用和本質(zhì)知識(shí)體系梳理化學(xué)反應(yīng)自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)活細(xì)胞死亡并裂解提取液蛋白質(zhì)RNA活細(xì)胞催化有機(jī)物容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)能量溫和基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流1.細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱叫細(xì)胞代謝。酶在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化過(guò)程中起著重要作用,這個(gè)作用是其他物質(zhì)無(wú)法代替的。酶是生物催化劑,它是活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的,細(xì)胞生存的條件是很溫和的,正是因?yàn)橛忻?才使得細(xì)胞內(nèi)數(shù)量巨大的生物化學(xué)反應(yīng)能夠在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下迅速高效地進(jìn)行。2.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱為變

8、量。變量包括自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。自變量是指人為改變的變量。因變量是指隨自變量的變化而變化的變量。無(wú)關(guān)變量是指除自變量外,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,這些變量稱為無(wú)關(guān)變量。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了一個(gè)因素之外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則和同一性原則。4.分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。分子要發(fā)生化學(xué)反應(yīng),必須使能量較低的分子吸收能量達(dá)到分子能夠發(fā)生反應(yīng)的活躍狀態(tài)。而酶的作用不是提高分子的能量,而是把活化能降到常態(tài)分子的能量狀態(tài),使常態(tài)分子就能達(dá)到化學(xué)反應(yīng)所需要的能量。因此,酶能大幅度降低活化能。重點(diǎn)難點(diǎn)探究知識(shí)

9、點(diǎn)一:比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)解讀1.過(guò)氧化氫在高溫或Fe3+或H2O2酶的作用下都可分解成H2O和O2。2H2O22H2O+O22.不同。第3號(hào)試管中衛(wèi)生香火頭變明亮,第4號(hào)試管中衛(wèi)生香復(fù)燃。結(jié)論:酶的催化作用比無(wú)機(jī)催化劑的催化作用更顯著。3.肝臟要新鮮,以保證H2O2酶的數(shù)量及活性;肝臟要制成研磨液,以便與底物H2O2充分接觸;滴加研磨液和FeCl3溶液的滴管不能共用,否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性;帶火星的衛(wèi)生香不要觸碰到氣泡或插入到液面以下,以免衛(wèi)生香因潮濕而熄滅;H2O2溶液有腐蝕性,使用時(shí)要小心,不要觸及皮膚。知識(shí)點(diǎn)二:對(duì)酶的化學(xué)本質(zhì)及作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)1.加快化學(xué)反應(yīng)速率,本身沒(méi)

10、有數(shù)量和性質(zhì)上的改變;只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng);降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,但不改變平衡點(diǎn)。2.證明某種酶是蛋白質(zhì):實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng);對(duì)照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。證明某種酶是RNA:實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色;對(duì)照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液呈現(xiàn)紅色。3.分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。適宜條件下,酶在細(xì)胞外也能發(fā)揮作用。4.不同。酶降低活化能的作用更顯著,從而使得細(xì)胞代謝能在較溫和的條件下進(jìn)行。思維拓展應(yīng)用例1(1)2 mL焦性沒(méi)食子酸溶液、2滴H2

11、O2溶液、2 mL馬鈴薯塊莖提取液(2)排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響(3)3【解析】要鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過(guò)氧化氫酶,題目給出了四組實(shí)驗(yàn),很顯然,1、2、4號(hào)為對(duì)照組,3號(hào)為實(shí)驗(yàn)組,遵循單一變量的原則,所以3號(hào)試管內(nèi)加入的物質(zhì)應(yīng)為2 mL焦性沒(méi)食子酸溶液,2滴H2O2溶液和2 mL馬鈴薯塊莖提取液。1號(hào)試管對(duì)照的目的是排除水對(duì)H2O2的影響,2號(hào)試管是為了排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,4號(hào)試管是為了驗(yàn)證失活的過(guò)氧化氫酶分解H2O2產(chǎn)生的顏色反應(yīng),因此,對(duì)照組將都不會(huì)出現(xiàn)橙紅色沉淀,即只有3號(hào)試管能產(chǎn)生顏色反應(yīng)。例2B【解析】有些酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA,題目中提到的RNA是某種化學(xué)反應(yīng)的生物催化劑酶?；A(chǔ)智能檢測(cè)1.D2.A3.D4.B全新視角拓展5.(1)甲H2O2酶比Fe3+的催化效率高(2)新鮮肝臟含有較多的H2O2酶且酶的活性較強(qiáng)剪碎能使H2O2酶與H2O2的接觸面積大大增加,進(jìn)而加快反應(yīng)速率(3)不能;因?yàn)橛梦^(guò)H2O2酶溶液的吸管再去吸FeCl3溶液,可因吸管內(nèi)殘留的H2O2酶混入到滴加FeCl