多彩課堂2015-2016學年高中生物 第5章 第1節(jié) 降低化學反應活化能的酶（一）導學案 新人教版必修1

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1、 第1課時　降低化學反應活化能的酶 一　酶的作用和本質(zhì) 1.說出酶的作用和本質(zhì)。 2.嘗試比較過氧化氫在不同條件下的分解速率。 3.學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化。 　　一、對照實驗 1.細胞代謝:細胞中每時每刻都進行著許多①　化學反應　,稱為細胞代謝。? 2.對照實驗的變量控制:實驗過程中可以變化的因素稱為變量。其中人為改變的變量稱為②　自變量　,隨著自變量的變化而變化的變量稱作③　因變量　,除自變量外,實驗過程中可能還會存在一些可變因素,對實驗結(jié)果造成影響,這些變量稱為④　無關變量　。除一個因素以外,其余因素都保持不變的實驗叫作⑤　對照實驗　,

2、它一般設置對照組和實驗組。? 二、酶的本質(zhì) 1.酶本質(zhì)的探索過程:1857年巴斯德提出發(fā)酵是由于酵母細胞的存在,即有⑥　活細胞　的參與才能引起發(fā)酵;而德國化學家李比希卻堅持認為引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì),但這些物質(zhì)只有在酵母細胞⑦　死亡并裂解　后才能發(fā)揮作用,兩種觀點爭執(zhí)不下。德國化學家畢希納發(fā)現(xiàn)不含酵母細胞的⑧　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科學家薩姆納,他用多種方法證明了酶是⑨　蛋白質(zhì)　。20世紀80年代,美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)⑩　RNA　也有生物催化功能。? 2.酶的定義:酶是　活細胞　產(chǎn)生的,具有　

3、催化　作用的一類　有機物　。? 三、酶的作用 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤∪菀装l(fā)生化學反應　的活躍狀態(tài)所需要的　能量　稱為活化能。同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高,這樣細胞代謝就能在　溫和　的條件下快速進行。? 1.什么是細胞代謝?酶與細胞代謝有何關系? 2.酶是什么物質(zhì)? 3.實驗過程中什么是變量?變量包括哪幾類?如何區(qū)分?什么是對照實驗?對照實驗遵循什么原則? 4.什么叫化學反應的活化能?酶與活化能有什么關系? 知識點一:比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗解讀 1.請敘述實驗原理,并用化學方程式

4、表示。 2.該實驗設計遵循了對照原則和單一變量原則,具體分析如下圖所示。圖中的實際結(jié)果就是觀察指標,即各試管氣泡冒出情況。請問,若將帶火星的衛(wèi)生香放在試管液面上,第3、4號試管中的現(xiàn)象相同嗎?如果不同,則現(xiàn)象分別是什么?本實驗能得出什么結(jié)論? 3.實驗過程中需要注意哪些事項?并簡要說明原因。 知識點二:對酶的化學本質(zhì)及作用機理的認識 1.酶與一般催化劑的共同點有哪些? 2.如果某種酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),該如何證明?如果是RNA呢?請簡要說出實驗原理。 3.什么是活化能?酶的作用機理是什么?酶除在細胞內(nèi)發(fā)揮作用外,適宜條

5、件下在細胞外(如試管、消化道中)是否也能發(fā)揮作用? 4.酶與無機催化劑降低活化能的作用是否相同?誰的作用更顯著?其意義是什么? 例1　過氧化氫酶能催化H2O2的分解,產(chǎn)生的[O]能使溶于水的無色焦性沒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氧化氫酶,設計了如下實驗。 (1)3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是　。? (2)設計2號試管作為對照的具體目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)如果2號試管未產(chǎn)生顏色反應,則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是　　　號試管。? 　　例2　當某種RNA存在時,生物體內(nèi)的某種化學反應能正常進行,當

6、這種RNA被有關的酶水解后,此種化學反應的速率便慢了下來。由此可以說明(　　)。 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.酶具有極強的催化功能,其原因是(　　)。 A.降低了化學反應的活化能 B.增加了反應物之間的接觸面 C.提高了反應物分子的活化能 D.酶提供使反應開始所必需的活化能 3.水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì),能夠在常溫下高效分解淀粉,該物質(zhì)(　　)。

7、A.化學本質(zhì)是淀粉 B.只含有C、H兩種元素 C.遇碘液變藍色 D.含有羧基 4.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關系如右圖所示。下列分析錯誤的是(　　)。 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RNA C.乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì) D.乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構的改變 5.根據(jù)下圖給定的條件,回答問題: (1)產(chǎn)生氣泡快的試管是　　　　　　。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)使用的肝臟應是新鮮的,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　;而且要盡量剪碎制成研磨液,原因是　　　　　　　　　　　　

8、　　　　　。? (3)向兩試管內(nèi)滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時,能否共用一個吸管?為什么? (4)除觀察衛(wèi)生香燃燒是否猛烈外,請再給出一種簡單的定性描述酶有較強活性的方法。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 第5單元　細胞的能量供應和利用 第1課時　降低化學反應活化能的酶 一　酶的作用和本質(zhì) 知識體系梳理

9、①化學反應?、谧宰兞俊、垡蜃兞俊、軣o關變量　⑤對照實驗?、藁罴毎、咚劳霾⒘呀狻、嗵崛∫骸、岬鞍踪|(zhì)　⑩RNA　活細胞　催化　有機物　容易發(fā)生化學反應　能量　溫和 基礎學習交流 1.細胞中全部有序的化學變化的總稱叫細胞代謝。酶在細胞內(nèi)的物質(zhì)變化過程中起著重要作用,這個作用是其他物質(zhì)無法代替的。酶是生物催化劑,它是活細胞內(nèi)產(chǎn)生的,細胞生存的條件是很溫和的,正是因為有酶,才使得細胞內(nèi)數(shù)量巨大的生物化學反應能夠在常溫、常壓、水溶液環(huán)境、pH接近中性的條件下迅速高效地進行。 2.酶是活細胞產(chǎn)生的,具有催化作用的有機物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。 3.實驗過程中可以變化的因素稱為變量。變量

10、包括自變量、因變量和無關變量。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。無關變量是指除自變量外,實驗過程中可能還會存在一些可變因素,對實驗結(jié)果造成影響,這些變量稱為無關變量。對照實驗是指除了一個因素之外,其余因素都保持不變的實驗。對照實驗應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)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。分子要發(fā)生化學反應,必須使能量較低的分子吸收能量達到分子能夠發(fā)生反應的活躍狀態(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)分子就能達到化學反應所需要的能量。因此,酶能大幅度降低活化能。 重點難點探究

11、知識點一:比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗解讀 1.過氧化氫在高溫或Fe3+或H2O2酶的作用下都可分解成H2O和O2。 2H2O22H2O+O2 2.不同。第3號試管中衛(wèi)生香火頭變明亮,第4號試管中衛(wèi)生香復燃。結(jié)論:酶的催化作用比無機催化劑的催化作用更顯著。 3.①肝臟要新鮮,以保證H2O2酶的數(shù)量及活性;②肝臟要制成研磨液,以便與底物H2O2充分接觸;③滴加研磨液和FeCl3溶液的滴管不能共用,否則影響實驗結(jié)果的準確性;④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;⑤H2O2溶液有腐蝕性,使用時要小心,不要觸及皮膚。 　　知識點二:對酶的化學本質(zhì)及作用

12、機理的認識 1.①加快化學反應速率,本身沒有數(shù)量和性質(zhì)上的改變;②只能催化已存在的化學反應;③降低化學反應的活化能,縮短達到平衡的時間,但不改變平衡點。 2.①證明某種酶是蛋白質(zhì): 實驗組:待測酶液+雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色反應; 對照組:已知蛋白液+雙縮脲試劑→出現(xiàn)紫色反應。 ②證明某種酶是RNA: 實驗組:待測酶液+吡羅紅染液→是否呈現(xiàn)紅色; 對照組: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)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。酶的作用機理是降低化學反應的活化能。適宜條件下,酶在細胞外也能發(fā)揮作用。 4.不同。酶降低活化能的作用更顯著,從而

13、使得細胞代謝能在較溫和的條件下進行。 思維拓展應用 例1　(1)2 mL焦性沒食子酸溶液、2滴H2O2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)對實驗的影響　(3)3 【解析】要鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶,題目給出了四組實驗,很顯然,1、2、4號為對照組,3號為實驗組,遵循單一變量的原則,所以3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)應為2 mL焦性沒食子酸溶液,2滴H2O2溶液和2 mL馬鈴薯塊莖提取液。1號試管對照的目的是排除水對H2O2的影響,2號試管是為了排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響,4號試管是為了驗證失活的過氧化氫酶分解H2O2產(chǎn)生的顏色反應,因

14、此,對照組將都不會出現(xiàn)橙紅色沉淀,即只有3號試管能產(chǎn)生顏色反應。 　　例2　B 【解析】有些酶的化學本質(zhì)是RNA,題目中提到的RNA是某種化學反應的生物催化劑——酶。 基礎智能檢測 1.D　2.A　3.D　4.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　剪碎能使H2O2酶與H2O2的接觸面積大大增加,進而加快反應速率　(3)不能;因為用吸過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FeCl3的試管內(nèi),由于酶具有高效性,將嚴重影響實驗結(jié)果,從而失去了加FeCl3的試管在實驗中的對比作用。　(4)可用肉眼觀察兩個試管內(nèi)單位時間內(nèi)放出氣泡的多少。 【解析】該題考查學生實驗操作和對實驗結(jié)果分析的能力。肝臟細胞中含有大量的過氧化氫酶,能催化H2O2生成H2O和O2,正常情況下,酶的催化能力比無機催化劑Fe3+要高得多。 思維導圖構建 ①催化?、诨罨堋、鄞呋堋、芗毎麅?nèi)、外?、莸鞍踪|(zhì) 6