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1第1课时降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质1.说出酶的作用和本质。2.尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解速率。3.学会控制自变量,观察和检测因变量的变化。一、对照实验1.细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多①化学反应,称为细胞代谢。2.对照实验的变量控制:实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为②自变量,随着自变量的变化而变化的变量称作③因变量,除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为④无关变量。除一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫作⑤对照实验,它一般设置对照组和实验组。二、酶的本质1.酶本质的探索过程:1857年巴斯德提出发酵是由于酵母细胞的存在,即有⑥活细胞的参与才能引起发酵;而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞⑦死亡并裂解后才能发挥作用,两种观点争执不下。德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的⑧提取液与活酵母是一样的,都能引起发酵,他将引起发酵的物质称为酿酶。最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家萨姆纳,他用多种方法证明了酶是⑨蛋白质。20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数⑩RNA也有生物催化功能。2.酶的定义:酶是活细胞产生的,具有催化作用的一类有机物。三、酶的作用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称为活化能。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,这样细胞代谢就能在温和的条件下快速进行。1.什么是细胞代谢?酶与细胞代谢有何关系?2.酶是什么物质?23.实验过程中什么是变量?变量包括哪几类?如何区分?什么是对照实验?对照实验遵循什么原则?4.什么叫化学反应的活化能?酶与活化能有什么关系?知识点一:比较过氧化氢在不同条件下的分解实验解读1.请叙述实验原理,并用化学方程式表示。2.该实验设计遵循了对照原则和单一变量原则,具体分析如下图所示。图中的实际结果就是观察指标,即各试管气泡冒出情况。请问,若将带火星的卫生香放在试管液面上,第3、4号试管中的现象相同吗?如果不同,则现象分别是什么?本实验能得出什么结论?3.实验过程中需要注意哪些事项?并简要说明原因。知识点二:对酶的化学本质及作用机理的认识1.酶与一般催化剂的共同点有哪些?2.如果某种酶的化学本质是蛋白质,该如何证明?如果是RNA呢?请简要说出实验原理。33.什么是活化能?酶的作用机理是什么?酶除在细胞内发挥作用外,适宜条件下在细胞外(如试管、消化道中)是否也能发挥作用?4.酶与无机催化剂降低活化能的作用是否相同?谁的作用更显著?其意义是什么?例1过氧化氢酶能催化H2O2的分解,产生的[O]能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶,设计了如下实验。(1)3号试管内加入的物质是。(2)设计2号试管作为对照的具体目的是。(3)如果2号试管未产生颜色反应,则出现橙红色沉淀的是号试管。例2当某种RNA存在时,生物体内的某种化学反应能正常进行,当这种RNA被有关的酶水解后,此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明()。A.RNA是核酸的一种B.RNA也可起生物催化剂的作用C.RNA主要存在于细胞质中D.RNA是该种生物的遗传物质1.酶的基本组成单位是()。A.蛋白质B.氨基酸C.核糖核酸D.氨基酸或核糖核苷酸2.酶具有极强的催化功能,其原因是()。A.降低了化学反应的活化能B.增加了反应物之间的接触面C.提高了反应物分子的活化能D.酶提供使反应开始所必需的活化能3.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.化学本质是淀粉B.只含有C、H两种元素C.遇碘液变蓝色D.含有羧基44.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误．．的是()。A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶是不可能具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变5.根据下图给定的条件,回答问题:(1)产生气泡快的试管是。原因是。(2)使用的肝脏应是新鲜的,原因是;而且要尽量剪碎制成研磨液,原因是。(3)向两试管内滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,能否共用一个吸管?为什么?(4)除观察卫生香燃烧是否猛烈外,请再给出一种简单的定性描述酶有较强活性的方法。5第5单元细胞的能量供应和利用第1课时降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质知识体系梳理①化学反应②自变量③因变量④无关变量⑤对照实验⑥活细胞⑦死亡并裂解⑧提取液⑨蛋白质⑩RNA活细胞催化有机物容易发生化学反应能量温和基础学习交流1.细胞中全部有序的化学变化的总称叫细胞代谢。酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用,这个作用是其他物质无法代替的。酶是生物催化剂,它是活细胞内产生的,细胞生存的条件是很温和的,正是因为有酶,才使得细胞内数量巨大的生物化学反应能够在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下迅速高效地进行。2.酶是活细胞产生的,具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。3.实验过程中可以变化的因素称为变量。变量包括自变量、因变量和无关变量。自变量是指人为改变的变量。因变量是指随自变量的变化而变化的变量。无关变量是指除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。对照实验是指除了一个因素之外,其余因素都保持不变的实验。对照实验应遵循单一变量原则和同一性原则。4.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称为活化能。分子要发生化学反应,必须使能量较低的分子吸收能量达到分子能够发生反应的活跃状态。而酶的作用不是提高分子的能量,而是把活化能降到常态分子的能量状态,使常态分子就能达到化学反应所需要的能量。因此,酶能大幅度降低活化能。重点难点探究知识点一:比较过氧化氢在不同条件下的分解实验解读1.过氧化氢在高温或Fe3+或H2O2酶的作用下都可分解成H2O和O2。2H2O22H2O+O22.不同。第3号试管中卫生香火头变明亮,第4号试管中卫生香复燃。结论:酶的催化作用比无机催化剂的催化作用更显著。3.①肝脏要新鲜,以保证H2O2酶的数量及活性;②肝脏要制成研磨液,以便与底物H2O2充分接触;③滴加研磨液和FeCl3溶液的滴管不能共用,否则影响实验结果的准确性;④带火星的卫生香不要触碰到气泡或插入到液面以下,以免卫生香因潮湿而熄灭;⑤H2O2溶液有腐蚀性,使用时要小心,不要触及皮肤。知识点二:对酶的化学本质及作用机理的认识1.①加快化学反应速率,本身没有数量和性质上的改变;②只能催化已存在的化学反应;③降低化学反应的活化能,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点。2.①证明某种酶是蛋白质:6实验组:待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应;对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。②证明某种酶是RNA:实验组:待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色;对照组:已知RNA溶液+吡罗红染液→呈现红色。3.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称为活化能。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。适宜条件下,酶在细胞外也能发挥作用。4.不同。酶降低活化能的作用更显著,从而使得细胞代谢能在较温和的条件下进行。思维拓展应用例1(1)2mL焦性没食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2mL马铃薯块茎提取液(2)排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验的影响(3)3【解析】要鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶,题目给出了四组实验,很显然,1、2、4号为对照组,3号为实验组,遵循单一变量的原则,所以3号试管内加入的物质应为2mL焦性没食子酸溶液,2滴H2O2溶液和2mL马铃薯块茎提取液。1号试管对照的目的是排除水对H2O2的影响,2号试管是为了排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响,4号试管是为了验证失活的过氧化氢酶分解H2O2产生的颜色反应,因此,对照组将都不会出现橙红色沉淀,即只有3号试管能产生颜色反应。例2B【解析】有些酶的化学本质是RNA,题目中提到的RNA是某种化学反应的生物催化剂——酶。基础智能检测1.D2.A3.D4.B全新视角拓展5.(1)甲H2O2酶比Fe3+的催化效率高(2)新鲜肝脏含有较多的H2O2酶且酶的活性较强剪碎能使H2O2酶与H2O2的接触面积大大增加,进而加快反应速率(3)不能;因为用吸过H2O2酶溶液的吸管再去吸FeCl3溶液,可因吸管内残留的H2O2酶混入到滴加FeCl3的试管内,由于酶具有高效性,将严重影响实验结果,从而失去了加FeCl3的试管在实验中的对比作用。(4)可用肉眼观察两个试管内单位时间内放出气泡的多少。【解析】该题考查学生实验操作和对实验结果分析的能力。肝脏细胞中含有大量的过氧化氢酶,能催化H2O2生成H2O和O2,正常情况下,酶的催化能力比无机催化剂Fe3+要高得多。思维导图构建①催化②活化能③催化能④细胞内、外⑤蛋白质