2017-2018学年高中生物第章细胞的能量供应和利用第节降低化学反应活化能的酶-学案

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1、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[学习导航]　1.通过有关的实验，自己分析出酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。2.通过阅读教材，了解酶的发现历程，加深对酶本质的理解。[重难点击]　1.酶降低化学反应活化能的原理。2.控制变量的方法。方式一　在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PanamoreSpring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CakeZy

2、me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RapidaseFPSuper能有效避免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？方式二　我们知道，很多化学反应在有催化剂存在的时候会改变反应的速度，这在工业生产中已得到广泛的应用。生物体内也时刻发生着生化反应，这些反应也需要催化剂，生物体内的催化剂是酶。一、酶在代谢中的作用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

3、活动的基础。2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。(2)实验过程和现象试管编号试剂处理现象12mLH2O2溶液常温几乎无气泡产生22mLH2O2溶液90℃水浴加热有较少气泡32mLH2O2溶液滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴有较多气泡42mLH2O2溶液加入新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。特别提醒　实验中应注意的问题(1)实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如

4、果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，就不能促进过氧化氢分解成水和氧气。(2)滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴入的FeCl3溶液中会含有少量的肝脏研磨液，而研磨液中的H2O2酶的催化效率高，可能会使两个试管中的气泡一样多，从而影响实验结果的准确性。3.实验中变量的控制(1)变量：在实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：实验过程中可以人为改变的变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(4)无关变量：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

5、些变量称为无关变量。4.酶的作用机理(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：酶能降低化学反应的活化能。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。下图是比较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)都应当始终保持相同。分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是下列的哪些项？①加入H2O2的量　②FeCl3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　⑤H2O2

6、分解的速率　⑥1号试管　⑦2、3、4号试管答案自变量因变量无关变量对照组实验组③⑤①②④⑥⑦2.2、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？答案　加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。3.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)答案　分别是CA、CB。(2)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？答案　酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低反应的活化能来加

7、快反应速率的。(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　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。知识整合　无机催化剂和酶都能提高反应速率，但是酶的催化效率更高；酶不能为化学反应提供所需要的能量，而是通过降低反应的活化能来加快反应速率。1.某兴趣小组重现H2O2在不同条件下分解情况的实验，首先向a、b、c、d四支洁净的试管内分别加入等量等浓度的H2O2溶液，然后，a试管室温处理

8、、b试管90℃水浴处理、c试管常温处理并滴加2滴新鲜肝脏研磨液、d试管常温处理并滴加2滴氯化铁溶液，最后统计四支试管内气泡产生的多少情况依次为极少、少量、大量、较多。下列相关叙述错误的是(　　)A.a试管与b试管H2O2的活化能相同，d试管与c试管的活化能相同B