降低化學反應的酶第一課時

1、第1課時酶的作用和本質(zhì)第5章第1節(jié)降低化學反應活化能的酶目標導讀1.通過有關的實驗，自己分析出酶的作用，并在此基礎上學會控制 自變量、觀察和檢測因變量，并掌握設置對照實驗的基本方法。2.通過閱讀教材，了解酶的發(fā)現(xiàn)歷程，加深對酶本質(zhì)的理解。重難點擊1.酶降低化學反應活化能的原理。2.控制變量的方法。課堂導入方式一方式一在上海舉行的中國國際食品添加劑和配料展上，帝斯曼展出了一系列酶制劑產(chǎn)品，以幫助食品生產(chǎn)廠商節(jié)能減排。該公司推出的PanamoreSpring產(chǎn)品與其他乳化劑相比，能降低生產(chǎn)過程近80%的碳排放量；微生物磷脂酶CakeZyme產(chǎn)品能使食品廠商在生產(chǎn)蛋糕等食品中節(jié)省20%的雞蛋用量，延

2、長保質(zhì)期；高性能酶制劑RapidaseFPSuper能有效避免新鮮水果在經(jīng)過機械或熱處理加工后產(chǎn)生的不良副作用，改善口感。酶在人們的生活中越來越重要，那么酶具有什么作用？酶的化學本質(zhì)又是什么呢？方式二方式二我們知道，很多化學反應在有催化劑存在的時候會改變反應的速度，這在工業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛的應用。生物體內(nèi)也時刻發(fā)生著生化反應，這些反應也需要催化劑，生物體內(nèi)的催化劑是酶。一、酶在代謝中的作用二、酶的本質(zhì)內(nèi)容索引當堂檢測一、酶在代謝中的作用1.細胞代謝細胞代謝(1)場所： 中。(2)實質(zhì)：各種 的總稱。(3)意義：細胞 的基礎。2.實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗：比較過氧化氫在不同條件下

3、的分解(1)實驗原理：H2O2在水浴加熱、FeCl3溶液中的 和肝臟研磨液中的 的作用下加速分解?；A梳理細胞化學反應生命活動Fe3過氧化氫酶試管編號試劑處理現(xiàn)象12 mLH2O2溶液常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生22 mLH2O2溶液90 水浴加熱有 氣泡32 mLH2O2溶液滴加質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液2滴有 氣泡42 mLH2O2溶液加入新鮮肝臟研磨液2滴有 氣泡(2)實驗過程和現(xiàn)象較少較多大量高(3)實驗結(jié)論：酶具有催化作用，同無機催化劑相比，其催化效率更 。實驗中應注意的問題(1)實驗時要選用新鮮的肝臟。肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解，就不能促進過

4、氧化氫分解成水和氧氣。(2)滴入肝臟研磨液和FeCl3溶液時，不能共用一個吸管，否則滴入的FeCl3溶液中會含有少量的肝臟研磨液，而研磨液中的H2O2酶的催化效率高，可能會使兩個試管中的氣泡一樣多，從而影響實驗結(jié)果的準確性。特別特別提醒提醒3.實驗中變量的控制實驗中變量的控制(1)變量：在實驗過程中可以變化的因素。(2)自變量：實驗過程中可以人為改變的變量。(3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。(4)無關變量：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，這些變量稱為無關變量。4.酶的作用機理酶的作用機理(1)活化能：分子從 轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的 狀態(tài)所需要的能

5、量。(2)作用機理：酶能 化學反應的活化能。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更 ，因而催化效率 。常態(tài)活躍降低顯著更高1.在對照實驗中，除了要觀察的變量(自變量)外，其他變量(無關變量)都應當始終保持相同。分析上述實驗中的自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組分別是下列的哪些項？加入H2O2的量FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度溫度和催化劑實驗室的溫度H2O2分解的速率1號試管2、3、4號試管下圖是比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗過程，請據(jù)圖分析：問題探究答案答案答案自變量因變量無關變量對照組實驗組2.2、3、4號三支試管都有氣泡放出，但4號試管放出的氣泡最多，說明了什么？答案答案答

6、案加熱、無機催化劑和酶都能促進過氧化氫的分解，提高反應速率，但是酶的催化效率更高。3.下圖是無催化劑和酶的作用機理示意圖答案答案答案分別是CA、CB。(1)沒有催化劑時的活化能是多少？有酶催化時的活化能又是多少？(用圖中字母表示)(2)酶能不能為化學反應提供所需要的能量？酶加快反應速率的機理是什么？答案答案答案酶不能為化學反應提供所需要的能量。酶是通過降低反應的活化能來加快反應速率的。(3)下表數(shù)據(jù)是在20 測得的H2O2分解的活化能，數(shù)據(jù)說明，酶和無機催化劑相比有什么不同？答案答案答案和無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，即催化效率更高。條件活化能/kJmol沒有催化劑催化75用膠態(tài)鈀

7、催化54用過氧化氫酶催化29無機催化劑和酶都能提高反應速率，但是酶的催化效率更高；酶不能為化學反應提供所需要的能量，而是通過降低反應的活化能來加快反應速率。知識知識整合整合1.某興趣小組重現(xiàn)H2O2在不同條件下分解情況的實驗，首先向a、b、c、d四支潔凈的試管內(nèi)分別加入等量等濃度的H2O2溶液，然后，a試管室溫處理、b試管90 水浴處理、c試管常溫處理并滴加2滴新鮮肝臟研磨液、d試管常溫處理并滴加2滴氯化鐵溶液，最后統(tǒng)計四支試管內(nèi)氣泡產(chǎn)生的多少情況依次為極少、少量、大量、較多。下列相關敘述錯誤的是A.a試管與b試管H2O2的活化能相同，d試管與c試管的活化能相同B.c、d試管分別與a試管比較，

8、說明Fe3和過氧化氫酶均具有催化功能C.綜合分析a試管、c試管和d試管，說明與無機催化劑相比，過氧化氫酶 降低活化能的效果更顯著D.與a試管相比較，b試管的水浴加熱為過氧化氫的分解提供了能量拓展應用答案解析解析解析加熱能為過氧化氫的分解提供能量，但不會改變活化能的大小，而催化劑能降低活化能，其中酶降低活化能的效果更為顯著。2.如圖，在適宜溫度、pH條件下，實線表示沒有酶時反應的進程。在T1時，將催化此反應的酶加入反應物中，則圖中表示此反應進程的是A.曲線a B.曲線bC.曲線c D.曲線d 答案解析解析解析從圖中可以看出，曲線a、b、d均改變了此反應的平衡點，都是錯誤的。曲線c表示酶使反應達到

9、平衡點的時間縮短(即反應速率提高)，而不改變反應的平衡點。易錯警示易錯警示酶和無機催化劑一樣，并不改變平衡點的位置，只是改變化學反應的速率，使化學反應更快地達到平衡點。二、酶的本質(zhì)1.酶的探索歷程酶的探索歷程(1)1857年，法國微生物學家巴斯德認為：沒有 的參與，糖類是不可能變成酒精的。(2)德國化學家李比希認為：引起發(fā)酵的物質(zhì)是 并裂解后釋放出來的。(3)畢希納把從酵母細胞中提取出的引起發(fā)酵的物質(zhì)叫 。酵母活細胞酵母細胞死亡基礎梳理釀酶(4)1926年，美國科學家薩姆納第一個提取出脲酶，并證明了脲酶是 ，其作用是分解 。(5)20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù) 也具有生物催化

10、功能。2.酶的本質(zhì)：絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是 ，少數(shù)的酶是 。蛋白質(zhì)尿素RNA蛋白質(zhì)RNA唾液中含有唾液淀粉酶，唾液淀粉酶是在唾液腺細胞中合成的，分泌到口腔中發(fā)揮作用，能將食物中的淀粉分解，據(jù)此分析：1.酶是活細胞產(chǎn)生的，是否也只能在細胞內(nèi)起作用？問題探究答案答案答案不是。只要條件適宜，酶也可以在細胞外起作用，如唾液淀粉酶等消化酶。2.要驗證唾液淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，現(xiàn)有的實驗材料有：剛?cè)〉耐僖?，已知蛋白液，雙縮脲試劑及試管等，那么你給出的合理實驗方案是怎樣的？答案答案答案組別待測液檢驗試劑預期現(xiàn)象結(jié)論實驗組唾液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)對照組已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色酶不僅在細

11、胞內(nèi)發(fā)揮作用，在細胞外和體外都可以發(fā)揮作用。知識知識整合整合解析解析酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)類物質(zhì)，少數(shù)酶為RNA。酶只有催化作用，在個體發(fā)育中起調(diào)控作用的是激素。3.下列有關酶的敘述正確的是酶是具有分泌功能的細胞產(chǎn)生的有的從食物中獲得，有的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來酶是活細胞產(chǎn)生的絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇酶在代謝中有多種功能酶在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用酶只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用A. B.C. D.拓展應用答案解析4.胰蛋白酶在水解過程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，這說明A.胰蛋白酶是由活細胞產(chǎn)生的B.胰蛋白酶是生物催化

12、劑C.胰蛋白酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)D.胰蛋白酶的基本組成單位是多肽答案課堂小結(jié)自變量因變量活化能RNA蛋白質(zhì)當堂檢測1.在過氧化氫酶溶液中加入雙縮脲試劑，其結(jié)果應該是A.產(chǎn)生氣泡 B.溶液呈藍色C.溶液呈紫色 D.產(chǎn)生磚紅色沉淀答案解析23451解析解析過氧化氫酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)。2.下列有關酶的敘述中，不正確的是A.酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸B.酶是生物催化劑C.酶能降低化學反應的活化能D.產(chǎn)生酶的細胞均有分泌功能答案解析23451解析解析產(chǎn)生酶的細胞不一定具有分泌功能。3.在實驗中需要控制各種變量，其中人為改變的變量是A.因變量 B.自變量C.無關變量 D.控制變量解析解析在實驗中，

13、需要控制相應的一些變量，以免影響實驗結(jié)果。其中，因變量是指隨著自變量的變化而變化的變量；除自變量外，對實驗結(jié)果造成影響的一些可變因素稱為無關變量；而人為改變的變量稱為自變量。答案解析23451解析解析活化能是指分子從常態(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。酶可以降低活化能，使反應更容易進行。4.下列各圖中，表示有酶催化的反應曲線，表示沒有酶催化的反應曲線，E表示酶降低的活化能。其中正確的圖解是答案解析23451序號反應物加入物質(zhì)條件現(xiàn)象X1H2O2無室溫幾乎無氣泡X12H2O2氯化鐵溶液室溫 X23H2O 2土豆浸出液室溫 X35.下表是有關H2O2的系列實驗，請回答有關問題：(1)序號3的實驗現(xiàn)象是_。 23451解析解析序號3中加入的土豆浸出液中含有過氧化氫酶，會產(chǎn)生大量氣泡。答案解析產(chǎn)生大量氣泡(3)若表中的X的內(nèi)容是收集100 mL氣體所需的時間，你預測X1、X2、X3的