《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第一課時(shí)素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)

第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第一課時(shí)）一、酶在代謝中的作用1.細(xì)胞代謝:(1)場(chǎng)所:_____中。(2)實(shí)質(zhì):許多_________的總稱。細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)【激疑】動(dòng)物消化道內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化屬于細(xì)胞代謝嗎?提示:消化道與外界環(huán)境直接相通,其中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化不是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),故不屬于細(xì)胞代謝。

2.對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì):(1)變量:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素。①自變量:_________的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。②因變量:因_______改變而變化的變量。③無(wú)關(guān)變量:除自變量外,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果__________的可變因素。人為控制自變量造成影響(2)對(duì)照實(shí)驗(yàn):除作為自變量的因素外,其余因素都__________,并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。①對(duì)照組:一般不進(jìn)行人為處理,處于_________下。②實(shí)驗(yàn)組:需要對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行人為處理,控制_______不同。保持一致自然狀態(tài)自變量③空白對(duì)照:未作任何處理的對(duì)照組,設(shè)置意義是__________________________________________________。排除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響3.酶的作用原理:(1)活化能: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。(2)酶的作用機(jī)理:通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)所需要的_______而加快反應(yīng)速率?；罨堍俦硎緹o(wú)酶催化條件下反應(yīng)的活化能的曲線是___段。②表示有酶催化條件下反應(yīng)的活化能的曲線是___段。③表示有酶催化條件下降低反應(yīng)活化能的曲線是___段。adcdac二、酶的化學(xué)本質(zhì)1.酶本質(zhì)的探索歷程(連線):2.酶的概念理解:(1)來(lái)源:_______產(chǎn)生的。(2)作用:具有_____作用。(3)化學(xué)本質(zhì):有機(jī)物,絕大部分是_______,少部分是____。活細(xì)胞催化蛋白質(zhì)RNA知識(shí)點(diǎn)一比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)原理:水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3+和肝臟研磨液中過(guò)氧化氫酶都可影響H2O2分解為H2O和O2的速率。編號(hào)步驟1234相同處理(無(wú)關(guān)變量)向4支試管中分別加入2mL過(guò)氧化氫溶液并放在試管架上不同處理(自變量)不處理放在90℃左右的水浴中加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液觀察指標(biāo)(因變量)無(wú)氣泡氣泡很少氣泡較多氣泡很多2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:(1)1號(hào)、2號(hào)試管相比,說(shuō)明加熱可以加快H2O2的分解。(2)1號(hào)、3號(hào)試管相比,說(shuō)明FeCl3可以催化H2O2的分解。(3)1號(hào)、4號(hào)試管相比,說(shuō)明過(guò)氧化氫酶具有催化作用,可以催化H2O2的分解。(4)3號(hào)、4號(hào)試管相比,說(shuō)明過(guò)氧化氫酶的催化效率更高。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:加熱、FeCl3、過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解;過(guò)氧化氫酶的催化效率明顯高于無(wú)機(jī)催化劑Fe3+?！舅伎肌び懻摗恐苽涓闻K研磨液時(shí),應(yīng)用新鮮的剛從活體動(dòng)物內(nèi)取出的肝臟,并研磨充分。(科學(xué)探究)

(1)用新鮮的剛從活體動(dòng)物內(nèi)取出的肝臟,原因是什么?提示:新鮮肝臟中的酶能保持其原有的活性。(2)研磨充分有什么意義?提示:加大肝細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積,從而加速H2O2的分解。管號(hào)1%焦性沒(méi)食子酸(mL)2%H2O2(mL)緩沖液(mL)過(guò)氧化物酶溶液(mL)白菜梗提取液(mL)煮沸冷卻后的白菜梗取液(mL)1222---222-2--322--2-422---2【素養(yǎng)案例】(2016·江蘇高考)過(guò)氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒(méi)食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過(guò)氧化物酶,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.1號(hào)管為對(duì)照組,其余不都是實(shí)驗(yàn)組B.2號(hào)管為對(duì)照組,其余都為實(shí)驗(yàn)組C.若3號(hào)管顯橙紅色,無(wú)需對(duì)照就能證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶D.若4號(hào)管不顯橙紅色,可證明白菜梗中無(wú)過(guò)氧化物酶【解題導(dǎo)引】解題思維流程如下:【解析】選A。本題主要考查酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析。該實(shí)驗(yàn)的目的是探究白菜梗中是否存在過(guò)氧化物酶,自變量是白菜梗的有無(wú),則1號(hào)、2號(hào)和4號(hào)都是對(duì)照組,3號(hào)是實(shí)驗(yàn)組,A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤。若3號(hào)與1、2、4號(hào)對(duì)照,3號(hào)管顯橙紅色,則證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若4號(hào)管不顯橙紅色,與3號(hào)對(duì)照,則說(shuō)明高溫使過(guò)氧化物酶變性失活,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問(wèn)(1)科學(xué)探究——設(shè)置對(duì)照上題中設(shè)置1號(hào)管的目的是什么?提示:作為對(duì)照,排除H2O2自然分解對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(2)科學(xué)探究——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)上題中白菜梗提取液可能含有某種氧化性物質(zhì),會(huì)使焦性沒(méi)食子酸變?yōu)槌燃t色,如何排除這一可能?提示:可另設(shè)一支試管,試管中不加入H2O2溶液,而是加入2mL蒸餾水,其他設(shè)計(jì)同3號(hào)試管?！舅仞B(yǎng)·遷移】在“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中加入肝臟研磨液與加入氯化鐵的試管反應(yīng)程度類似,都不劇烈,可能的原因是(

)①過(guò)氧化氫溶液配制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)②肝臟不新鮮③試管不干凈A.①③

B.②③

C.①②

D.①②③【解析】選C。由于實(shí)驗(yàn)中加入肝臟研磨液和加入氯化鐵的試管反應(yīng)都不劇烈,其原因有兩個(gè)方面:一是使用的過(guò)氧化氫溶液配制時(shí)間過(guò)長(zhǎng),自身已發(fā)生分解;二是使用的肝臟不新鮮,其中的過(guò)氧化氫酶已被微生物破壞?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中,屬于自變量的是(

)A.催化劑B.過(guò)氧化氫分解的速率C.產(chǎn)生氣泡量D.試管中的過(guò)氧化氫溶液的量【解析】選A。由圖示可知,圖中的實(shí)驗(yàn)處理是分別向過(guò)氧化氫溶液中加入氯化鐵和過(guò)氧化氫酶溶液,Fe3+和過(guò)氧化氫酶都能催化過(guò)氧化氫分解,因此該實(shí)驗(yàn)的自變量是催化劑不同。知識(shí)點(diǎn)二酶的化學(xué)本質(zhì)1.酶的作用場(chǎng)所:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,但不一定在活細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用,如消化酶,也可以在體外發(fā)揮作用。2.酶的合成原料:氨基酸或核糖核苷酸。3.酶的合成場(chǎng)所:不一定在核糖體上,只有化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶才在核糖體上合成?！舅伎肌び懻摗坎溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞和其他體細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上有明顯不同。(生命觀念)(1)該細(xì)胞不能產(chǎn)生酶,原因是什么?提示:該細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和核糖體等細(xì)胞器。(2)該細(xì)胞是否含有酶?說(shuō)出你的判斷依據(jù)。提示:含有。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞可以進(jìn)行細(xì)胞代謝,細(xì)胞中的生化反應(yīng)需要酶的催化。【素養(yǎng)案例】生物體內(nèi)許多化學(xué)反應(yīng)需要酶的催化,下列關(guān)于酶的敘述,正確的是(

)A.酶只有在生物體內(nèi)才能起催化作用,起催化

作用的本質(zhì)是提高反應(yīng)的活化能B.所有酶都含有C、H、O、N四種化學(xué)元素C.人體內(nèi)的酶進(jìn)行催化過(guò)程中,酶本身不變,所

以酶不會(huì)發(fā)生自我更新D.酶都在核糖體上合成【解題導(dǎo)引】抓住三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):(1)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA。(2)酶的催化機(jī)理。(3)酶作為活性分子,在細(xì)胞內(nèi)也存在酶的代謝過(guò)程?！窘馕觥窟xB。酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的,在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都可發(fā)揮催化作用,酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,故都含有4種元素:C、H、O、N,B項(xiàng)正確;化學(xué)反應(yīng)前后,酶本身不變,但在人體內(nèi)的酶仍會(huì)不斷更新,C項(xiàng)錯(cuò)誤;只有化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶才在核糖體上合成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【素養(yǎng)·探究】——情境遷移“塑料垃圾污染”是令世界各國(guó)頭疼的問(wèn)題,這是因?yàn)樗芰现破返闹饕稀癙ET塑料”,需要數(shù)百年時(shí)間才能自然降解。最近,美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家在一次實(shí)驗(yàn)中意外生成了一種酶,可以有效將“PET塑料”降解,有望成為未來(lái)治理白色污染的“利器”。思考問(wèn)題:(1)PET塑料在自然界中需要數(shù)百年時(shí)間才能降解,從酶的角度分析,可能的原因是什么?(科學(xué)思維)提示:自然界中的微生物中缺少分解該塑料的酶。(2)這種分解塑料的酶的作用機(jī)理是什么?(生命觀念)提示:降低化學(xué)反應(yīng)的活化能?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.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)立即減慢。由此可以說(shuō)明(

)A.RNA是核酸的一種B.RNA有時(shí)也可稱為遺傳物質(zhì)C.RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中D.RNA也可作為生物催化劑【解析】選D。RNA被有關(guān)酶水解后,化學(xué)反應(yīng)立即減慢,說(shuō)明該RNA催化此反應(yīng)的進(jìn)行,即RNA也具有催化作用,故D項(xiàng)符合題意。A、B、C三項(xiàng)從內(nèi)容上講均是正確的說(shuō)法,但無(wú)法從題干信息中得出這些結(jié)論,故三項(xiàng)均不符合題意。2.下列關(guān)于酶的敘述正確的是(

)A.酶是由腺細(xì)胞合成的具有催化作用的有機(jī)物B.所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測(cè)都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng)C.酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸D.消化酶在消化腺細(xì)胞內(nèi)合成并分泌到細(xì)胞外的