《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第一課時素養(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）一、酶在代謝中的作用1.細(xì)胞代謝:(1)場所:_____中。(2)實質(zhì):許多_________的總稱。細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)【激疑】動物消化道內(nèi)營養(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.對照實驗的設(shè)計:(1)變量:實驗過程中的變化因素。①自變量:_________的對實驗對象進行處理的因素。②因變量:因_______改變而變化的變量。③無關(guān)變量:除自變量外,實驗過程中對實驗結(jié)果__________的可變因素。人為控制自變量造成影響(2)對照實驗:除作為自變量的因素外,其余因素都__________,并將結(jié)果進行比較的實驗。一般要設(shè)置對照組和實驗組。①對照組:一般不進行人為處理,處于_________下。②實驗組:需要對實驗對象進行人為處理,控制_______不同。保持一致自然狀態(tài)自變量③空白對照:未作任何處理的對照組,設(shè)置意義是__________________________________________________。排除偶然因素對實驗結(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)酶的作用機理:通過降低化學(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)來源:_______產(chǎn)生的。(2)作用:具有_____作用。(3)化學(xué)本質(zhì):有機物,絕大部分是_______,少部分是____。活細(xì)胞催化蛋白質(zhì)RNA知識點一比較過氧化氫在不同條件下的分解1.實驗原理:水浴加熱、FeCl3溶液中的Fe3+和肝臟研磨液中過氧化氫酶都可影響H2O2分解為H2O和O2的速率。編號步驟1234相同處理(無關(guān)變量)向4支試管中分別加入2mL過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)無氣泡氣泡很少氣泡較多氣泡很多2.實驗設(shè)計:3.實驗結(jié)果分析:(1)1號、2號試管相比,說明加熱可以加快H2O2的分解。(2)1號、3號試管相比,說明FeCl3可以催化H2O2的分解。(3)1號、4號試管相比,說明過氧化氫酶具有催化作用,可以催化H2O2的分解。(4)3號、4號試管相比,說明過氧化氫酶的催化效率更高。4.實驗結(jié)論:加熱、FeCl3、過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解;過氧化氫酶的催化效率明顯高于無機催化劑Fe3+?！舅伎肌び懻摗恐苽涓闻K研磨液時,應(yīng)用新鮮的剛從活體動物內(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)過氧化氫酶與試管中H2O2的接觸面積,從而加速H2O2的分解。管號1%焦性沒食子酸(mL)2%H2O2(mL)緩沖液(mL)過氧化物酶溶液(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)過氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,設(shè)計實驗如下表。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.1號管為對照組,其余不都是實驗組B.2號管為對照組,其余都為實驗組C.若3號管顯橙紅色,無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D.若4號管不顯橙紅色,可證明白菜梗中無過氧化物酶【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驗設(shè)計與分析。該實驗的目的是探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,自變量是白菜梗的有無,則1號、2號和4號都是對照組,3號是實驗組,A項正確、B項錯誤。若3號與1、2、4號對照,3號管顯橙紅色,則證明白菜梗中存在過氧化物酶,C項錯誤;若4號管不顯橙紅色,與3號對照,則說明高溫使過氧化物酶變性失活,D項錯誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——母題追問(1)科學(xué)探究——設(shè)置對照上題中設(shè)置1號管的目的是什么?提示:作為對照,排除H2O2自然分解對實驗結(jié)果的影響。(2)科學(xué)探究——設(shè)計實驗上題中白菜梗提取液可能含有某種氧化性物質(zhì),會使焦性沒食子酸變?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)計同3號試管?！舅仞B(yǎng)·遷移】在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗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過氧化氫溶液配制時間過長②肝臟不新鮮③試管不干凈A.①③

B.②③

C.①②

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

)A.催化劑B.過氧化氫分解的速率C.產(chǎn)生氣泡量D.試管中的過氧化氫溶液的量【解析】選A。由圖示可知,圖中的實驗處理是分別向過氧化氫溶液中加入氯化鐵和過氧化氫酶溶液,Fe3+和過氧化氫酶都能催化過氧化氫分解,因此該實驗的自變量是催化劑不同。知識點二酶的化學(xué)本質(zhì)1.酶的作用場所: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游锍墒斓募t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?說出你的判斷依據(jù)。提示:含有。哺乳動物成熟紅細(xì)胞可以進行細(xì)胞代謝,細(xì)胞中的生化反應(yīng)需要酶的催化?！舅仞B(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)的酶進行催化過程中,酶本身不變,所

以酶不會發(fā)生自我更新D.酶都在核糖體上合成【解題導(dǎo)引】抓住三個關(guān)鍵點:(1)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA。(2)酶的催化機理。(3)酶作為活性分子,在細(xì)胞內(nèi)也存在酶的代謝過程?！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,酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,A項錯誤;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)的酶仍會不斷更新,C項錯誤;只有化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的酶才在核糖體上合成,D項錯誤?！舅仞B(yǎng)·探究】——情境遷移“塑料垃圾污染”是令世界各國頭疼的問題,這是因為塑料制品的主要原料——“PET塑料”,需要數(shù)百年時間才能自然降解。最近,美國和英國的科學(xué)家在一次實驗中意外生成了一種酶,可以有效將“PET塑料”降解,有望成為未來治理白色污染的“利器”。思考問題:(1)PET塑料在自然界中需要數(shù)百年時間才能降解,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理是什么?(生命觀念)提示:降低化學(xué)反應(yīng)的活化能?！狙a償訓(xùn)練】1.當(dāng)某種RNA存在時,生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進行;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。由此可以說明(

)A.RNA是核酸的一種B.RNA有時也可稱為遺傳物質(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,說明該RNA催化此反應(yīng)的進行,即RNA也具有催化作用,故D項符合題意。A、B、C三項從內(nèi)容上講均是正確的說法,但無法從題干信息中得出這些結(jié)論,故三項均不符合題意。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物B.所有酶用雙縮脲試劑進行檢測都可以呈現(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