2015高中生物 第5章 第1节 降低化学反应活化能的酶学案 新人教版必修1
14页1、第1节降低化学反应活化能的酶 学习目标1说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。(重点、难点)2通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断的探索和争论中前进的。3进行有关的实验和研究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。(难点), 知识结构 酶在细胞代谢中的作用1细胞代谢(1)概念:细胞中每时每刻都进行的化学反应统称为细胞代谢。(2)特点:一般都需要酶催化。在水环境中进行。反应条件温和。一般伴随着能量的释放和储存。(3)地位:是细胞生命活动的基础。(1)从性质上看,细胞代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。细胞内每时每刻都在进行着化学反应,与此同时伴随着相应的能量变化。物质是能量的载体,而能量是物质运输的动力。物质代谢和能量代谢相伴而生,相互依存。(2)从方向上看,细胞代谢包括同时进行、对立统一的同化作用和异化作用。同化作用和异化作用相互依存,同化过程中有物质的分解、能量的释放,异化过程中有物质的合成、能量的储存。同化作用为异化作用的进行提供物质和能量基础,而同化作用进行所需要的能量又靠异化作用来提供。(3)从实质上看,细胞代谢是生物体活细胞内所
2、进行的有序的、连锁的化学反应。应特别注意只有活细胞内进行的化学反应才是有序的,死细胞内虽然也进行着化学反应,但是无序的,所以不属于细胞代谢的范畴。(4)从意义上看,细胞代谢的过程完成了细胞成分的更新,而细胞成分的更新正是生化反应造成的物质转化和能量转变的结果。在细胞代谢的基础上,生物体既进行新旧细胞的更替,又进行细胞内化学成分的更新,最终表现出生长、发育、生殖等生命活动。2. 实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理:新鲜肝脏中含有过氧化氢酶,Fe3是一种无机催化剂。用一定数量的过氧化氢酶和Fe3催化过氧化氢分解成H2O和O2,可比较两者的催化效率。过氧化氢的分解反应式:2H2O22H2OO2;2H2O22H2OO2(2)目的要求:通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢,了解过氧化氢酶的作用和意义。(3)材料用具:新鲜的质量分数为20%的肝脏(如猪肝、鸡肝)研磨液,量筒,试管,滴管,试管架,卫生香,火柴,酒精灯,大烧杯,石棉网,三脚架,试管夹,温度计,新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为3.5%的FeCl3溶液。(4)过程及现象过程示意图(图511)实验过程和结果
3、列表试管编号实验设置实验现象结果分析1号(2 mL H2O2溶液)对照组(不做处理)无明显气泡放出,无助燃性H2O2的自然分解缓慢2号(2 mL H2O2溶液)水浴加热(90 )有明显气泡放出,有助燃性加热能促进H2O2的分解3号(2 mL H2O2溶液)加入质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴有较多气泡放出,助燃性强Fe3能催化H2O2的分解4号(2 mL H2O2溶液)加入质量分数为20%的肝脏研磨液2滴有大量气泡放出,助燃性更强过氧化氢酶也有催化H2O2分解的作用,且催化效率比Fe3高实验结论的理论分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号:90 水浴加热用产生气泡的多少表示H2O2的分解速率加入H2O2的量;实验室温度;FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管3号:加入质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴4号:加入质量分数为20%的肝脏研磨液2滴(1)实验设计要遵循单一变量原则和等量对照原则严格控制变量。“单一变量”即指实验中唯一的自变量;“等量对照”是指其他无关变量相等且适宜的情况下,设置对照组与实验组作比较。(2)实验中必须用新鲜的刚从活动物体内取出的肝脏
4、作实验材料。肝脏要研磨充分,以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中H2O2的接触面积,从而加速H2O2的分解。(3)H2O2具有一定的腐蚀性,使用时不要让其接触皮肤。(5)实验结论酶同无机催化剂一样具有加快化学反应速率的作用,因此酶具有催化性。酶同无机催化剂相比,催化效率更高,因此酶具有高效性。3酶的作用原理(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(如图512所示)。 (2)酶是一种生物催化剂,能改变反应途径,其作用是降低化学反应的活化能。(3)酶在代谢中仅起催化作用,本身化学性质和质量均不发生变化。酶在进行催化作用时,首先与底物(即反应物)结合,形成不稳定的中间产物,中间产物再分解成酶和产物,因此可反复起催化作用。 (1)在一个化学反应体系中,只有反应物获得能量变为活跃状态,反应才可以进行,所以处于活跃状态的分子越多,反应速率越快。(2)酶的作用仅是催化化学反应的进行,并不为反应提供物质和能量,不改变化学反应的方向,也不改变化学反应平衡点。教材第7879页参考答案 问题探讨1这个实验要解决的问题是:鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化。2是胃内的化学物质酶
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