2019-2020年高中生物 課時15 酶的作用和本質(zhì)導學案 新人教版必修1【學習目標】1說明酶在細胞代謝中的作用和本質(zhì)。2通過閱讀分析"關于酶本質(zhì)的探索"的資料，認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。3學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化。【自主梳理】1細胞代謝：(1)場所：_內(nèi)。(2)實質(zhì)：各種_的統(tǒng)稱。(3)意義：細胞生命活動的_。2比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗原理：水浴加熱、FeCl3溶液中的_以及肝臟研磨液中的_均可影響H2O2分解為H2O和O2的速率。3比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗過程和現(xiàn)象：試管編號加入物質(zhì)處理現(xiàn)象12 mL H2O2溶液不處理22mL H2O2溶液有氣泡產(chǎn)生32mL H2O2溶液加2滴FeCl3溶液有氣泡產(chǎn)生42mL H2O2溶液加2滴肝臟研磨液5活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的_狀態(tài)所需要的能量。6酶的作用原理：降低化學反應的_。7酶的作用意義：使細胞代謝能在_條件下快速進行。8酶的探索歷程：巴斯德之前：發(fā)酵是純化學過程，與生命活動無關9酶的合成場所：_。10人體不同消化液中酶的最適pH(連線)消化液最適pHa.唾液I.0.91.5b.胃液II.7.6c.小腸液III.6.27.411不同生物體內(nèi)酶的最適溫度(連線)生物最適溫度a.動物I.有的可達70 Cb.植物II.3540 Cc.細菌、真菌III.4050 C12酶的化學本質(zhì)：絕大多數(shù)是_，少數(shù)是_。【預習小測】1判斷正誤：酶催化作用的實質(zhì)提高化學反應的活化能，使化學反應順利進行。2判斷正誤：酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物。3判斷正誤：酶為化學反應提供了活化能。4思考問題：(1)酶的基本組成單位是什么？(2)加酶洗衣粉的洗滌效果為什么優(yōu)于普通洗衣粉？5判斷正誤：無關變量是對實驗沒有影響的變量。6判斷正誤：酶起催化作用后立即被降解。7判斷正誤：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)。8判斷正誤：酶對生物體的生命活動具有調(diào)節(jié)作用。知識拓展 探究案【探究一比較過氧化氫在不同條件下的分解】1在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中選用的肝臟為什么必須是新鮮的？2在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中為什么要將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是加入整塊的肝臟？3比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗操作：(1)實驗中滴加FeCl3溶液和肝臟研磨液的滴管能否混用？為什么？(2)分析對照實驗中的各支試管，完成下表。氣泡產(chǎn)生量的不同結(jié)論1號和2號相比_試管氣泡產(chǎn)生量多3號和4號相比_試管氣泡產(chǎn)生量多(3)該實驗中可采用哪些方法檢測過氧化氫的分解速率？4比較過氧化氫在不同條件下的分解的實驗的變量、對照分析：(1)該實驗的自變量：_。(2)該實驗的因變量：_。(3)無關變量：_，各組應該控制_。(4)實驗組：分別在_、_、_條件下處理過氧化氫。(5)對照組：在_條件下處理過氧化氫?！镜淅觥繛榱搜芯棵傅淖饔茫?取2支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2 mL體積分數(shù)為3%的H2O2溶液；再向A管滴入2滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液，向B管滴入2滴質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振蕩；用帶火星的衛(wèi)生香檢驗；觀察并記錄結(jié)果。(1)本實驗的主要目的是探究_。(2)如果兩支試管的現(xiàn)象均不明顯，從實驗材料分析， 原因可能是_。(3)過氧化氫酶能催化H2O2的分解，產(chǎn)生的O2能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶，設計了如圖所示實驗。參照上圖所給信息，回答下列問題。3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是_。設計2號試管作為對照的具體目的是_。如果2號試管未產(chǎn)生顏色反應，則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是_號試管?！咀兪接柧殹恳阎?H2O22H2O+O2，可以通過觀察反應過程中氧氣的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分反應的速率。請用所給的實驗材料和用具設計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟、預測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實驗材料與用具:適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5% FeCl3溶液，0.01%的過氧化氫酶溶液,恒溫水浴鍋，試管。(1)實驗步驟：取3支試管，各加入_，放入37C恒溫水浴鍋中保溫適當時間。分別向上述3支試管中加入_。觀察各管中_。(2)實驗結(jié)果預測及結(jié)論：整個實驗中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是:_。由此可得出的結(jié)論是_?！咎骄慷傅淖饔脵C理和本質(zhì)】5什么是化學反應的活化能？結(jié)合運動員跳高談談你的理解。6加熱、無機催化劑和酶都能加快H2O2的分解，分析三者的作用原理有何不同。操作項目作用原理加熱使H2O2獲得能量無機催化劑酶7為什么加入過氧化氫酶的試管比加入FeCl3溶液的試管中的H2O2分解速率快？8結(jié)合物質(zhì)鑒定的實驗原理思考如何設計實驗來證明某種酶是蛋白質(zhì)。實驗組：待測酶液+_是否出現(xiàn)_反應。對照組：_+雙縮脲試劑出現(xiàn)_反應。9結(jié)合物質(zhì)鑒定的實驗原理思考如何設計實驗來證明某種酶是RNA。實驗組：待測酶液+_染液是否出現(xiàn)_色。對照組：_+吡羅紅染液出現(xiàn)_色。【典例精析】下列有關酶的敘述，正確的是是由分泌細胞產(chǎn)生的有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來凡是活細胞都能產(chǎn)生酶酶在體內(nèi)不能更新有的酶是蛋白質(zhì)，有的酶是固醇絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用A.B.C.D.【變式訓練】下列關于酶的敘述，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)是提高反應的活化能B.所有酶都含有C、H、O、N四種化學元素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【隨堂自測】1不能催化H2O2生成H2O和O2的是A.FeCl3中的Fe3+B.FeCl3中的Cl-C.肝臟研磨液D.馬鈴薯塊莖研磨液2下列圖像中，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，表示正確的是3在"比較過氧化氫在不同條件下的分解"實驗中，對實驗結(jié)果分析正確的是A.在過氧化氫酶的作用下，H2O2的分解速率更快，是因為質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液的濃度高于質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液的濃度B.質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液催化H2O2分解速率慢是因為濃度過高，影響了其功能的正常發(fā)揮C.肝臟研磨液催化H2O2分解速率快，是因為酶的催化效率比一般無機催化劑的催化效率高D.如果將試管都放在90水浴中，加肝臟研磨液的試管反應速率仍為最快4如圖所示的實驗中屬于自變量的是A.催化劑的種類B.過氧化氫的分解速率C.試管的大小D.試管中的過氧化氫溶液的量5下列關于酶的敘述，不正確的是A.絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNAB.酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物C.食物的消化過程需要酶催化，而細胞內(nèi)的其他化學反應不需要酶催化D.有些酶可在核糖體上合成6根據(jù)下列探究不同物質(zhì)對過氧化氫分解速率影響的實驗，回答有關問題。序號反應物加入物質(zhì)條件現(xiàn)象過氧化氫無室溫幾乎無氣泡過氧化氫FeCl3溶液室溫過氧化氫土豆浸出液室溫過氧化氫新鮮唾液室溫(1)將實驗的實驗現(xiàn)象填寫在表中相應位置。(2)在實驗的土豆浸出液中，對此實驗起作用的物質(zhì)是_，與實驗加入的物質(zhì)相比，此物質(zhì)的作用具有_。(3)與實驗相比，實驗的現(xiàn)象可說明_。(4)實驗的條件如改為加熱煮沸，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如何解釋這種現(xiàn)象？ _。【探究歸納】1教材提煉：2酶的作用機理是降低化學反應的活化能如圖所示。(1)圖中AC段和BC段分別表示無酶催化和有酶催化時反應進行所需要的活化能。(2)若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供反應所需的能量。3酶的作用本質(zhì)：化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA基本組成單位氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶生理功能催化化學反應作用原理降低化學反應的活化能4【方法規(guī)律】有關酶的正誤說法歸納：錯誤說法正確說法產(chǎn)生場所具有分泌功能的細胞活細胞化學本質(zhì)蛋白質(zhì)有機物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場所只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用溫庹影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性， 不會使酶變性失活，高溫使酶變性失活作用具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能只起催化作用來源有的可來源于食物只在活細胞內(nèi)合成5【提醒】在反應前后，作為催化劑的酶的種類、數(shù)量和性質(zhì)不發(fā)生改變。必修1課時15 酶的作用和本質(zhì)詳細答案課前預習 預習案【自主梳理】1細胞 化學反應 基礎2Fe3+ 過氧化氫酶3基本無氣泡產(chǎn)生 90水浴加熱 有大量氣泡產(chǎn)生4高效地5活躍6活化能7溫和8活酵母細胞的參與 酵母細胞死亡并裂解后釋放出的某種物質(zhì)脲酶 脲酶是蛋白質(zhì) 少數(shù)RNA9活細胞內(nèi)10a b c11a b12蛋白質(zhì) RNA【預習小測】123 提示：酶能夠降低化學反應的活化能，而不是為化學反應提供活化能。4(1)提示：氨基酸或核糖核苷酸。(2)提示：加酶洗衣粉中的酶制劑具有高效的催化作用，能夠催化污漬快速地分解。5 提示：無關變量會對實驗結(jié)果造成影響。6 提示：酶為化學反應的催化劑，在化學反應前后不發(fā)生變化。7 提示：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。8 提示：酶具有催化作用，不具有調(diào)節(jié)作用。知識拓展 探究案【探究一比較過氧化氫在不同條件下的分解】1提示：肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶就會在腐生細菌的作用下分解而失去催化作用。2提示：將肝臟剪碎、研磨，可使過氧化氫酶釋放出來，使過氧化氫酶與試管內(nèi)的過氧化氫分子充分接觸，加速過氧化氫的分解。3(1)提示：不能。酶的催化效率比無機催化劑的催化效率高， 既使少量的酶混入FeCl3溶液中，也會干擾實驗結(jié)果的準確性，增大實驗誤差。(2) 2號 加熱能促進過氧化氫分解 4號 酶比無機催化劑催化效率更高(3)提示：氣泡目測法，通過反應時產(chǎn)生氣泡的多少來判定過氧化氫分解速率的快慢。衛(wèi)生香復燃法，通過帶火星的衛(wèi)生香復燃劇烈程度來判定過氧化氫分解速率的快慢。4(1)不同的催化條件(2)過氧化氫的分解速率(3)過氧化氫的濃度、用量等 相同且適宜(4)過氧化氫酶 FeCl3溶液 加熱(5)常溫【典例精析】(1)過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低(2) H2O2溶液放置時間過長，已經(jīng)分解(3)2mL焦性沒食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL馬鈴薯塊莖提取液排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響3【解析】(1)該實驗通過比較FeCl3和過氧化氫酶催化分解H2O2的過程來探究酶的催化效率。(2)如果2支試管的現(xiàn)象均不明顯，則最可能是底物H2O2已經(jīng)分解。(3)比較各試管中加入的物質(zhì)，可知3號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是2mL焦性沒食子酸溶液、2滴H2O2溶液、2mL馬鈴薯塊莖提取液； 2號試管作為對照的具體目的是排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響；3號試管中的H2O2能夠被分解生成O2而使無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀?！緜渥ⅰ?1)1、4號試管中也有少量的橙紅色沉淀生成。因為H2O2在常溫下也能夠少量分解產(chǎn)生O2。(2)2號試管中沒有橙紅色的沉淀生成，因為2號試管中沒有底物H2O2溶液。該實驗在不同條件下分解過氧化氫，通過產(chǎn)生的氧氣的量來判斷不同條件下過氧化氫的分解速率。結(jié)果表明，在加熱條件下及催化劑參與下，均可促進過氧化氫的分解，且酶的催化效率比無機催化劑的催化效率高?！咀兪接柧殹?1)等量且適量的H2O2溶液等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液釋放氣泡的快慢(2)加過氧化氫酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性【解析】分析該實驗驗證的問題可知，實驗目的有兩個：一是驗證酶具有催化作用,可通過設置有酶和無酶的兩組實驗進行研究；二是驗證酶具有高效性，可通過酶和FeCl3溶液的比較進行研究。因此本實驗可分為三組：分別加入蒸餾水、過氧化氫酶溶液、FeCl3溶液。驗證性實驗的結(jié)果是確定的，即加入過氧化氫酶溶液的一組O2釋放速率最快，實驗結(jié)論與實驗驗證的問題一致?！緜渥ⅰ框炞C性實驗的設計思路驗證性實驗通常是指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復性實驗。驗證性實驗是建立在巳知結(jié)論基礎上的，實驗原理、實驗結(jié)果是已知的，因此實驗步驟的設計也應合乎實驗結(jié)果產(chǎn)生的必然。實驗設計思路及方法：(1)如果需要提取、配制、處理實驗材料，則把提取、配制等操作作為第一步。(2)分組標號。研究對象、器皿等要分組標號，設立實驗組和對照組；注意控制無關變量，在措辭中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有測量應測量記錄初始值。(3)實驗處理。分別對實驗組和對照組施加單一變量；實驗處理要遵循“單一變量和對照原則”。(4)培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄等。依然在措辭中體現(xiàn)對無關變量的控制，經(jīng)常有“相同條件下”等字眼描述，觀察記錄實驗現(xiàn)象或記錄測定的實驗數(shù)據(jù)?！咎骄慷傅淖饔脵C理和本質(zhì)】5提示：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)所需要的能量稱為活化能，相當于運動員跳高時需要克服的重力勢能。6降低化學反應的活化能 降低化學反應的活化能7提示：因為過氧化氫酶比FeCl3更能顯著降低化學反應的活化能。8雙縮脲試劑 紫色 已知蛋白質(zhì)溶液 紫色9吡羅紅 紅 已知RNA溶液 紅【典例精析】A【解析】酶是活細胞產(chǎn)生的，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA；酶在體內(nèi)不斷更新；酶可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮催化作用，無調(diào)控作用。所以只有正確?！緜渥ⅰ考訜帷o機催化劑、酶均能加快過氧化氫的分解速率。加熱是為反應物提供能量而加快反應速率；無機催化劑和酶是通過降低化學反應的活化能而加快反應速率，其中酶更能顯著降低化學反應的活化能。酶是活細胞產(chǎn)生的一種有機物，多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。【變式訓練】B【解析】酶是由活細胞產(chǎn)生的，在細胞內(nèi)和細胞外都可發(fā)揮催化作用，酶的作用機理是降低化學反應的活化能。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，故都含有C、H、O、N四種元素，在核糖體或細胞核中合成。反應前后，酶本身不變，但在人體內(nèi)的酶仍會不斷更新?！緜渥ⅰ繜o【隨堂自測】1B【解析】肝臟、馬鈴薯塊莖中都含有過氧化氫酶這種催化劑，F(xiàn)eCl3中的Fe3+是一種無機催化劑，均可以催化H2O2分解成H2O和O2?！緜渥ⅰ繜o2C【解析】沒有酶催化時反應所需的能量多，有酶催化時反應所需的能量少，兩者之間的差值就是酶所降低的活化能?！緜渥ⅰ繜o3C【解析】質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液，其中酶的數(shù)量并不多，酶分子數(shù)大約是質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液中Fe3+數(shù)的二十五萬分之一。催化劑濃度大，不會影響其活性。酶降低化學反應活化能的作用要比無機催化劑效果更顯著， 催化效率更高。過氧化氫酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在90水浴中將會變性而失去催化能力，F(xiàn)e3+卻仍起催化作用?！緜渥ⅰ繜o4A【解析】圖示實驗的自變量是加入的催化劑的種類，因變量是過氧化氫的分解速率，過氧化氫溶液的量及試管的大小屬于無關變量?！緜渥ⅰ繜o5C【解析】酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的一類特殊有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，蛋白質(zhì)在核糖體上合成，A、B、D三項正確；只要條件適宜，不論在細胞內(nèi)還是細胞外，甚至在生物體外，酶都可催化化學反應，C項錯誤?！緜渥ⅰ繜o6(1)少量氣泡 大量氣泡 幾乎無氣泡(2)過氧化氫酶 高效性(3)唾液中不含有過氧化氫酶(4)仍有氣泡產(chǎn)生，但速率變慢。高溫破壞了過氧化氫酶的空間結(jié)構，使之失活，但高溫會加快過氧化氫的分解【解析】加熱、過氧化氫酶、FeCl3均可催化過氧化氫的分解，土豆浸出液中含有過氧化氫酶，唾液中不含有過氧化氫酶。過氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣，試管中有氣泡產(chǎn)生。過氧化氫酶比FeCl3的催化效率高。【備注】無