第1节降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质[学习导航]1.通过有关的实验，自己分析出酶的作用，并在此基础上学会控制自变量、观察和检测因变量，并掌握设置对照实验的基本方法。2.通过阅读教材，了解酶的发现历程，加深对酶本质的理解。[重难点击]1.酶降低化学反应活化能的原理。2.控制变量的方法。方式一在上海举行的中国国际食品添加剂和配料展上，帝斯曼展出了一系列酶制剂产品，以帮助食品生产厂商节能减排。该公司推出的PanamoreSpring产品与其他乳化剂相比，能降低生产过程近80%的碳排放量；微生物磷脂酶CakeZyme产品能使食品厂商在生产蛋糕等食品中节省20%的鸡蛋用量，延长保质期；高性能酶制剂RapidaseFPSuper能有效避免新鲜水果在经过机械或热处理加工后产生的不良副作用，改善口感。酶在人们的生活中越来越重要，那么酶具有什么作用？酶的化学本质又是什么呢？方式二我们知道，很多化学反应在有催化剂存在的时候会改变反应的速度，这在工业生产中已得到广泛的应用。生物体内也时刻发生着生化反应，这些反应也需要催化剂，生物体内的催化剂是酶。一、酶在代谢中的作用1.细胞代谢(1)场所：细胞中。(2)实质：各种化学反应的总称。(3)意义：细胞生命活动的基础。2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。(2)实验过程和现象试管编号试剂处理现象12mLH2O2溶液常温几乎无气泡产生22mLH2O2溶液90℃水浴加热有较少气泡32mLH2O2溶液滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴有较多气泡42mLH2O2溶液加入新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，其催化效率更高。特别提醒实验中应注意的问题1实验时要选用新鲜的肝脏。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，就不能促进过氧化氢分解成水和氧气。2滴入肝脏研磨液和FeCl3溶液时，不能共用一个吸管，否则滴入的FeCl3溶液中会含有少量的肝脏研磨液，而研磨液中的H2O2酶的催化效率高，可能会使两个试管中的气泡一样多，从而影响实验结果的准确性。3.实验中变量的控制(1)变量：在实验过程中可以变化的因素。(2)自变量：实验过程中可以人为改变的变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(4)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。4.酶的作用机理(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。(2)作用机理：酶能降低化学反应的活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。下图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验过程，请据图分析：1.在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终保持相同。分析上述实验中的自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组分别是下列的哪些项？①加入H2O2的量②FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度③温度和催化剂④实验室的温度⑤H2O2分解的速率⑥1号试管⑦2、3、4号试管答案自变量因变量无关变量对照组实验组③⑤①②④⑥⑦2.2、3、4号三支试管都有气泡放出，但4号试管放出的气泡最多，说明了什么？答案加热、无机催化剂和酶都能促进过氧化氢的分解，提高反应速率，但是酶的催化效率更高。3.下图是无催化剂和酶的作用机理示意图(1)没有催化剂时的活化能是多少？有酶催化时的活化能又是多少？(用图中字母表示)答案分别是CA、CB。(2)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？答案酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低反应的活化能来加快反应速率的。(3)下表数据是在20℃测得的H2O2分解的活化能，数据说明，酶和无机催化剂相比有什么不同？条件活化能/kJ·mol没有催化剂催化75用胶态钯催化54用过氧化氢酶催化29答案和无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，即催化效率更高。知识整合无机催化剂和酶都能提高反应速率，但是酶的催化效率更高；酶不能为化学反应提供所需要的能量，而是通过降低反应的活化能来加快反应速率。1.某兴趣小组...
