2019-2020年高中生物必修1實(shí)驗(yàn)四比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率.doc

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2019-2020年高中生物必修1實(shí)驗(yàn)四比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率 Ⅰ 實(shí)驗(yàn)程序 酶：是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類(lèi)具有生物催化作用的有機(jī)物。酶的作用具有高效性。 一、實(shí)驗(yàn)原理 新鮮的肝臟中含有過(guò)氧化氫酶，F(xiàn)e3+是一種無(wú)機(jī)催化劑。它們都可以催化H2O2分解成H2O + O2。 分別用一定數(shù)量的過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化過(guò)氧化氫分解成水和氧，可以比較兩者的催化效率。 經(jīng)計(jì)算，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%FeCl3溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液做實(shí)驗(yàn),每滴FeCl3溶液中的Fe3+,大約是每滴肝臟研磨液中過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。 說(shuō)明酶的高效性。 二、目的要求 1.初步學(xué)會(huì)探索酶的催化效率的方法。2.探索過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低。 三、重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.重點(diǎn)：初步學(xué)會(huì)探索酶的催化效率的方法。探索過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低。 2.難點(diǎn)：學(xué)習(xí)掌握探索實(shí)驗(yàn)的方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新思維能力。 三、材料用具 新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟(如豬肝、雞肝)研磨液。 量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴。 體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鐵溶液。 四、實(shí)驗(yàn)步驟（錄象觀察） 1.取兩支潔凈的試管放H2O2（20200mm大試管）。 2.制取20%的肝臟研磨液。 3.對(duì)比催化效率。 說(shuō)明: ①本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察哪一個(gè)試管先有較大、較多氣泡逸出。判斷催化效率高低，不是收集整個(gè)過(guò)程的總氣量，因?yàn)镕e3+的后期也會(huì)大量冒泡。 ②過(guò)氧化氫有一定的腐蝕作用，勿濺到皮膚上，不小心滴上要用清水沖洗。 ③也可用馬鈴薯塊莖代替肝臟，取5g去皮的馬鈴薯，加3mL水研磨成槳，用雙層紗布過(guò)濾成濾液，即可使用。 Ⅱ　注意事項(xiàng) (1)合理設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。催化劑可以加快反應(yīng)速度，而本身的質(zhì)和量不發(fā)生變化，而反應(yīng)速度可以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)物的消耗速度或者生成物的產(chǎn)生速度來(lái)測(cè)定。 要比較酶和無(wú)機(jī)催化劑的效率，選擇的反應(yīng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)： ①反應(yīng)可由兩種催化劑(一種是酶，一種是無(wú)機(jī)催化劑)催化； ②生成物易于鑒別； ③反應(yīng)物廉價(jià)，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、安全等。 過(guò)氧化氫分解反應(yīng)可由過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化；生成物為水和氧氣，氧氣比較容易測(cè)定。具備以上特點(diǎn)，所以選擇該反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (2)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)變量。 ①因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是酶和無(wú)機(jī)催化劑的比較實(shí)驗(yàn)，所以等量、同時(shí)等對(duì)照原則一定要嚴(yán)格遵守。只有這樣才能使控制變量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，酶的數(shù)量和質(zhì)量至關(guān)重要，只有這樣才能平衡或消除額外變量的影響；所以：肝臟必須新鮮(保持酶的活性)；要迅速研碎肝臟。 Ⅲ　隨堂演練 1.使用酶作為催化劑，與一般的無(wú)機(jī)催化劑相比，反應(yīng)速度提高107～13倍。這說(shuō)明了酶具有( ) A.專(zhuān)一性 B.多樣性 C.高效性 D.多變性 2.為了認(rèn)識(shí)酶作用特性，以20%過(guò)氧化氧溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠得出相應(yīng)的結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表中得不到實(shí)驗(yàn)依據(jù)的一項(xiàng)是( ) 方法 觀察結(jié)果 參考答案 1 常溫下自然分解 氧氣泡少而小 A.從催化條件看，酶有溫和性 B.從催化活性看，酶變性后就失活 C.從催化底物范圍看，酶有專(zhuān)一性 D.從催化反應(yīng)效率看，酶有高效性 2 常溫下加入Fe3+ 氧氣泡稍多而小 3 常溫下加入鮮肝提取液 氧氣泡極多而大 4 加入煮沸后冷卻的鮮肝提取液 氧氣泡少而小 3.向過(guò)氧化氫溶液中投入哪種豬肝，能產(chǎn)生大量氣泡 ( ) A.冰凍豬肝 B.煮沸豬肝 C.新鮮豬肝 D.醋漬豬肝 4.在編號(hào)為1-4的4支試管內(nèi)備注入10mL3%過(guò)氧化氫溶液，1號(hào)試管作為對(duì)照，在2號(hào)試管內(nèi)迅速般入新鮮豬肝1～2小塊，3號(hào)試管內(nèi)放入一枚銹鐵針，4號(hào)試管內(nèi)放人煮熟豬肝1～2小塊。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題: (1)立即出現(xiàn)大量氣泡的試管為 號(hào),這種氣泡是什么氣體 。產(chǎn)生大量氣泡的原因是 。 (2)4號(hào)試管內(nèi)有什么變化? 。理由是 。 (3)2號(hào)和3號(hào)試管內(nèi)都能產(chǎn)生氣體，就產(chǎn)生氣體的速度和數(shù)量不同說(shuō)明原因 。 5.當(dāng)皮膚上出現(xiàn)小傷口，用雙氧水消毒時(shí)，能觀察到的現(xiàn)象是 ，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 。 6.將蘿磨碎制得提取液，取少量分別加到幾支盛有pH為3～9的等量過(guò)氧化氫溶液的試管中，保持30℃溫度， 結(jié)果每一個(gè)試管都產(chǎn)生氣體。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，只是提 取液的添加量減半。兩次實(shí)驗(yàn)過(guò)氧化氫含量變化曲線 如圖所示，請(qǐng)問(wèn): (1)蘿卜提取液中含有的物質(zhì)是 。 (2)為什么曲線A和B中，過(guò)氧化氫的含量的最低點(diǎn)位于 同—直線上 。 (3)A是第 次實(shí)驗(yàn)結(jié)果。理由是 。 (4)如果把提取液進(jìn)行加熱處理溫度足夠高，處理后進(jìn) 行第三次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是 。這說(shuō)明 。 參考答案： 1.C 2.C 3.C 4.(1)2 氧氣 新鮮豬肝內(nèi)的過(guò)氧化氧酶迅速催化過(guò)氧化氫，將其分解，產(chǎn)生大量氧氣。 (2)沒(méi)有 煮熟豬肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶被破壞，失去活性。(3)酶(或過(guò)氧化氫酶)的作用具有高效性。 5.有氣泡產(chǎn)生 因?yàn)槿梭w細(xì)胞中的過(guò)氧化氫酶能將過(guò)氧化氫分解成水和氧氣。 6.(1)過(guò)氧化氫酶 (2)由圖可知Ph=7是該酶的最適pH，而酶的最適pH不會(huì)隨其他條件而改變，所以A、B雖提取液的添加量不同，但酶都是在PH=7時(shí)催化效率最高，因而分解的過(guò)氧化氫均最多。 (3)二 在相同的時(shí)間內(nèi)，由于過(guò)氧化氫酶的量減少，過(guò)氧化氫被分解的量也相應(yīng)減少。 (4)不能反應(yīng) 酶是蛋白質(zhì)，高溫使其變性。失去催化活性。 Ⅳ　課后作業(yè) 1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)(實(shí)驗(yàn)五) 2.能力提高練習(xí) 過(guò)氧化氯酶廣泛存在于動(dòng)、植物組織中，它能加快H2O2的分解。已知Fe3+也能催化H2O2分解?，F(xiàn)有新鮮土豆、銹鐵釘、3% H2O2溶液、剪刀、以及試管苦干。請(qǐng)用這些實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證: ①土豆中含過(guò)氧化氫酶； ②酶的催化具有高效性。 實(shí)驗(yàn)步驟: 第一步：取三支干凈的試管，編號(hào)為A、B、C，各加入10ml。3%H2O2溶液。 第二步： 。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。 現(xiàn)象分析： 。 參考答案： 1.(略) 2．第二步：在A試管中加入少許新鮮土豆塊，在B試管中加入銹鐵釘，C試管中不加任何物質(zhì)(作為空白對(duì)照)。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A試管中產(chǎn)生大量氣泡，B試管中產(chǎn) 生少量氣泡，C試管中無(wú)反應(yīng)。 現(xiàn)象分析：比較A、B、C三支試管中有無(wú)反應(yīng)，可說(shuō) 明土豆中含有能催化H2O2分解的物質(zhì)，即含過(guò)氧化氫酶。比較A、B試管中的反應(yīng)速度，可說(shuō)明酶的催化效率高于無(wú)機(jī)催化劑，具有催化的高效性。