2019-2020年高中生物必修1實驗四比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率.doc

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2019-2020年高中生物必修1實驗四比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率 Ⅰ 實驗程序 酶：是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。酶的作用具有高效性。 一、實驗原理 新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶，F(xiàn)e3+是一種無機催化劑。它們都可以催化H2O2分解成H2O + O2。 分別用一定數(shù)量的過氧化氫酶和Fe3+催化過氧化氫分解成水和氧，可以比較兩者的催化效率。 經(jīng)計算，用質(zhì)量分數(shù)為3.5%FeCl3溶液和質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液做實驗,每滴FeCl3溶液中的Fe3+,大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。 說明酶的高效性。 二、目的要求 1.初步學會探索酶的催化效率的方法。2.探索過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低。 三、重點與難點 1.重點：初步學會探索酶的催化效率的方法。探索過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低。 2.難點：學習掌握探索實驗的方法，培養(yǎng)學生獨立實驗的能力和創(chuàng)新思維能力。 三、材料用具 新鮮的質(zhì)量分數(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。 體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液。 四、實驗步驟（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.對比催化效率。 說明: ①本實驗通過觀察哪一個試管先有較大、較多氣泡逸出。判斷催化效率高低，不是收集整個過程的總氣量，因為Fe3+的后期也會大量冒泡。 ②過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，用雙層紗布過濾成濾液，即可使用。 Ⅱ　注意事項 (1)合理設計對照實驗。催化劑可以加快反應速度，而本身的質(zhì)和量不發(fā)生變化，而反應速度可以通過測定反應物的消耗速度或者生成物的產(chǎn)生速度來測定。 要比較酶和無機催化劑的效率，選擇的反應應具備以下特點： ①反應可由兩種催化劑(一種是酶，一種是無機催化劑)催化； ②生成物易于鑒別； ③反應物廉價，反應過程簡單、安全等。 過氧化氫分解反應可由過氧化氫酶和Fe3+催化；生成物為水和氧氣，氧氣比較容易測定。具備以上特點，所以選擇該反應進行實驗。 (2)嚴格控制實驗變量。 ①因為本實驗是酶和無機催化劑的比較實驗，所以等量、同時等對照原則一定要嚴格遵守。只有這樣才能使控制變量不影響實驗結果。 ②為保證實驗結果準確無誤，酶的數(shù)量和質(zhì)量至關重要，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，與一般的無機催化劑相比，反應速度提高107～13倍。這說明了酶具有( ) A.專一性 B.多樣性 C.高效性 D.多變性 2.為了認識酶作用特性，以20%過氧化氧溶液為反應底物的一組實驗結果如下表所示。通過分析實驗結果，能夠得出相應的結論。在下列有關結論的描述中，從表中得不到實驗依據(jù)的一項是( ) 方法 觀察結果 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，酶有專一性 D.從催化反應效率看，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.在編號為1-4的4支試管內(nèi)備注入10mL3%過氧化氫溶液，1號試管作為對照，在2號試管內(nèi)迅速般入新鮮豬肝1～2小塊，3號試管內(nèi)放入一枚銹鐵針，4號試管內(nèi)放人煮熟豬肝1～2小塊。根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題: (1)立即出現(xiàn)大量氣泡的試管為 號,這種氣泡是什么氣體 。產(chǎn)生大量氣泡的原因是 。 (2)4號試管內(nèi)有什么變化? 。理由是 。 (3)2號和3號試管內(nèi)都能產(chǎn)生氣體，就產(chǎn)生氣體的速度和數(shù)量不同說明原因 。 5.當皮膚上出現(xiàn)小傷口，用雙氧水消毒時，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的等量過氧化氫溶液的試管中，保持30℃溫度， 結果每一個試管都產(chǎn)生氣體。重復上述實驗，只是提 取液的添加量減半。兩次實驗過氧化氫含量變化曲線 如圖所示，請問: (1)蘿卜提取液中含有的物質(zhì)是 。 (2)為什么曲線A和B中，過氧化氫的含量的最低點位于 同—直線上 。 (3)A是第 次實驗結果。理由是 。 (4)如果把提取液進行加熱處理溫度足夠高，處理后進 行第三次實驗，結果是 。這說明 。 參考答案： 1.C 2.C 3.C 4.(1)2 氧氣 新鮮豬肝內(nèi)的過氧化氧酶迅速催化過氧化氫，將其分解，產(chǎn)生大量氧氣。 (2)沒有 煮熟豬肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶被破壞，失去活性。(3)酶(或過氧化氫酶)的作用具有高效性。 5.有氣泡產(chǎn)生 因為人體細胞中的過氧化氫酶能將過氧化氫分解成水和氧氣。 6.(1)過氧化氫酶 (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時催化效率最高，因而分解的過氧化氫均最多。 (3)二 在相同的時間內(nèi)，由于過氧化氫酶的量減少，過氧化氫被分解的量也相應減少。 (4)不能反應 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.實驗報告冊(實驗五) 2.能力提高練習 過氧化氯酶廣泛存在于動、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。請用這些實驗材料和用具，設計一組實驗來驗證: ①土豆中含過氧化氫酶； ②酶的催化具有高效性。 實驗步驟: 第一步：取三支干凈的試管，編號為A、B、C，各加入10ml。3%H2O2溶液。 第二步： 。 實驗現(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)(作為空白對照)。 實驗現(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試管中無反應。 現(xiàn)象分析：比較A、B、C三支試管中有無反應，可說 明土豆中含有能催化H2O2分解的物質(zhì)，即含過氧化氫酶。比較A、B試管中的反應速度，可說明酶的催化效率高于無機催化劑，具有催化的高效性。