第1节 第2课时 酶的特性 (教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版 新题型）

第2课时　酶的特性 [课标内容]　1.阐明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。2.通过探究“影响酶活性的条件”,培养科学探究能力。 一、酶具有高效性和专一性 　 1.酶具有高效性 (1)含义:酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。 (2)意义:使细胞代谢快速进行。 2.酶具有专一性 (1)含义:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (2)意义:使细胞代谢能够有条不紊地进行。 (1)二肽酶能催化多种二肽水解,不能说明酶具有专一性。(×) (2)催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶。(√) 探究1　验证酶的高效性。 在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中(如图),试管甲产生的气泡比试管乙多,说明与无机催化剂相比,酶的催化作用具有高效性。 探究2　验证酶的专一性。 (1)实验验证:淀粉和蔗糖不是还原糖,但淀粉水解后会生成麦芽糖,蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖,它们都是还原糖。表格为比较新鲜唾液(唾液淀粉酶)对淀粉和蔗糖的催化作用实验,请分析回答下列问题: 试管编号 1 2 可溶性淀粉溶液 2 mL - 蔗糖溶液 - 2 mL 新鲜的唾液 1 mL 1 mL 37 ℃保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 水浴加热 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 ①1号试管有砖红色沉淀生成,2号试管不出现砖红色沉淀,说明什么? 提示　1号试管中淀粉被水解,2号试管中蔗糖没有被水解。 ②上述实验说明了什么? 提示　淀粉酶只催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶的催化作用具有专一性。 ③上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂? 提示　不能。因为碘液只能检测淀粉是否被水解,蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。 ④肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸,是否说明肽酶没有专一性? 提示　不是。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应,肽酶催化的是一类反应,也说明其具有专一性。 (2)原理分析:如图可以理解酶的专一性和作用原理,据图分析各字母代表什么意义? 提示　题图中A表示酶、B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。 　　1.验证酶的高效性 (1)设计思路。 验证酶高效性的方法是“对比法”,即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。 (2)设计方案。 项目 实验组 对照组 材料 等量的同一种底物 试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂 现象 反应速率很快;或反应用时短 反应速率缓慢;或反应用时长 结论 酶具有高效性 　　2.验证酶的专一性 (1)设计思路。 验证酶专一性的方法也是“对比法”,常见的有两种方案:底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 (2)设计方案。 项目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 底物相同(等量) 与酶相对应的底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量) 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 1.在三支试管中均加入等量的体积分数为5%的过氧化氢溶液,再分别加入适量的质量分数为3.5%的FeCl3溶液、鲜鸡肝研磨液、蒸馏水,一段时间内测得底物含量变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) ①曲线b表示FeCl3的催化作用,a与b的对照反映了无机催化剂的专一性　②曲线c表示鲜鸡肝研磨液中过氧化氢酶的催化作用,a与c对照反映了酶的催化作用　③曲线c与b的对照可以说明酶的作用效果比无机催化剂好　④曲线a不下降的原因可能是温度过高 A.①② B.②③　 C.①②④ D.②③④ 解析　分析题图可知,曲线a为加入蒸馏水时底物含量的变化,曲线b表示FeCl3的催化作用,两者对照不能反映无机催化剂的专一性;曲线c表示鲜鸡肝研磨液中过氧化氢酶的催化作用,过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解,a与c对照反映了酶的催化作用;曲线c与b的对照可以说明与无机催化剂相比,酶具有高效性;本实验中温度为无关变量,应相同且适宜,因此曲线a不下降的原因不是温度过高。 答案　B 2.如图为蔗糖酶作用机理示意图,下列叙述正确的是(　　) A.该图可说明蔗糖酶具有高效性 B.该图可说明蔗糖酶是蛋白质 C.蔗糖酶在催化蔗糖水解的过程中,形状没有发生改变 D.蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—反应物复合物 解析　题图中只能体现出蔗糖酶具有专一性,没有体现其具有高效性,A项错误;据题图无法判断蔗糖酶的化学本质,B项错误;蔗糖酶在催化蔗糖水解的过程中,形状发生了改变,C项错误;蔗糖酶需要与反应物结合形成酶—反应物复合物,才能起催化作用,D项正确。 答案　D 二、酶的作用条件较温和 　 1.酶活性 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性,可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 2.酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法,分别得到了酶活性受温度和pH影响的示意图。 (1)酶活性受温度影响示意图。 甲 在一定条件下,酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。在一定温度范围内,酶促反应速率随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速率不仅不再加快,反而随着温度的升高而下降。 (2)酶活性受pH影响示意图。 乙 在一定条件下,酶活性最大时的pH称为该酶的最适pH。pH偏高或偏低,酶促反应速率都会下降。 (3)过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,在0 ℃左右时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高,因此,酶制剂适宜在低温下保存。 (1)酶促反应速率既可以用反应物的消耗速率表示,也可以用产物的生成速率表示。(√) (2)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉,原因是酸能促进淀粉水解。(√) (3)探究影响酶活性的条件实验中,至少要设置三组实验。(√) (4)市售α⁃淀粉酶的最适温度在50~75 ℃,而来自人体的唾液淀粉酶的最适温度在37 ℃左右。(√) (5)低温、高温、过酸、过碱条件下酶的活性都很低,且酶的空间结构都发生了不可逆的改变。(×) 探究1　探究温度对酶活性的影响。 步骤 试管编号 1 1' 2 2' 3 3' 加入3%的可溶性淀粉溶液/mL 2 — 2 — 2 — 加入2%的淀粉酶溶液/mL — 1 — 1 — 1 不同温度下处理5 min 100 ℃ (或0 ℃) 60 ℃ 0 ℃ (或100 ℃) 将同一温度下的两种物质混合后保温5 min 滴加碘液 1滴 1滴 1滴 结果(现象) 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 酶的催化作用需在适宜的温度下进行,温度过高或过低都会影响酶的活性 (1)淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合? 提示　保证反应一开始就达到预设温度,不会因为混合而改变温度。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响? 提示　不能。探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度,而过氧化氢在高温时会分解,影响对实验结果的分析。 (3)在探究温度对淀粉酶活性的影响的实验中能否用斐林试剂来检测? 提示　不能。因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制温度。 探究2　探究pH对酶活性的影响。 步骤 试管编号 1 2 3 20%的肝脏研磨液/mL 1 1 1 蒸馏水/mL 1 — — 0.01 mol/L的氢氧化钠溶液/mL — 1 — 0.01 mol/L的盐酸溶液/mL — — 1 3%的过氧化氢溶液/mL 2 2 2 振荡试管 结果 有大量气泡产生 无明显气泡 无明显 气泡 (1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系? 提示　酶发挥催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会使酶活性降低。 (2)该实验中,能否在加入肝脏研磨液后,直接加入3%的过氧化氢溶液,然后再调节pH? 提示　不能。因为酶的作用具有高效性,在调节pH之前,试管中已经发生了剧烈反应,会影响实验结果。 (3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料?为什么? 提示　不能。因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。 探究酶的最适温度和最适pH 1.设计思路。 组别编号 1 2 … n 实验材料 等量的同种底物 温度(pH) T1(a1) T2(a2) … Tn(an) 衡量指标 相同时间内,各组酶促反应中生成物量的多少,或底物剩余量的多少 实验结论 生成物量最多的一组,或底物剩余量最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH) 　　2.实验操作。 (1)探究酶的最适温度。 (2)探究酶的最适pH。 O2的产生速率 1.下列有关酶特性的实验设计,正确的是(　　) A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B.利用淀粉、淀粉酶和碘液探究pH对酶活性的影响 C.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性 D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 解析　利用过氧化氢和过氧化氢酶不能探究温度对酶活性的影响,因为过氧化氢的分解本身就受到温度的影响,A项错误;不能利用淀粉、淀粉酶和碘液探究pH对酶活性的影响,因为淀粉在酸性条件下会分解,导致无法准确分析pH对酶活性的影响,B项错误;可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性,C项正确;胃蛋白酶的适宜pH为酸性环境(pH为1.5),故不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响,应增加pH为1.5及pH小于1.5的组别,D项错误。 答案　C 2.如图表示在某pH范围内酶a和酶b所催化的反应速率的变化情况,下列有关说法正确的是(　　) A.将pH由4调至6,酶b的活性逐渐增强 B.在不同温度下,酶a的最适pH不同 C.酶b具有高效性,酶a不具有高效性 D.pH为5时,两种酶催化的反应速率相等 解析　酶b的最适pH为6,pH为4时,酶失去活性;在不同温度下,酶a的最适pH相同;酶都具有高效性;据题图可知,pH为5时,两种酶催化的反应速率相等。 答案　D 　 1.下列关于酶的叙述,正确的是(　　) A.酶提供了反应过程所必需的化学能 B.酶既能作为催化剂,也可以是其他酶促反应的底物 C.酶具有催化活性并且都能与双缩脲试剂反应呈现紫色 D.酶在催化化学反应前后本身的性质会发生改变 解析　酶是通过降低化学反应的活化能而对相应的化学反应起催化作用,A项错误;酶可以对相应的化学反应起催化作用,当酶被水解时,是反应的底物,B项正确;酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,只有蛋白质能与双缩脲试剂反应呈现紫色,C项错误;酶作为有机催化剂,与无机催化剂一样,反应前后其本身的性质不变,D项错误。 答案　B 2.如图为酶作用的模式图,根据图中所示,下列叙述错误的是(　　) A.若甲为肽酶,乙是二肽,则丙、丁为氨基酸 B.此反应为分解反应 C.此反应中甲、乙为反应物,丙、丁为产物 D.物质甲具有专一性 解析　据题图可知,乙在酶的作用下可产生一分子丙与一分子丁,因此甲可为肽酶,乙为二肽,丙、丁为氨基酸,A项正确;乙在酶的催化下生成丙和丁,因此该反应属于分解反应,B项正确;此反应中,物质甲为酶,酶具有专一性,乙为反应物,丙、丁为产物,C项错误、D项正确。 答案　C 3.细胞代谢是细胞生命活动的基础,细胞代谢能正常高效进行离不开酶。下列对酶及相关实验的叙述,错误的是(　　) A.酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物,其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 B.酶的活性受温度的影响,温度过高或过低都会使酶失活,温度不同,酶的活性也不同 C.利用淀粉溶液、淀粉酶溶液和碘液设计实验,可探究温度对酶活性的影响 D.利用过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液和酸、碱缓冲液设计实验探究pH对酶活性的影响 解析　绝大多数酶的化学本质是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,少数酶是RNA,其基本组成单位是核糖核苷酸,A项正确。温度过低,酶的活性会下降而不会失活;不同的温度条件下,酶的活性也可能相同,B项错误。探究温度对酶活性的影响,底物与酶应该是相配对的,淀粉作底物,淀粉酶作催化剂,实验结果可以用碘液检测,C项正确。酸、碱缓冲液可配置不同pH条件,可用于探究pH对过氧化氢酶分解过氧化氢速率的影响,进而探究pH对酶活性的影响,D项正确。 答案　B 4.为探究“影响酶活性的条件”,某同学设计了一个实验方案(如表所示),请据表回答下列问题: 试管 底物和试剂 实验条件 1 1 cm3瘦肉块+4 mL蒸馏水 37 ℃水浴;pH=1.5 2 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 37 ℃水浴;pH=8 3 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 ①　　　　;pH=1.5  4 1 cm3瘦肉块+4 mL胃蛋白酶 0 ℃水浴;pH=1.5 (1)实验方案中①应为　　　　。  (2)3、4号试管为一组对照实验,则实验中要探究的自变量是　　　　　,请为该组实验拟定一个课题名称:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)本实验的因变量可以通过观察　　　　　　　　　　　　来确定。  (4)在2、3号试管所研究的问题中,温度属于　　　变量。  (5)在2、3号试管所研究的问题中,　　　号为对照组。  解析　(1)根据实验设计的对照原则与单一变量原则,3号试管的实验条件是37 ℃水浴,分别与2、4号试管对照。(2)3、4号试管的单一变量是温度,所以该组实验的课题可为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。(3)本实验的因变量是胃蛋白酶的活性,可通过观察相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)来确定。(4)2、3号试管的单一变量是pH,温度相同,属于无关变量。(5)胃蛋白酶的最适pH为1.5,2号试管中pH为8,进行了实验处理,为实验组,而3号试管的pH为1.5,没有处理,属于对照组。 答案　(1)37 ℃水浴　(2)温度　探究温度对胃蛋白酶活性的影响　(3)相同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)　(4)无关　(5)3 学科网（北京）股份有限公司 $$