第5章 第1节 第2课时 酶的特性和影响酶活性的因素-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2课时　酶的特性和影响酶活性的因素 课标内容要求 核心素养对接 1.说明酶的高效性、专一性和作用条件较温和 2．通过相关的实验和探究，培养科学探究能力 科学思维：构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的模型 科学探究：合理设计探究温度、pH对酶活性影响的实验步骤，探究影响酶活性的规律 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [基础梳理] 一、酶的特性 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。 3．酶的作用条件较温和 (1)酶活性：酶催化某一化学反应的能力，一般用酶促反应速率表示。 (2)酶所催化的化学反应一般是在　比较温和　的条件下进行的。 (3)温度和pH对酶活性的影响机理 →　空间结构　破坏 → 　失活　 低温→ 酶的活性　降低　 →空间结构稳定 二、细胞代谢有序进行的原因 1．原因：细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与　酶　在细胞中的分布有关。 2．实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在　细胞质基质和线粒体　内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。 [基础诊断] (1)高温、低温都能使酶活性降低，二者的作用实质不同( √ ) (2)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这体现了酶的专一性( √ ) (3)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有专一性(×) (4)pH过高和过低均能破坏酶的结构使其失去活性( √ ) (5)酶适合在最适温度下保存( × ) (6)不同的酶最适温度、最适pH一定不同( × ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 酶的高效性和专一性 1．酶的高效性 (1)曲线表示 (2)实验验证 ①实验组：底物＋生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物形成的速率)。 ②对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速率(或产物形成的速率)。 2．酶的专一性 (1)物理模型 ①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。 ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 (2)曲线模型 ①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。 ②而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。 (3)实验验证 ① ② ③实例：实验验证淀粉酶具有专一性。 a．实验组：淀粉＋淀粉酶→麦芽糖 b．对照组：蔗糖＋淀粉酶→不分解，仍为蔗糖。 c．现象：两组中都加入斐林试剂，并水浴加热，只有①组中出现砖红色沉淀。 ◆[互动探究] 1．酶和无机催化剂相比，有什么共同点和不同点？ 提示：酶和无机催化剂都只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 2．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。 ◆[对点训练] 1．为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示： 步骤 基本过程 试管A 试管B 1 加入2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 — 3 加入二氧化锰 — 少许 4 检测 据此分析，下列叙述错误的是(　　) A．实验的可变因素是催化剂的种类 B．可用产生气泡的速率作检测指标 C．该实验能说明酶的作用具有高效性 D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 解析：D　[比较试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的种类，A正确；本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度，也可以是产生气泡的速率，B正确；马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，二氧化锰属于无机催化剂，通过比较二者催化过氧化氢分解的情况，可以证明酶具有高效性，C正确；鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶，所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。] 2．纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法，需用NaOH 7 g/L～9 g/L，在70～80 ℃条件下作用12 h，褪浆率仅为50%～60%；加酶法，用少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需5 min，褪浆率达100%，这一事实说明(　　) A．酶具有多样性　　　　 B．酶具有高效性 C．酶具有专一性 D．酶具有溶解性 解析：B　[由题意可知，少量淀粉酶比NaOH褪浆所用时间短得多，褪浆率高得多，说明酶具有高效性。] 验证专一性实验中检测试剂的选择 若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 影响酶活性的因素 1．探究温度对酶活性的影响 步骤 试管 1 1′ 2 2′ 3 3′ 淀粉溶液 2 mL — 2 mL — 2 mL — 淀粉酶溶液 — 1 mL — 1 mL — 1 mL 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 2.探究pH对酶活性的影响 步骤 试管 1 2 3 20%肝脏研磨液 1 mL 1 mL 1 mL 蒸馏水 1 mL — — 5%氢氧化钠溶液 — 1 mL — 5%盐酸溶液 — — 1 mL 3%过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 振荡试管 结果 有大量气 泡产生 无明显 气泡 无明显 气泡 3.温度和pH共同作用对酶活性的影响 (1)pH的变化不影响酶作用的最适温度。 (2)温度的变化不影响酶作用的最适pH。 ◆[互动探究] 1．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。 2．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生成砖红色沉淀，而该实验需严格控制不同温度。 3．在探究pH对酶活性的影响实验中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。 ◆[对点训练] 1．据表分析，下列说法错误的是(　　) 组别 ① ② ③ 3%淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2%α­淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 反应温度 0 ℃ 60 ℃ 100 ℃ 碘液 2滴 2滴 2滴 A.本实验探究的是温度对淀粉酶活性的影响 B．α­淀粉酶的浓度是本实验中的无关变量 C．淀粉溶液和酶溶液需分别保温后再混合 D．①③组结果均出现蓝色，说明酶彻底失活 解析：D　[分析表格数据，实验的自变量是温度，所以本实验探究的是温度对淀粉酶活性的影响；α­淀粉酶的浓度是本实验中的无关变量；淀粉溶液和酶溶液需分别保温后再混合，控制无关变量都保持一致；①③组结果均出现蓝色，说明在反应时间内淀粉没有完全水解，但0 ℃的低温不会使酶失活。] 2．甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。据图判断下列叙述中不正确的是(　　) A．图甲表明当反应物浓度超过某一浓度时，反应速率受酶浓度的制约将不再上升 B．图乙中a点以后，随温度升高酶的活性下降 C．图丙可以表示胃蛋白酶催化反应的速率曲线 D．三图说明反应物浓度、温度、pH对反应速率均有影响 解析：C　[胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.2，显然丙图曲线不能表示胃蛋白酶催化反应的速率变化。] 探究酶活性实验中的两个注意 (1)要注意实验顺序：要先保温后与底物混合；先调节酶溶液的pH，后与底物混合。检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (2)要注意选材：①探究温度对淀粉酶活性影响时，要选碘液做检验试剂，不能用斐林试剂；②在探究pH对酶活性影响时，不要用淀粉和淀粉酶，淀粉在酸性条件下可分解；③探究温度对酶活性影响时，不要选择H2O2和H2O2酶，H2O2加热易分解。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．能够促使脂肪酶水解的酶是(　　) A．脂肪酶　　　　　　 B．淀粉酶 C．蛋白酶 D．DNA酶 解析：C　[脂肪酶的化学本质是蛋白质，因此能够促使脂肪酶水解的酶是蛋白酶。] 2．下列有关探究“影响酶活性的条件”实验的叙述，正确的是(　　) A．若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧化氢分解速率是无关变量 B．若探究温度对酶活性的影响，可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应 C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，应将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调温度 D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测 解析：D　[若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧化氢分解速率是因变量；若探究温度对酶活性的影响，不可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响；若探究温度对淀粉酶活性的影响，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液在各自所需的温度下保温一段时间再混合；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。] 3．如图表示酶的催化反应过程，下列有关叙述错误的是(　　 ) A．此图可反映酶的专一性 B．图中D可表示酶 C．图中B可表示被催化的底物 D．图中E、F可表示B分解后的产物 解析：B　[图示表明一种酶只能水解一种物质，说明酶具有专一性；图中A在化学反应前后不发生改变，代表酶；A将B分解为E和F，故图中B可表示被催化的底物，E和F代表产物。] 4．如图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关叙述正确的是(　　) A．若在a点提高反应温度，反应速率会加快 B．若在b点增加酶的浓度，反应速率不会加快 C．若在c点增加反应物浓度，反应速率将加快 D．反应物浓度是限制曲线ab段反应速率的主要因素 解析：D　[由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢；b点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在b点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化；从曲线图可知，a点后b点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度。] 5．下面三个图中的曲线是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答下列有关问题： (1)图1、2、3所代表的实验中，实验自变量依次为　________　、　________　、　________　。 (2)根据图1可以得出的实验结论是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图2曲线bc段产生的最可能原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据你的理解，图3曲线纵坐标最可能代表 ________________________________________________________________________。 解析：本题考查了与酶相关的曲线分析。(1)图1中两条曲线中一组加入过氧化氢酶，另一组加入Fe3＋，所以自变量为催化剂的种类，图2、3中只有一条曲线，则横坐标即为自变量。(2)图1中两条曲线对比，加过氧化氢酶的反应速率快，而并未改变平衡点，说明酶具有高效性。(3)图2中bc段反应速率不再变化，而H2O2是过量的，因此酶数量(浓度)是限制因素。(4)图3中横坐标为温度，而曲线表示的含义与酶活性的曲线刚好相反，所以应表示反应物剩余量的多少。 答案：(1)催化剂种类　H2O2浓度　温度　(2)酶的催化作用具有高效性　(3)反应受过氧化氢酶数量(浓度)的限制　(4)溶液中H2O2的剩余量 学科网（北京）股份有限公司 $$