第5章 第1节 第2课时 酶的特性（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册（人教版 单选）

第5章　细胞的能量供应和利用 第1节　降低化学反应活化能的酶 第2课时　酶的特性 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 目 录 课前新知导学 01 02 CONTENTS 04 课堂互动探究 知能达标训练 03 随堂巩固演练 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 课前新知导学 01 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 √ × √ √ 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 课堂互动探究 02 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 生物学•必修1　分子与细胞(配RJ版) 1 返回目录 第5章　细胞的能量供应和利用 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根据上图，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．下表是探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”的实验流程。 序号 项目 试管 1 2 1 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 注入蔗糖溶液 － 2 mL 3 注入新鲜淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 4 60 ℃保温 5 min 5 min 5 滴加斐林试剂 2 mL，振荡 2 mL，振荡 6 沸水浴加热 1 min 1 min 7 观察实验结果 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 提示：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。 (1)本实验能否选用碘液检测？ 提示：本实验不能选用碘液，因为蔗糖及其水解产物遇碘液都不会发生显色反应，无法检测蔗糖是否被水解。 (2)实验中如果2号试管也产生了砖红色沉淀，可能的原因有哪些？应如何处理？ (3)本实验的结论是什么？ 1．验证酶高效性的实验设计思路 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(实验组：底物＋生物催化剂酶\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物分解速率或产物生成的速率,对照组：底物＋无机催化剂\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物分解速率或产物生成的速率)) 2．酶的专一性 (1)酶专一性的物理模型 ①A表示酶，B表示被催化的反应物。 ②酶和被催化的反应物分子都具有特定的结构。 ③反应前后酶的结构、数量和性质不变。 (2)验证酶专一性的实验设计思路 ①eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(实验组：底物＋相应酶液\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物被分解,对照组：另一底物＋相同酶液\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物没被分解)) ②eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(实验组：底物＋相应酶液\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物被分解,对照组：相同底物＋另一酶液\o(――→,\s\up17(检测),\s\do15(　))底物没被分解)) 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．该实验的自变量是催化剂的种类 B．可用产生气泡的速率作为检测指标 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　题述实验中的自变量为催化剂的种类，A正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以将产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来证明酶的高效性，C正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用于过氧化氢酶的性质的探究实验，故能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。 答案　D 2．如表为某同学设计的实验，该实验结果可以证明酶(　　) 步骤 1号试管 2号试管 1 加淀粉溶液3 mL 加淀粉溶液3 mL 2 加淀粉酶溶液1 mL 加脂肪酶溶液1 mL 3 加碘液3滴 加碘液3滴 现象 不变蓝色 变蓝色 A．具有高效性　　　 B．具有专一性 C．本质为蛋白质 D．本质为RNA 解析　根据分析，淀粉酶可以分解淀粉，脂肪酶不能分解淀粉，可以证明酶的专一性，故选B。 答案　B 探究点二　探究影响酶活性的条件 1．探究温度对酶活性的影响 试管步骤 1 1′ 2 2′ 3 3′ 3%的可溶性 淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL － 2%的淀粉 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 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不同温度。 (4)该实验的结论是什么？ 提示：温度偏高或者偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低，因此酶的作用需要适宜的温度。 (1)同一温度下的淀粉和淀粉酶为什么要预热到同一温度再混合？ (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？ 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 1 mL 1 mL 1 mL 蒸馏水 1 mL － － 0.01 mol/L的氢氧化钠溶液 － 1 mL － 0.01 mol/L的盐酸溶液 － － 1 mL 3%的过氧化氢溶液 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 提示：不能。因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。 (4)该实验的结论是什么？ 提示：酶的作用需要适宜的pH。 (1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？ (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？ 1．探究温度、pH对酶活性的影响的实验设计思路 2．有关探究影响酶活性条件的三点提醒 (1)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，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)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前就让反应物与酶接触。 (3)在探究温度对酶活性的影响时，“宜”保证酶的最适pH(排除pH干扰)，且将酶和底物分别保温(实验要求的温度)后，再混合继续保温，“不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。 3．下列有关酶的实验设计思路正确的是(　　) A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 B．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 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　利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性时，碘液不能检测蔗糖是否被水解，故不可采用碘液检测，应该选用斐林试剂检测还原糖的产生，A错误；过氧化氢的分解受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，B错误；新鲜的猪肝研磨液含有过氧化氢酶，可催化过氧化氢的分解，氯化铁溶液作为无机催化剂也能催化过氧化氢的分解，而过氧化氢酶具有高效性，因此，可以利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液探究酶的高效性，C正确；胃蛋白酶的最适pH是1.5，因此，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，D错误。 答案　C 4．(2025·长沙期末)某兴趣小组进行了探究pH对过氧化氢酶的影响的实验，实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) pH 5.0 6.0 7.0 8.0 收集到气体体积/mL 0.5 min 6.5 7.6 8.3 8.0 1 min 9.5 11.3 12.3 11.6 A.先将过氧化氢溶液与过氧化氢酶溶液混合，然后调节pH B．每一个实验组中酶的含量要相等 C．与pH＝6.0相比，pH＝8.0时过氧化氢酶的活性较高 D．新鲜的动物肝脏中含有较多的过氧化氢酶 解析　酶具有高效性，应该先将过氧化氢酶溶液调节到预设的pH后，再将酶液和过氧化氢溶液混合，A错误；根据无关变量要一致原则，每一个实验组中酶的含量要相等，B正确；由题表可知，相同时间内pH＝8.0时收集到的气体体积比pH＝6.0时的气体体积大，故pH＝8.0时过氧化氢酶的活性比pH＝6.0时高，C正确；新鲜的动物肝脏中含有较多的过氧化氢酶，D正确。 答案　A 探究点三　影响酶促反应速率的曲线分析 请分析下图各模型并回答下列问题： (1)图1：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快，但当反应物达到一定浓度后，酶促反应速率不再增加，此时该反应的限制因素是什么？ (2)图2：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈______。底物浓度和酶浓度是通过影响____________来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 (3)图3：温度和pH是通过影响________来影响酶促反应速率的；反应溶液pH的变化___________(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度；反应物温度的变化也______(填“改变”或“不改变”)酶作用的最适pH。 提示：酶活性　不影响　不改变 (4)图4、5、6表示同一个酶促反应的不同反应时间下的观测指标。 ①随着反应的进行，反应物因被消耗而____________，生成物因积累而____。 ②请分析该酶促反应速率的变化过程，并解释变化的原因。 提示：①减少　增多　②t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率较快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗完，生成物也不再增加，此时反应速率为0。 5．某些环境因素影响酶的活性，从而影响化学反应的进行。用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．图1中30 ℃条件下酶的活性最高，则该酶最适温度为30 ℃ B．图2中pH＝7时，底物剩余量最少，则pH＝7时该酶活性最低 C．图3实验结果可知Cl－促进了该酶活性、Cu2＋抑制了该酶活性 D．图4实验结果可知该酶能催化蔗糖水解，不能催化麦芽糖水解 解析　图1中30 ℃条件下比20 ℃和40 ℃条件下酶的活性更高，但温度梯度较大，不能说明30 ℃是该酶最适温度，A错误；图2中pH＝7时，底物剩余量最少，则pH＝7时该酶活性最大，是该酶的最适pH，B错误；图3实验结果可知Cl－加快了酶促反应速率，促进了该酶活性，Cu2＋减慢了酶促反应速率，抑制了该酶活性，C正确；图4实验结果表明，麦芽糖剩余量持续下降，蔗糖剩余量不变，说明该酶能催化麦芽糖水解，不能催化蔗糖水解，D错误。 答案　C 6．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题： (1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。 (2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会______。 (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量__________，原因是_______________________ ___________________________________________________________________。 解析　(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终失活。20 ℃与40 ℃条件下相比，40 ℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40 ℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的，因此A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于温度过高导致t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，在其他条件保持不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。 答案　(1)B　(2)加快　(3)不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．下列有关酶的实验的叙述正确的是(　　) A．探究温度和pH对酶活性的影响时，分别选用淀粉和H2O2作为底物 B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用时，可用碘液检测实验结果 C．用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或者氧气释放量可达到目的 D．探究淀粉酶的最适温度的实验顺序：淀粉＋淀粉酶→置于相应水浴温度下保温5 min→滴斐林试剂加热→观察溶液颜色变化 解析　探究温度对酶活性的影响时可以用淀粉，探究pH对酶活性的影响时可以用H2O2，A正确；探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用时，不能用碘液检测实验结果，因为碘液对蔗糖或蔗糖水解的产物都没有颜色反应，B错误；用H2O2作底物验证酶的高效性时，通过测定气泡或氧气释放的速率可达到目的，由于底物量一定，最终实验组和对照组气泡或氧气释放量应该相同，C错误；探究淀粉酶的最适温度的实验应先将淀粉、淀粉酶分别置于相应温度下保温，然后再混合继续保温，且本实验不宜选用斐林试剂鉴定，D错误。 答案　A 2．酶是生物催化剂，其作用原理是降低化学反应所需的活化能。如图表示某类酶作用的模型，该模型说明(　　) A．一种酶可以催化多种化学反应 B．反应前后酶的数量及结构不改变 C．A的基本组成单位一定是核糖核苷酸 D．酶促反应速率不受环境因素的影响 解析　每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，体现酶的专一性，A错误；反应前后酶的数量和结构并不发生变化，B正确；酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，所以酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸，C错误；酶的活性受温度、pH等环境因素的影响，D错误。 答案　B 3．某研究性学习小组按下表进行了实验操作，发现试管2比试管1产生了明显多的气泡。该实验说明了(　　) 操作顺序 具体操作 试管 1 2 ① 加入体积分数为3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL ② 滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液 2滴 — 滴加质量分数为20%的肝脏研磨液(含过氧化氢酶) — 2滴 A.酶具有专一性　　　 B．酶具有高效性 C．酶具有多样性 D．酶是蛋白质 解析　根据表中信息可以看出，该实验的自变量是催化剂的种类(酶和无机催化剂)，因变量是过氧化氢分解速率的快慢；根据题干中“试管2比试管1产生了明显多的气泡”可推知，过氧化氢酶的催化效率比无机催化剂FeCl3要高，因此该实验说明了酶具有高效性，故选B。 答案　B 4．丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如下图。下列说法正确的是(　　) A．实验过程中应将酶和底物混合后在相应温度下保温 B．应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液 C．丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行 D．可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度 解析　实验应该将酶和底物先分别放在相应的温度条件下一段时间，再将相应温度下的酶和底物混合，因为酶具有高效性，若先将酶和底物混合(反应已经进行)，再放于相应温度下保温，得不到相应的实验效果，A错误；因为该多酚氧化酶(PPO)的最适pH为5.5，pH是无关变量，在实验时，应该保持酶在最适pH下反应，因此该实验应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液，B正确；酶在高温下会失活，要保证多酚氧化酶(PPO)的结构不受破坏，需要在低温下保存，C错误；35 ℃时多酚氧化酶(PPO)活性为各组中的最高，为了更精确测定PPO的最适温度，应在30～40 ℃之间设置温度梯度，D错误。 答案　B 5．已知α­淀粉酶的最适温度为60 ℃，某同学为了探究pH对α­淀粉酶活性的影响，在35 ℃和45 ℃两个温度条件下分别设置了7支试管，设置pH分别为1、3、5、7、9、11、13，该反应进行3 min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中的淀粉的剩余量，得到如图所示的曲线。回答下列问题： (1)与无机催化剂相比，酶________的作用更显著，催化效率更高。能水解α­淀粉酶的是________酶。 (2)实验过程中，反应3 min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，其目的是________________________________________________________________。 (3)根据实验结果分析，45 ℃条件下进行的实验对应上图中的________(填“实线”或“虚线”)，α­淀粉酶能发挥催化作用的pH范围为________。 (4)高温处理也会使α­淀粉酶变性失活，其原因是 ________________________________________________________________。 解析　(1)与无机催化剂相比，酶具有高效性，降低化学反应所需活化能的作用更显著，催化效率更高，α­淀粉酶的化学本质是蛋白质，所以蛋白酶可以使其水解。(2)实验过程中，反应3 min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，强碱可以使酶的空间结构发生改变，其目的是使酶失去活性，控制反应时间。(3)由于α­淀粉酶的最适宜温度是60 ℃，35 ℃、45 ℃都低于最适宜温度，45 ℃更接近最适宜温度，酶的活性更高，因此实线是45 ℃条件下测得的结果，虚线是35 ℃条件下测得的结果。由曲线可知，pH<1或pH>13淀粉不发生水解，即酶完全失去活性，所以α­淀粉酶能发挥催化作用的pH范围为1～13。(4)高温会使α­淀粉酶(或蛋白质分子)的空间结构发生改变，从而使α­淀粉酶变性失活。 答案　(1)降低化学反应所需活化能 蛋白　(2)使酶失去活性，控制反应时间　(3)实线 1～13　(4)高温使α­淀粉酶(或蛋白质分子)的空间结构发生改变 $