5.1降低化学反应活化能的酶(二) 导学案-2025-2026学年高一生物上学期人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦“降低化学反应活化能的酶（第2课时）”，通过数学模型分析酶的高效性，结合“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“影响酶活性的条件”两个探究实践，构建从模型认知到实验探究的学习支架，引导学生理解酶的特性及影响因素。 导学案以任务驱动，突出探究实践，实验设计包含变量控制、试剂选择分析及对照组讨论，培养科学思维（如建模画酶活性曲线图）和探究实践能力，助力学生掌握实验设计与分析方法，提升理性思考与解决实际问题的能力。

5.1降低化学反应活化能的酶（第2课时） 【任务一】通过酶催化作用具体实例说明酶的特性 1.分析酶具有高效性 (1)酶具有高效性模型分析:右图为不加催化剂、加无机催化剂、加酶的条件下时间与产物浓度关系的数学模型： ①a、b、c分别表示加酶、加无机催化剂、不加催化剂的关系曲线。 ②a、b对比说明酶具有高效性。 ③曲线a、c对比说明酶具有催化作用。 ④酶是否增加了产物的生成量？不能，酶只能缩短达到平衡的时间，不能改变平衡点 (2)概念：酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 (3)意义：保证了细胞代谢的快速进行；保证了细胞内能量供应的稳定。 2.探究•实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 (1)实验材料：可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、斐林试剂、水 (2)实验用具：试管、大烧杯、滴管、酒精灯等 (3)实验原理：淀粉和酶都是非还原糖，在特定的酶的催化作用下分解成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀； 该实验的自变量：底物的种类 该实验的因变量：底物是否被淀粉酶水解(是否出现砖红色沉淀) (4)实验过程： 实验步骤 1号试管 2号试管 一 2ml淀粉溶液 2ml蔗糖溶液 二 2mL淀粉酶 2mL淀粉酶 三 振荡→60℃热水保温5min 四 2ml斐林试剂振荡→水浴加热1min 现象 出现砖红色沉淀 无砖红色沉淀 结论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 (5)实验分析: ①上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？说明原因 蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色 ②已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要鉴定试剂？说明原因。 有必要，可排除淀粉酶的活性，浓度等无关变量的影响。 ③本实验的设计思路是同一种酶是否能催化不同底物水解?你还有其他设计思路吗? 探究同一种酶是否能催化不同底物水解 另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解。 3.酶具有专一性 (1)概念： 一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (2)意义:使细胞代谢有条不紊地进行。 4.探究•实践：影响酶活性的条件 通过探究实验，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组 (1)酶活性：酶催化特定化学反应的能力。 (2)酶活性的大小的表示：一定条件下酶所催化某一化学反应的速率。 (3)酶促反应：由酶催化的化学反应。 (4)酶促反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 探究一：探究温度对酶活性的影响 (1)材料选择： ①选择淀粉酶还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么? 淀粉酶，因为加热能促进过氧化氢分解，不同温度下过氧化氢分解速率不同。 ②鉴定试剂选用碘液,还是选用斐林试剂？ 碘液，看是否变蓝，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，而加热会改变实验温度，对实验结果造成影响。 (2)实验变量： 自变量:不同的温度条件，用冰块降温、水浴加热，用温度计随时测量 因变量:酶的活性或淀粉分解量的多少，用碘液检测是否出现蓝色或蓝色深浅表示 无关变量:淀粉和淀粉酶的浓度和用量、溶液的PH和反应时间，相同且适宜 (3)实验过程： 步骤 1号 1′号 2号 2′号 3号 3′号 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 0 ℃ 60 ℃ 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 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？ 确保混合后的酶促反应在预设温度下进行 探究二：探究PH对酶活性的影响 (1)材料选择： 选择淀粉酶还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么? 过氧化氢酶，因为淀粉在强酸或强碱的条件下会水解（P教材81） (2)实验变量： 自变量:不同的pH条件，可加入强酸或强碱 因变量:酶的活性或过氧化氢分解速率、气泡产生量，气泡产生量，卫生香复燃情况 无关变量:H2O2和H2O2酶的浓度和用量、反应温度和时间等，相同且适宜 (3)实验过程： 步骤 试管1 试管2 试管3 1 注入H2O2酶溶液 1ml 1ml 1ml 2 注入不同pH溶液 1ml盐酸 1ml蒸馏水 1mlNaOH溶液 3 注入等量H2O2溶液 2ml 2ml 2ml 4 气泡产生量卫生香复燃情况 几乎没有 大量气泡 几乎没有 不复燃 复燃 不复燃 该实验中，能否在加入H2O2酶溶液，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH? 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。 2.根据实验结果尝试画出酶活性与温度、酶活性与温度的关系曲线图 0 最适温度 温度 酶促反应速率 0 最适pH pH 酶促反应速率 ①在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 ②高温、强酸或强碱，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性。 ③低温抑制酶的活性，但酶的空间结构不变，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。 ④酶制剂适于在低温、适宜PH条件下保存。 【任务二】分析影响酶促反应的因素 影响酶促反应速率的因素有哪些？影响酶促反应的因素一定影响酶的活性吗？ 甲 乙 丙 丁 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1降低化学反应活化能的酶（第2课时） 【任务一】通过酶催化作用具体实例说明酶的特性 1.分析酶具有高效性 (1)酶具有高效性模型分析:右图为不加催化剂、加无机催化剂、加酶的条件下时间与产物浓度关系的数学模型： ①a、b、c分别表示 。 ②_______对比说明酶具有高效性。 ③曲线a、c对比说明酶具有 。 ④酶是否增加了产物的生成量？ (2)概念： 。 (3)意义： 。 2.探究•实践：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 (1)实验材料：可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、斐林试剂、水 (2)实验用具：试管、大烧杯、滴管、酒精灯等 (3)实验原理： ； 该实验的自变量： 该实验的因变量： (4)实验过程： 实验步骤 1号试管 2号试管 一 二 三 四 现象 结论 (5)实验分析: ①上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？说明原因 ②已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要鉴定试剂？说明原因。 ③本实验的设计思路是同一种酶是否能催化不同底物水解?你还有其他设计思路吗? 3.酶具有专一性 (1)概念： 。 (2)意义: 。 4.探究•实践：影响酶活性的条件 通过探究实验，尝试控制自变量、观察和检测因变量，设置对照组和重复组 酶活性及表示： (1)酶活性： 。 (2)酶活性的大小的表示： 。 (3)酶促反应： 。 (4)酶促反应速率： 。 探究一：探究温度对酶活性的影响 (1)材料选择： ①选择淀粉酶还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么? ②鉴定试剂选用碘液,还是选用斐林试剂？ (2)实验变量： 自变量: 因变量: 无关变量: (3)实验过程： 步骤 1号 1′号 2号 2′号 3号 3′号 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 0 ℃ 60 ℃ 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) 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？ 探究二：探究PH对酶活性的影响 (1)材料选择： 选择淀粉酶还是过氧化氢酶作为实验材料？为什么? (2)实验变量： 自变量: 因变量: 无关变量: (3)实验过程： 步骤 试管1 试管2 试管3 1 注入H2O2酶溶液 1ml 1ml 1ml 2 注入不同pH溶液 1ml盐酸 1ml蒸馏水 1mlNaOH溶液 3 注入等量H2O2溶液 2ml 2ml 2ml 4 气泡产生量卫生香复燃情况 该实验中，能否在加入H2O2酶溶液，直接加入3%的过氧化氢溶液，然后再调节pH? 2.根据实验结果尝试画出酶活性与温度、酶活性与温度的关系曲线图 0 最适温度 温度 酶促反应速率 0 最适pH pH 酶促反应速率 ①在最适宜的 和 条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显 。 ② 、 或 ，会使酶的 遭到破坏，使酶 。 ③低温 酶的活性，但酶的空间结构 ，在适宜的温度下酶的活性可以 。 ④酶制剂适于在 下保存。 【任务二】分析影响酶促反应的因素 影响酶促反应速率的因素有哪些？影响酶促反应的因素一定影响酶的活性吗？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $