第3章 第2节 第1课时 酶的本质及酶的特性（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（浙科版）

本讲义聚焦“酶的本质及特性”核心知识点，系统梳理酶的发现历程、化学本质（多数为蛋白质，少数为RNA）、催化作用过程（酶-底物复合物形成与分解）及活性表示方法，通过实验活动、任务分析等学习支架，构建从本质到特性（专一性、高效性）的知识脉络。 该资料以科学思维和探究实践为特色，设计“探究酶的专一性”（6组试管对照）和“探究高效性”（酶与二氧化锰对比）实验，结合判断正误、任务分析深化理解。课中助力教师引导学生实验探究与变量控制，课后通过课时对点练帮助学生巩固知识，查漏补缺，培养严谨的科学态度与实验分析能力。

第二节　酶是生物催化剂 第1课时　酶的本质及酶的特性 [学习目标]　1.概述酶的作用、本质和特性。2.有关酶实验的分析。 一、绝大多数酶是蛋白质 1．酶的发现历程 科学家 推论或结论 斯帕兰扎尼 胃液中有一种能消化肉的物质 巴斯德 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果 李比希 酒精发酵最多只需要酵母菌中的某种物质参与 毕希纳 促使酒精发酵的是酵母菌中的某种物质，后来被称为“酶” 萨姆纳 得到脲酶结晶，明白酶的本质是蛋白质 － 极少数特殊的酶是RNA，称为核酶 2.酶的化学本质：酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，大多数酶是蛋白质，极少数是RNA。 3．酶的催化作用 (1)酶的作用过程 酶＋底物→酶—底物复合物→复合物形状发生一定变化→产物形成＋酶恢复原状。 特点：促使反应物发生化学变化而本身却不发生化学变化。 (2)酶作用的强弱 可用酶活性表示，一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。 判断正误 (1)酶的基本组成单位是氨基酸(　　) (2)酶是由活细胞产生的，只在细胞内发挥作用(　　) (3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(　　) (4)酶活性的大小一般用底物的消耗量或产物的生成量来表示(　　) (5)辅酶是辅助酶起作用的分子，其成分也是蛋白质(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　 (4)×　(5)× 提示　(1)酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。(2)酶不仅在细胞内发挥作用，在细胞外和体外也可以发挥作用。(3)酶在化学反应前后性质不变，不会在完成催化后被降解。(4)酶活性一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。(5)辅酶成分不是蛋白质。 任务一：分析酶的本质 甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示，据图分析，回答下列问题： (1)甲酶的化学本质为RNA，该酶属于核酶，其基本组成单位是核糖核苷酸。 (2)乙酶的化学本质为蛋白质，该酶是在细胞内的核糖体上合成的。 (3)该结果说明了酶既可以作为催化剂，也可以作为另一反应的底物。 1．酶在生物体的代谢中发挥着重要的作用，下列叙述正确的是(　　) A．酶的元素组成都是C、H、O、N、S B．酶能为化学反应提供能量，从而加快反应速率 C．细胞内的酶也可以在细胞外发挥作用 D．酶与底物结合发挥作用后会失活 答案　C 解析　大部分酶是蛋白质，元素组成主要是C、H、O、N，有的还含有S，少部分酶是RNA，元素组成为C、H、O、N、P，A错误；酶可以降低化学反应的活化能，从而加快反应速率，B错误；酶是由活细胞产生的，适宜条件下，酶可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用，C正确；酶与底物结合并发挥作用后仍具有活性，可被重复利用，D错误。 2．如图表示某种酶催化反应过程的模式图，下列叙述错误的是(　　) A．图中A表示酶，其化学本质不一定是蛋白质 B．形成酶—底物的复合物D时酶形状发生改变 C．图示过程为放能反应 D．图示过程可能发生在核糖体中 答案　C 解析　图示过程为吸能反应，C错误。 二、酶的催化功能具有专一性和高效性 1．活动：探究酶的专一性 (1)实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖(麦芽糖、葡萄糖、果糖)。还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成红黄色沉淀。 (2)方法步骤 试管 1 2 3 4 5 6 本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 1%的淀粉溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL － 2%的蔗糖溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL 新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL － － 蔗糖酶溶液 － － － － 1 mL 1 mL 实验结果 无现象 无现象 红黄色 无现象 无现象 红黄色 (3)实验结论：酶具有专一性，即一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。 2．活动：探究酶催化的高效性 (1)方法步骤和实验结论 试管编号 1 2 2% H2O2溶液 3 mL 3 mL 二氧化锰 — 少许 新鲜的鸡肝匀浆 少许 — 气泡释放量 大量 较多 卫生香燃烧 剧烈 较强 结论 酶具有高效性 (2)酶具有高效性的原因 ①活化能：化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。 ②酶的作用机理：降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。 判断正误 (1)二肽酶能催化多种二肽水解，不能说明酶具有专一性(　　) (2)加酶洗衣粉通过提供能量来增强去污效果(　　) (3)酶可以降低反应的活化能，使所有反应都能进行(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 提示　(1)酶具有专一性，指一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应，二肽酶能催化多种二肽水解，能说明酶具有专一性。(2)酶能降低化学反应的活化能，但是不能提供能量。(3)酶不能使所有反应都能进行，有些是非酶促反应。 任务二：探究酶的专一性的实验分析 1．1、2号试管在本实验中起什么作用？ 提示　1、2号试管为对照组，用于检验淀粉、蔗糖能否与本尼迪特试剂发生反应。 2．从实验遵循等量原则的角度分析，对1、2号试管应如何改进？ 提示　1、2号试管应各滴加1 mL蒸馏水。 3．上述实验中能否使用碘－碘化钾溶液代替本尼迪特试剂作为鉴定试剂？并说明理由。 提示　不能，因为碘－碘化钾溶液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘－碘化钾溶液变色。 4．3、4号试管对照，5、6号试管对照，证明酶具有专一性的思路是什么？ 提示　都是用同一种酶催化不同底物水解探究酶的专一性。 5．实验结论：3、4号试管对照说明唾液淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖，而不能催化蔗糖的水解。5、6号试管对照说明蔗糖酶能催化蔗糖水解产生还原糖，而不能催化淀粉的水解。上述结果说明酶具有专一性。 任务三：酶的作用机理 如图所示两条曲线代表某化学反应在有酶催化和无催化剂下的反应曲线，结合曲线探究回答下列问题： (1)上述曲线A和B分别是什么？ 提示　曲线A表示无催化剂的反应；曲线B表示有酶催化的反应。 (2)若将酶变为无机催化剂，则图中b点怎样移动并说明原因。 提示　b点向上移动，与酶相比，无机催化剂降低化学反应活化能的效果比较差。 (3)使用酶作催化剂时，酶所降低的化学反应的活化能应该怎么表示？ 提示　用a－b表示。 3．如表是“探究酶的专一性”实验活动中实验结果记录表，下列有关该实验活动的叙述，错误的是(　　) 试　管 1 2 3 4 5 6 本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 1%的淀粉溶液 3 mL — 3 mL — 3 mL — 2%的蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL — 3 mL 新鲜唾液 — — 1 mL 1 mL — — 蔗糖酶溶液 — — — — 1 mL 1 mL 实验结果 A.本实验的自变量有酶的种类和底物的种类 B．比较3号试管与6号试管的结果可得出酶具有专一性 C．若只有5号试管出现假阳性反应，可能是淀粉溶液不纯 D．本实验不能用碘－碘化钾溶液代替本尼迪特试剂 答案　B 解析　实验设计要遵循单一变量原则，而3号试管与6号试管的酶的种类和底物种类均不同，有两个自变量，故3号试管与6号试管比较不能得出酶具有专一性的结论，B错误。 4．如图是过氧化氢在不同条件下的实验分组，4支试管各加入2%的过氧化氢溶液，1号试管置于常温下，2号试管置于90 ℃下，3号试管加入少许二氧化锰，4号试管加入少许马铃薯匀浆。下列叙述正确的是(　　) A．剂量的控制是该实验的无关变量 B．该实验的实验组是3号和4号试管 C．对3号和4号试管的温度设定只考虑一致性即可 D．该实验的结论是过氧化氢酶的催化效率比二氧化锰低 答案　A 解析　该实验是研究过氧化氢在不同条件下的分解，自变量是过氧化氢所处的条件，因此剂量的控制是该实验的无关变量，A正确；该实验中2号、3号和4号试管都是实验组，B错误；3号和4号试管的自变量是催化剂的种类不同，温度属于无关变量，无关变量应相同且适宜，C错误；对照实验中不同的组别之间进行对比可以得到不同的结论：与1号试管相比，2号试管过氧化氢分解速率较快，说明加热能加快过氧化氢分解；与1号试管相比，3号和4号试管过氧化氢分解速率较快，且4号试管过氧化氢的分解速率大于3号试管，说明过氧化氢酶的催化效率比二氧化锰高，D错误。 课时对点练 [分值：100分] 第1～4题，每题6分；第5～12题，每题7分，共80分。 题组一　绝大多数酶是蛋白质 1．下列有关酶的发现过程的叙述，错误的是(　　) A．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性 B．毕希纳证明无细胞的酵母汁可进行酒精发酵 C．萨姆纳得到脲酶结晶并证明其是蛋白质 D．后来科学家证明酶的化学本质只是RNA而非蛋白质 答案　D 解析　后来科学家发现极少数特殊的酶是RNA，D错误。 题点　酶本质的探索历程 2．下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．唾液淀粉酶进入胃后，其空间结构会改变 B．酶分子的形状只适合与一种分子结合 C．形成酶—底物复合物时底物形状未改变 D．酶都是由活细胞产生的一类特殊蛋白质 答案　A 解析　唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，随食物进入胃后，在胃蛋白酶和胃酸的作用下，空间结构发生改变，功能丧失，A正确；酶分子的形状只适合与一种或一类分子结合，因此酶的作用特点之一是具有专一性，B错误；酶与底物结合形成酶—底物复合物时，底物形状会发生改变，C错误；酶都是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，D错误。 题点　酶的作用机理 3.(2024·杭州高一期中)用某种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙两种酶的活性与处理时间的关系如图所示。下列分析正确的是(　　) A．处理过程前后蛋白酶的自身性质发生改变 B．甲酶活性不变的原因是蛋白酶使其失活 C．蛋白酶处理乙酶的反应可用双缩脲试剂检测 D．蛋白酶处理乙酶导致其空间结构改变 答案　D 解析　酶在反应前后数量和化学性质不变，A错误；甲酶在蛋白酶处理后酶活性不变，说明甲酶能够抵抗该种蛋白酶的降解，其化学本质不是蛋白质，而是RNA，B错误；乙酶在蛋白酶处理后酶活性降低，说明乙酶的化学本质是蛋白质，但是蛋白酶本身的化学本质也是蛋白质，和双缩脲试剂发生作用也会出现紫色反应，所以不能用双缩脲试剂检测，C错误；乙酶被蛋白酶处理后酶活性降低，说明蛋白酶能改变乙酶的空间结构，D正确。 题点　酶的本质 题组二　酶的催化功能具有专一性和高效性 (2025·温州高一期中)阅读下列材料，完成第4、5小题。 某生物小组进行“探究酶的专一性”活动，实验思路如表所示。 组别 甲 乙 丙 丁 1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ － 2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋ 唾液淀粉酶溶液1 mL － － ＋ ＋ 蒸馏水1 mL ＋ ＋ － － 37 ℃水浴15 min，分别加入检测试剂2 mL，摇匀。热水浴加热2～3 min，观察并记录颜色变化。 4.丙和丁可构成一组对照实验，其因变量是(　　) A．酶的种类 B．底物种类 C．反应温度 D．颜色变化 答案　D 解析　实验遵循单一变量原则，丙和丁可构成一组对照实验，其自变量是底物种类，因变量是颜色变化，而酶的种类和反应温度为无关变量，D符合题意。 题点　酶的探究实验中控制变量和设计对照 5．下列关于该实验的分析，正确的是(　　) A．设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都不是还原糖 B．热水浴加热2～3 min的作用是为了让酶促反应充分进行 C．若选用碘－碘化钾溶液作为检测试剂，则也能检测蔗糖是否水解 D．若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，则不能探究酶催化的专一性 答案　A 解析　设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都不能与本尼迪特试剂发生反应，淀粉和蔗糖都不是还原糖，A正确；还原糖与本尼迪特试剂发生反应呈红黄色沉淀，热水浴加热可以使反应受热均匀，加快显色，B错误；碘遇淀粉变蓝，无论蔗糖是否水解，均不能与碘－碘化钾溶液发生颜色变化，因此用碘－碘化钾溶液无法检测蔗糖是否水解，C错误；若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，则蔗糖水解为葡萄糖和果糖，本尼迪特试剂鉴定呈红黄色沉淀，而淀粉不水解，无颜色变化，可以探究酶催化的专一性，D错误。 题点　酶的专一性 6．为研究酶的特性，某研究小组进行了实验，基本过程如表所示： 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，下列叙述正确的是(　　) A．实验的可变因素是酶的种类 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专一性 D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 答案　B 解析　根据表格分析，该实验通过马铃薯匀浆(含过氧化氢酶)与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解以探究酶的高效性，实验中的可变因素为催化剂的种类，A错误；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为检测指标，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验证酶的高效性，C错误；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，D错误。 题点　酶的高效性 7．绿茶是由新鲜茶叶放在铁锅里加热快炒(俗称“杀青”)，再进行揉捻、干燥等工序制作而成的，茶叶保持绿色。与绿茶相比，红茶制作不需要经过杀青，制作工序是新鲜茶叶→脱水→揉捻→发酵→干燥，在发酵时细胞中的茶多酚和单宁会被多酚氧化酶催化生成红褐色制得红茶。结合茶叶的制作过程分析，下列说法正确的是(　　) A．杀青会使多酚氧化酶中的肽链断裂而失活 B．细胞中的茶多酚、单宁和多酚氧化酶可能都在茶叶细胞的液泡内 C．揉捻可能会破坏茶叶细胞的生物膜系统 D．多酚氧化酶能催化茶多酚和单宁的氧化，不具有专一性 答案　C 解析　杀青是指新鲜茶叶放在铁锅里加热快炒的过程，该过程处于高温条件下，会使酶蛋白的空间结构破坏而失活，肽键并未断裂，A错误；多酚氧化酶不存在于液泡内，B错误；酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者少数几种相似底物的反应，多酚氧化酶能催化茶多酚和单宁的氧化，也具有专一性，D错误。 题点　酶的专一性 8．如图为查耳酮合成酶降低化学反应活化能的图解。①表示没有酶催化，②表示有酶催化。下列叙述正确的是(　　) A．E1代表没有酶催化时的活化能 B．E2代表查耳酮合成酶催化时所降低的活化能 C．图中曲线①②表明查耳酮合成酶具有高效性 D．查耳酮合成酶在催化过程中其空间结构会发生变化 答案　D 解析　E1代表查耳酮合成酶降低的活化能，A错误；E2代表查耳酮合成酶催化时化学反应所需的能量，B错误；酶具有高效性是与无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能，而①表示没有酶催化，②表示有酶催化，故图中曲线①②不能表明查耳酮合成酶具有高效性，表明的是酶具有催化作用，C错误；酶在化学反应中具有催化作用，只有底物分子与酶的活性部位精确契合，酶的催化反应才能发生，酶在催化过程中其空间结构发生了变化，D正确。 题点　酶的高效性 9．厨房用生物酶制剂种类较多。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶等蛋白酶制剂；洗涤剂中会加入脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶等各种生物酶制剂。下列叙述正确的是(　　) A．木瓜蛋白酶将肉类中的蛋白质水解后，产物为氨基酸 B．使用复合配方酶制剂可提高去除混合型污渍的效果 C．利用蛋白酶的专一性和高效性可去除餐具上的淀粉污渍 D．木瓜蛋白酶的合成场所为核糖体或细胞核 答案　B 解析　木瓜蛋白酶可以将肉类中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，产物为短肽和氨基酸，A错误；由于酶的作用具有专一性，为了去除不同类型的污渍最好使用复合配方酶制剂，B正确；蛋白酶具有专一性，可以去除餐具上的蛋白质类污渍，去除淀粉污渍用淀粉酶，C错误；木瓜蛋白酶的化学本质为蛋白质，合成场所为核糖体，D错误。 题点　酶的本质 10．(2024·台州高一期中)为验证酶的特性，进行了实验，基本过程如表所示(单位：mL)，下列叙述正确的是(　　) 试管号 1 2 3 4 5 6 本尼迪特试剂 2 2 2 2 2 2 1%淀粉溶液 3 3 3 2%蔗糖溶液 3 3 3 稀释的人新鲜唾液 1 1 蔗糖酶溶液 1 1 A.本实验中仅试管1和试管2为对照组 B．试管3～6需在热水浴中加热2～3 min以利于酶的催化作用 C．试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性 D．仅试管1、3、5进行对照时，可用碘—碘化钾溶液替换本尼迪特试剂 答案　D 解析　本实验中试管1和试管2作为对照组的作用是排除底物本身对实验结果的影响，同时，试管3和试管6也是对照组，其目的是说明酶有催化作用，A错误；试管3～6需在热水浴中加热2～3 min以利于反应颜色的观察，B错误；试管3和6有两个变量，其实验结果不能说明酶的作用具有专一性，C错误；试管1、3和5实验的反应物种类相同，自变量是酶的有无和酶的种类，进行对照时可用碘—碘化钾溶液替换本尼迪特试剂，因为淀粉遇碘—碘化钾溶液会变蓝，而淀粉的水解产物不能与碘—碘化钾溶液发生颜色反应，D正确。 题点　酶的特性综合 11.(2023·浙江6月选考，7)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如表所示。 组别 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa) 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 下列叙述错误的是(　　) A．H2O2分解生成O2导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C．250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性 答案　C 解析　H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表格数据分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中溶液有底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中的H2O2溶液均为2 mL，则最终产生的相对压强应相同，据表格数据可知，250 s之前(200 s)Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0，故250 s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。 题点　酶的高效性 12．为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。在37 ℃水浴中保温一段时间后，1、2号试管中加入适量双缩脲试剂，3、4号试管中不加任何试剂。下列实验中能达到目的的是(　　) A．实验② B．实验① C．实验①、实验②都能 D．实验①、实验②都不能 答案　A 解析　双缩脲试剂检测的是蛋白质，蛋白酶的化学本质也是蛋白质，故本题无法从化学特性上达到目的，只有考虑物理特性，如蛋白块变小或消失，故选A。 题点　酶的本质 13．(20分)动物的肝脏中富含过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解。某研究小组欲利用过氧化氢酶验证酶具有催化作用和高效性。请利用所给的材料和用具，完善实验步骤，预测实验结果及结论。回答下列问题： 材料用具：2%的过氧化氢溶液，蒸馏水，二氧化锰，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管等。 (要求与说明：已知2H2O2===2H2O＋O2↑，二氧化锰能催化过氧化氢分解，底物和催化剂加入的具体量不做要求) (1)(10分)实验步骤： ①取______支试管编号后，各加入_____________________________________________，放入37 ℃恒温水浴锅中保温适当时间。 ②向上述各试管中分别加入适量的________________________。 ③观察各试管中___________________________________________。 ④对所得实验数据统计分析。 (2)(10分)实验结果预测及结论： ①请在坐标系中画出各组生成物氧气的量随时间的变化曲线。 ②分析曲线，得出的结论是______________________________________。 (3)该实验无关变量有____________________________________________(写出两个即可)。 答案　(1)①3　等量且适量的过氧化氢溶液　②蒸馏水、二氧化锰和过氧化氢酶溶液　③气泡产生(释放)的快慢　(2)①如图所示 ②过氧化氢酶具有催化作用和高效性　(3)温度、pH、底物量、催化剂的量等 题点　酶的高效性 学科网（北京）股份有限公司 $