5.1.2 酶的特性 （Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

本讲义聚焦高中生物学“酶的特性”核心知识点，系统阐述酶的高效性（与无机催化剂对比）、专一性（如脲酶仅催化尿素分解）和作用条件较温和（温度、pH影响，如胃蛋白酶最适pH为1.5）。通过概念解析、实验探究（如淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化实验）、归纳总结及练习题，构建从基础到应用的完整学习支架。 该资料以实验探究为核心特色，设计“探究温度对酶活性的影响”等实验，引导学生控制变量、分析结果，培养科学思维与探究实践能力。结合教材变式题和高考模拟题，课中助力教师引导学生深度理解，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，强化科学态度与责任担当。

第2课时　酶的特性 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。 知识点一　酶的高效性和专一性 1.酶具有高效性 2.酶具有专一性 （1）酶的专一性是指每一种酶只能催化　　　　　　化学反应。而无机催化剂催化的化学反应范围比较广，如酸能催化蛋白质、　　　　和　　　　水解。 （2）实例：脲酶只能催化　　　　分解。 　（教材P85“拓展应用”1）若图示表示蔗糖的水解过程，则图中A表示　　　　　　，B表示　　　　　，C和D可表示葡萄糖和果糖。此模型可以解释酶具有　　　　　的特性。 （1）细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性有关。（　　） （2）蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性。（　　） （3）二肽酶能催化多种二肽水解，不能说明酶具有专一性。（　　） （4）由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性。（　　） 探究一　酶的专一性实验 1.淀粉和蔗糖都是非还原糖，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，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖。如表为比较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 新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 水浴加热2 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 （1）该实验的自变量和因变量分别是什么？ （2）上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？ （3）1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？你能从该实验得到什么结论？ 探究二　酶专一性模型和高效性与专一性的曲线 2.如图分别表示酶高效性和专一性的曲线，请分析： （1）根据图1，酶和无机催化剂相比，有什么共同点和不同点？ （2）根据图2分析：在反应物A中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，而加入酶B，反应速率和未加酶时相同，这说明什么？ 归纳总结 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，即通过对不同类型的催化剂（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.（2025·河北石家庄检测）为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如表中5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，下列合理的实验方案是（　　） 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 A.①和③对比，用双缩脲试剂检测 B.②和④对比，用碘液检测 C.④和⑤对比，用斐林试剂检测 D.③和④对比，用斐林试剂检测 2.（教材P85“拓展应用T1”变式）如图为蔗糖酶作用机理示意图，甲表示蔗糖，乙表示麦芽糖。下列叙述正确的是（　　） A.该图可说明蔗糖酶是蛋白质 B.图示过程能说明酶具有专一性和高效性 C.与甲结合的酶形状发生改变形成酶—底物复合物 D.丙是果糖，丁是葡萄糖 知识点二　酶的作用条件较温和 1.酶活性及其表示方法 （1）酶活性：酶催化　　　　　　　　　　称为酶活性。 （2）表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的　　　　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　　　　的条件下进行的。科学家采用定量分析的方法，分别得到了酶的活性受温度和pH影响的示意图。 （1）酶活性受温度影响示意图（如图） （2）酶活性受pH影响示意图（如图） （3）过酸、过碱或温度过高时，酶失活的原因是　　　　　　　　　　　　；酶制剂适宜在　　　　下保存的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）动物体内酶的最适pH大多在6.5～8.0，但胃蛋白酶的最适pH为　　　　。 3.探究温度对酶活性的影响 （1）本实验的自变量：　　　　　；因变量：　　　　　。 （2）物质：反应物——淀粉；酶——　　　　。 （3）检测试剂：　　　　。 （4）实验的观察指标：　　　　　　　　　　。 4.探究pH对酶活性的影响 （1）本实验的自变量：　　　　　；因变量：　　　　　。 （2）物质：反应物——过氧化氢；酶——　　　　　　。 （3）实验的观察指标：　　　　　　　　　　　　　　。 5.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，除酶具有专一性外，还与　　　　　　　　　　有关。 （2）实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在　　　　内，与呼吸作用有关的酶分布在　　　　　　　　　　内，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，互不干扰。 1.（教材P84“相关信息”）一般来说，动物体内的酶最适温度在　　　　　　；植物体内的酶最适温度在　　　　　　；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达　　　　。动物体内的酶最适pH大多在　　　　　　，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为　　　　；植物体内的酶最适pH大多为　　　　　　。 2.（教材P85“概念检测”3）新采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中处理2分钟，可较好保持甜味的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （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）高温、低温都可使酶活性降低，二者的作用实质不同。（　　） （3）低温、高温、强酸、强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。（　　） （4）探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行。（　　） （5）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。（　　） 探究一　温度对酶活性的影响 1.如下表为探究温度对酶活性的影响实验操作步骤，分析回答有关问题： 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 （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？ （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？ 探究二　pH对酶活性的影响 2.如下表为探究pH对酶活性的影响实验操作步骤，分析回答有关问题： 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 （1）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？ （2）本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？ （3）若要确定过氧化氢酶的最适pH，请简要说明操作思路。 归纳总结 1.用“梯度法”探究温度对酶活性影响实验的设计思路 设计实验时需设置一系列不同温度的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度最接近最适温度。相邻组间的差值（即梯度）越小，测定的最适温度就越精确。 2.温度和pH共同作用对酶活性的影响 （1）反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 （2）反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。 1.（教材P85“拓展应用T2”变式）如图曲线b表示在最适温度和pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是（　　） A.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变 B.酶量增加后，图示反应速率可用曲线a表示 C.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素 D.B点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现曲线c所示变化 2.为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作。请回答下列问题： 实验步骤： 步骤①：取10支试管，分为5组。向每组的2支试管中分别加入1 mL某种淀粉酶溶液和2 mL 5％淀粉溶液。 步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。 步骤③：将装有混合溶液的5支试管（编号1、2、3、4、5）分别置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中。反应过程中每隔1 min从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，然后再加1滴碘液显色。 实验原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度的影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，可根据蓝色的深浅来推断淀粉酶的活性。 （1）该实验的设计存在一个明显的错误，即进行步骤②前应 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在该实验中，要保证各组溶液的pH 　　　　，该实验 　　　　（填“能”或“不能”）选用斐林试剂检测实验结果，理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）纠正实验步骤后，继续进行操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如下表所示（“＋”表示蓝色程度，“＋”越多，表示蓝色越深）。 组别 1 2 3 4 5 处理温度（℃） 15 25 35 45 55 结果 ＋＋ ＋ 棕黄色 ＋ ＋＋ 分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度范围在 　　　　　　。某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长。为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 归纳总结 探究影响酶活性实验的“三宜”“四不宜” 1.（2025·江苏盐城期中）分别向A、B两试管中加入2 mL的3％的过氧化氢溶液，然后向A中滴加2滴质量分数为3.5％的FeCl3溶液，向B中滴加2滴质量分数为20％的猪肝研磨液，结果在相同时间内后者比前者产生的气泡多。以上实验验证了酶具有（　　） A.多样性 B.催化性 C.专一性 D.高效性 2.（2025·广东湛江期末）下列与酶有关的实验设计思路，正确的是（　　） A.利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究温度对酶活性的影响 B.利用淀粉、蔗糖酶、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C.利用pH为5、7、9的缓冲液、胃蛋白酶和蛋清探究pH对酶活性的影响 D.利用肝脏研磨液、过氧化氢和蒸馏水探究酶催化的高效性 3.（教材P84“图5－2”）如图表示酶活性受温度影响的曲线，错误的是（　　） A.b点表示酶的最大活性 B.图中a和c点酶的结构相同 C.d点表示该酶的最适温度 D.同一种酶在不同的温度下可以有相同的催化 4.（2025·山东菏泽期末）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计最合理的是（　　） 选项 探究课题 选用材料与试剂 A 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液 B 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 C pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 D pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂 5.（2026·河北邢台期中）某科研小组探究某细菌产生的纤维素酶的最适温度及特性时进行的相关实验如下： ①在适宜条件下，将等量纤维素酶与棉花（初始质量均为5 g）分别在相应温度下保温一定时间，再在相应温度下混合反应一定时间后，测定棉花减重情况，结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 6 温度/℃ 25 35 45 55 65 75 减重/g 0.02 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15 ②在最适温度下进一步研究棉花反应物质量对酶促反应速率的影响，得到如图所示的曲线。 回答下列问题： （1）该实验中，纤维素酶的最适温度范围为　　　　　℃。依据是　　　　　　　　。 （2）在棉花反应物质量较低时（如图中a点），限制反应速率的主要因素是　　　　　　　；在棉花反应物质量较高时（如图中c点），限制反应速率的主要因素是　　　　　　　　　　　　。 （3）若在a点时将温度升高10 ℃，反应速率会　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。 （4）本实验需控制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出2点）等无关变量，以排除无关变量的干扰。 完成课后作业　第5章　第1节　第2课时 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　酶的特性 知识点一 主干梳理 1.酶降低活化能的作用　高效性 2.（1）一种或一类　脂肪　淀粉　（2）尿素 边角叩问 蔗糖酶　蔗糖　专一性 概念辨析 （1）√　（2）√ （3）×　提示：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，也能说明其具有专一性。 （4）×　提示：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，这说明酶具有高效性。 重难探究 1.（1）提示：自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。 （2）提示：不能。因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。 （3）提示：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解；2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。 2.（1）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）提示：酶A能催化反应物A反应，酶B不能催化反应物A反应，这说明酶的作用具有专一性。 即学即练 1.B　蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A不符合题意；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测淀粉是否被水解，B符合题意；④和⑤对比，麦芽糖和淀粉水解产物葡萄糖都属于还原糖，故不能用斐林试剂检测麦芽糖是否发生了水解，C不符合题意；③和④对比，斐林试剂不能检测蛋白质是否被水解，D不符合题意。 2.C　据图无法判断酶的化学本质，A错误；图中显示蔗糖在蔗糖酶作用下发生水解，而麦芽糖在蔗糖酶作用下无法水解，体现酶的专一性，未体现高效性，B错误；酶与底物结合时，结构会有所改变，形成酶—底物复合物，C正确；据图分析可知，丙是葡萄糖，丁是果糖，D错误。 知识点二 主干梳理 1.（1）特定化学反应的能力　（2）速率 2.温和　（1）加快　下降　（2）下降　（3）酶的空间结构遭到破坏　低温　在低温时，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　（4）1.5 3.（1）温度　酶活性　（2）淀粉酶　（3）碘液　（4）溶液颜色及深浅 4.（1）pH　酶活性　（2）过氧化氢酶　（3）相同时间内气泡产生的数目 5.（1）酶在细胞中的分布　（2）叶绿体　细胞质基质和线粒体 边角叩问 1.35～40 ℃　40～50 ℃　70 ℃　6.5～8.0　1.5　4.5～6.5 2.加热破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性 概念辨析 （1）√　（2）√　（3）×　（4）√　（5）√ 重难探究 1.（1）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）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）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。 2.（1）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。 （2）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。 （3）提示：分别设置一系列等pH梯度的组别进行重复实验，在最适温度及其他条件相同且适宜条件下观察气泡产生情况。单位时间内气泡产生数量最多的一组对应的pH即为最适pH。 即学即练 1.C　增大pH，酶活性会下降，重复该实验，甲和乙浓度下的反应速率下降，A、B点均会下降，A错误；酶量增加后，酶促反应速率会加快，图示反应速率可用曲线c表示，B错误；AB段随着底物浓度的增大，反应速率加快，说明反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，C正确；B点后，升高温度，酶活性下降，不会呈现曲线c所示变化，D错误。 2.（1）先将加入等量淀粉酶溶液的5组试管和加入等量淀粉溶液的5组试管分别放在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间　（2）相同且适宜　不能　利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，影响最终实验结果　（3）25 ℃～45 ℃　增加淀粉酶的量（或浓度）或降低底物的量（或浓度） 解析：（1）该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应先将五组10支装有淀粉和淀粉酶的试管分别在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的水浴中保温一段时间，以确保淀粉和淀粉酶混合前已经达到预设温度。（2）为保证实验结果的准确可靠，在本实验中，各组溶液的pH属于无关变量，应保证相同且适宜，该实验不能选用斐林试剂检测实验结果，因为利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会在实验过程中改变温度，最终影响实验结果。（3）分析上述实验结果，35 ℃组的蓝色程度最低，说明相同反应时间下淀粉剩余量最少，淀粉酶的活性相对最高，所以，可以得出该淀粉酶的最适温度在35 ℃左右，即25 ℃～45 ℃之间。为了加快反应，在不改变自变量的情况下，可适当增加酶量或适当降低底物的浓度，都会使反应时间缩短。 【随堂热练】 1.D　猪肝研磨液中含有过氧化氢酶，酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的作用更显著，即酶具有高效性，所以相同时间内B试管比A试管产生的气泡多。 2.B　斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，因此不能用斐林试剂探究温度对酶活性的影响，A错误；淀粉遇碘变蓝色，淀粉水解的产物不与碘液反应，因此可以利用淀粉、蔗糖酶、淀粉酶和碘液验证酶的专一性，B正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，因此不能用pH为5、7、9的缓冲液、胃蛋白酶和蛋清探究pH对酶活性的影响，C错误；酶的高效性是与无机催化剂相比，因此探究酶催化的高效性应该利用肝脏研磨液、过氧化氢和无机催化剂，D错误。 3.B　b点的酶促反应速率最快，说明此时该酶的活性最大，A正确；a点代表低温，c点代表高温，高温会破坏酶的结构，低温只是抑制酶活性，不会改变酶的空间结构，B错误；酶活性最高时所对应的温度为酶的最适温度，d点时酶促反应速率最大，酶活性最高，C正确；同一种酶在不同的温度下可能具有相同的催化效率，如a点和c点对应的温度下酶的催化效率相同，D正确。 4.B　过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A不合理；淀粉遇碘液会发生颜色变化，而淀粉酶能将淀粉分解，使颜色变浅甚至消失，故可以用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响，B合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，C不合理；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用于探究pH对酶活性的影响，另外酸能催化淀粉的水解，也不适合用淀粉溶液和淀粉酶探究pH对酶活性的影响，D不合理。 5.（1）55～75　65 ℃棉花减重最大　（2）棉花反应物质量　纤维素酶的浓度（或纤维素酶的量）　（3）降低（或变慢）　温度升高后偏离最合适的温度，酶活性降低　（4）反应时间，pH，棉花初始质量等 解析：（1）在适宜条件下，将等量纤维素酶与棉花（初始质量均为5 g）分别在相应温度下保温一定时间，再在相应温度下混合反应一定时间后，测定棉花减重情况，实验结果显示4组、5组和6组的减重有一个增加再下降的变化趋势，因而说明纤维素酶的最适温度范围为55～75 ℃。（2）在棉花反应物质量较低时（如图中a点），限制反应速率的主要因素是棉花反应物质量；在棉花反应物质量较高时（如图中c点），限制反应速率的主要因素是棉花反应物以外的其他因素，如纤维素酶的浓度（或纤维素酶的量）。（3）若在a点时将温度升高10 ℃，因为该实验是在最适温度下做的，则升高温度后反应速率会下降，这是因为温度升高后偏离最合适的温度，酶活性降低，因而反应速率下降。（4）本实验需控制反应时间，pH，棉花初始质量等无关变量，以排除无关变量的干扰，保证实验结果的可靠性。 学科网（北京）股份有限公司 $