第5章 1.降低化学反应活化能的酶 课时2 酶的特性（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

该高中生物学导学案聚焦“酶的特性”，核心知识点包括酶的高效性、专一性及作用条件较温和。通过问题导入（如过氧化氢在不同催化剂下的分解对比）引导学生思考，结合实验设计与数学模型构建作为学习支架，衔接酶的概念，帮助学生理解特性本质。 资料以实验探究为主线，通过控制自变量、设置对照组培养探究实践能力，结合数学模型构建发展科学思维，典例与对标训练搭配易错提醒，助力学生掌握实验分析方法，提升解决实际问题的能力，体现生命观念中结构与功能的统一。

课时2　酶的特性 【定标-核心素养】 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 酶的高效性 酶的专一性 酶作用的条件较温和 （1）能分析实验现象，得出实验结论，具有推理论证的能力； （2）能体会构建数学模型的思维方法，具备思维建模的能力； （3）在设计与分析实验中发展逻辑思维能力； （4）能有批判性思维进行实验设计的修正。 （1）在设计和分析实验的基础上对酶的特性做出理性的解释和判断； （2）运用模型和建模的方法，提升实践能力和团队协作能力，解释酶作为催化剂的特性； （3）通过科学探究实践，进一步学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，能设置对照组，并能将这些方法和技能应用于其他的探究活动。 重点及难点 酶的特性； 探究实验的设计与分析； 题型和难度 选择题和非选择题都会出现，选择题难度中等；实验设计、结论分析常常出现，难度中上等。 【本课时主要内容】 酶具有高效性 酶具有专一性 酶的作用条件较温和 知识导航　催化剂的种类　过氧化氢的分解速率　过氧化氧的体积、浓度等　无机催化剂　更显著　快速　反应物/底物　淀粉、蔗糖是否分解　温度、淀粉酶的浓度等　一种或一类　细胞代谢　速率　很低　空间结构　最高　空间结构　失活　空间结构　失活　最高　空间结构　失活 探究1　酶具有高效性 【问题导入】 过氧化氢溶液在FeCl3溶液与过氧化氢酶的催化下都能加速分解，且过氧化氢酶催化过氧化氢分解的速率更高。 （1）实验中所使用的质量分数为3.5%的FeCl3溶液1滴中所含有的Fe3+的数量大约是质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴中所含过氧化氢酶量的25万倍。这个事实说明了什么？ 酶的催化具有高效性 （2）酶的这一特性对细胞代谢具有怎样的意义？ 可使细胞内的各种反应在常温下快速地完成。 【思考与讨论】构建过氧化氢在不同条件（未加催化剂、加无机催化剂、加酶）下的分解的数学模型。 讨论1：曲线ABC分别代表哪种条件下过氧化氢的分解？判断的依据是什么？ 曲线的斜率代表过氧化氢的分解速率。曲线C是没有加催化剂下，因为斜率最大，反应速率最慢；曲线B是加无机催化剂的条件下，与曲线C相比斜率增大，说明无机催化剂促进了过氧化氢的分解；曲线A是加酶的条件下，酶能促进过氧化氢的分解，且与无机催化剂相比，催化效率更高效。 讨论2：如果时间足够长，比较未加催化剂、加无机催化剂、加酶条件下，最终释放出的氧气量。 无机催化剂和酶作为催化剂，只改变反应的速率，不改变反应的平衡点。因为反应底物过氧化氢是等量的，所以如果时间足够长，三种条件下生成的氧气量相等。 典例1“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验处理如下表所示: 组别 实验处理 加入3%H2O2溶液 温度 加入试剂 1 2 mL 常温 / 2 2 mL 90 ℃ / 3 2 mL 常温 2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液 4 2 mL 常温 2滴质量分数为20%的肝脏研磨液 若探究酶催化效率是否具有高效性,可选用的实验组合是 (　　) A. 1和2 B. 1和3 C. 1和4 D. 3和4 必备知识　与无机催化剂相比,酶具有高效性。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 对标训练1某研究小组为比较H2O2在不同条件下的分解情况,在常温下进行了如下实验。下列相关叙述错误的是 (　　) 组别 质量分数3%的H2O2溶液 实验处理 现象 1 2 mL 不处理 气泡很少 2 2 mL FeCl3溶液 气泡较多 3 2 mL 新鲜猪肝匀浆 大量气泡 A. 组1和组3对照可以证明酶具有高效性 B. 由于H2O2化学性质不稳定,所以最好现用现配 C. 实验温度、H2O2溶液的浓度与用量均为无关变量 D. 滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用一支滴管 【答案】　A　 【解题思路】 【易错提醒】酶的高效催化是有条件的，其活性受多种因素制约，因此在特定条件下，其效率可能低于无机催化剂。 探究2　酶具有专一性 【问题导入】 无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质分解，也能催化脂肪分解，还能催化淀粉分解。酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？ （1）无机催化剂催化的对象有没有专一性？ 没有，无机催化剂催化的化学反应范围比较广。 （2）淀粉和蔗糖是还原糖吗？如果淀粉和蔗糖分解,其产物中含有还原糖吗？如何鉴定还原糖？ 淀粉和蔗糖都不是还原糖。淀粉分解产生麦芽糖，蔗糖水解产生果糖和葡萄糖，麦芽糖、果糖、葡萄糖都是还原糖。可以通过斐林试剂鉴定溶液中是否有还原糖。 【思考与讨论】酶具有专一性 实验步骤 一 取两支相同规格的试管，编号1、2 二 2mL淀粉溶液 2 mL蔗糖溶液 三 2mL试管均加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部浸入60℃的热水中，反应5min 四 加入斐林试剂，振荡，60℃水浴加热2分钟（或沸水浴1min） 实验现象 出现砖红色沉淀 不出现砖红色沉淀 讨论3：本实验的自变量、因变量分别是什么？ 自变量是反应底物的种类，因变量是淀粉或蔗糖是否分解。 讨论4：上述实验中，检测底物是否被分解的斐林试剂可以改为碘液吗？ 不可以。因为碘液无法检测蔗糖是否水解。 讨论5：根据实验现象，可以得到什么实验结论，说明酶是否具有专一性？ 淀粉酶能催化淀粉分解，不能催化蔗糖分解。说明酶具有专一性。 讨论6：酶的专一性对细胞代谢有什么意义？ 酶的专一性保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 典例2 (教材改编题)如图所示为某类酶作用的模型,相关叙述正确的是 (　　) 　典例2 A. 甲是活细胞产生的具有调节作用的有机物 B. 甲反应前后的数量及结构都会发生改变 C. 该模型体现了甲具有高效性及专一性 D. 酶的作用原理是显著降低化学反应的活化能 必备知识　催化剂的特点,酶的专一性。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 对标训练2不同生物体内淀粉酶的分子结构和催化活性存在差异,H+也能催化淀粉水解。研究人员对来自不同生物的淀粉酶及H+的催化活性进行了实验探究,结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) 　对标训练2 A. 该实验的自变量是淀粉的含量 B. 三种淀粉酶都能催化反应的进行说明酶不具有专一性 C. 实验结果表明,与H+相比,酶具有高效性 D. 淀粉酶的催化能力与淀粉含量的相对值呈正相关 【答案】　C　 【解题思路】 【易错提醒】①酶的专一性不等于“一种酶只能催化一种化学反应”，专一性强调的是酶对底物的选择性，所以应该是“一种酶只能催化一种或一类化学反应。②证明酶具有专一性的实验设计，可以是不同底物用同一种酶催化，也可以是相同底物用不同酶催化。 探究3　酶的作用条件较温和 【问题导入】 无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，酶起催化作用需要怎样的条件呢？ （1）用什么来衡量酶的催化活性？ 酶活性，是指酶催化特定化学反应的能力。酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率来表示。 （2）如何证明酶的催化作用是否受到温度、pH等因素的影响？ 分别改变化学反应的温度和pH，观察化学反应的速率。 【思考与讨论】不同温度下酶活性的变化，不同pH下酶活性的变化 【资料1】酶活性受温度影响示意图 讨论7：温度是如何影响酶活性的？ 在一定的温度范围内，随着温度的升高，酶活性增强；超过一定范围，随着温度的升高，酶活性减弱。 讨论8：什么是最适温度？不同种类的酶的最适温度相同吗？ 在最适温度下，酶的活性最高。温度偏高或者偏低，酶活性都会明显降低。不同种类的酶最适温度可能不同。 讨论9：如果将淀粉酶溶液温度从0℃升高到37℃，淀粉酶的活性将如何变化？为什么？ 淀粉酶的活性会增强。因为低温下，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。 讨论10：如果将淀粉酶溶液温度从100℃降低到37℃，淀粉酶的活性将如何变化？为什么？ 淀粉酶的活性不变。因为高温下，酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 讨论11：酶制剂适宜在什么温度下保存？ 酶制剂适宜在低温下保存。 【资料2】酶活性受pH影响示意图 讨论12：温度是如何影响酶活性的？ 在一定的pH范围内，随着pH的升高，酶活性增强；超过一定范围，随着pH的升高，酶活性减弱。 讨论13：什么是最适pH？不同种类的酶的最适pH相同吗？ 在最适pH下，酶的活性最高。pH偏高或者偏低，酶活性都会明显降低。不同种类的酶的最适pH往往是不同。 讨论14：过酸、过碱会对酶活性造成怎样的影响？ 过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 讨论15：如果将胃蛋白酶溶液pH从8降低到1.5，胃蛋白酶的活性将如何变化？为什么？ 胃蛋白酶的最适pH为1.5，pH=8时胃蛋白酶已经变性失活，所以pH从8降低到1.5时，酶活性不变。 典例3如图所示为表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是 (　　) 　典例3 A. t1和t2相比,t1更适合酶制剂的保存 B. t1和t2时酶活性较低都是因为酶的空间结构被破坏 C. 将处于t2温度的酶放到最适温度时,酶的活性会完全恢复 D. 探究温度对酶活性影响的实验时常选择过氧化氢酶作为实验材料 必备知识　温度对酶活性的影响。 关键能力　 【答案】　A　 【解题思路】 对标训练3 (教材改编题)如图所示为胃蛋白酶在最适温度和pH条件下,酶促反应速率与反应物浓度的关系,据图分析, 对标训练3 下列叙述错误的是 (　　) A. A点时,向反应混合物中加入少量反应物,反应速率上升 B. A点时,反应系统pH调至7,反应速率上升 C. B点时,向反应混合物中加入少量相应的酶,反应速率上升 D. B点时,反应系统温度提高5 ℃,反应速率下降 【答案】B　 【解题思路】 【易错提醒】低温下酶活性降低，高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。不同种类的酶的最适温度和最适pH往往是不同。 学科网（北京）股份有限公司 $