第5章 1.降低化学反应活化能的酶 课时3 探究影响酶活性的条件（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“探究影响酶活性的条件”，核心知识点为温度和pH对酶活性的影响。课堂以生活情境（妈妈用热水、醋或加酶洗衣粉洗衣）导入，通过问题链连接酶的高效性与专一性，引导学生设计实验，构建前后知识脉络。 资料以探究实践为主线，详细设计实验步骤、变量控制及对照，通过追问深化科学思维，典例和对标训练结合图表分析，培养学生实验设计与结果分析能力，落实科学实践与科学思维素养，助力提升解决实际问题的能力。

课时3　探究影响酶活性的条件 【定标－核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 温度对酶活性的影响； pH对酶活性的影响 （1）通过探究实验的过程，分析实验结果，并清晰阐述影响酶活性的条件； （2）通过设计实验，使学生掌握基本的实验技能，并学会控制实验变量、设计对照实验的方法； （3）通过分析不同条件对酶活性的影响，培养学生分析问题的能力。 （1）理解实验设计原理，提出问题、作出假设，设计并实施实验，分析数据、得出结论，评价和改进实验方案，培养科学实践能力。 （2）将实际问题转化为生物学问题，整合多模块知识，运用逻辑推理提出解决方案，评估方案的可行性和影响，解决复杂情境中的问题。 （3）通过动手实验，体验探究实验的科学方法和创新思维以及严谨、求实的科学态度和科学精神。 重点及难点 学会控制自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组；学会用准确的语言阐明实验探究的结果。 题型和难度 选择题为主，在非选择题的小问中也会嵌入影响酶活性的条件的情境，难度简单。 【本课时主要内容】 温度对酶活性的影响 pH对酶活性的影响 知识导航　淀粉酶、淀粉　温度　pH、酶的量、底物量　过氧化氢酶、过氧化氢　pH　温度、酶的量、底物量 探究　温度和pH对酶活性的影响 【问题导入】妈妈在洗衣服的时候会选择用热水、醋或加酶洗衣粉来清洗衣物上的污渍，这种做法是否正确，能否起到效果？ (1) 为什么使用加酶洗衣粉可以更有效的去除污渍？加酶洗衣粉能否去除各种物资？ 酶具有高效性。酶具有专一性。 (2) 使用加酶洗衣粉时，可以用热水浸泡吗？ 酶需要在特定温度条件下才能发挥作用。 【思考与讨论】既然酶需要在特定温度下才能发挥高效的催化活性，影响酶活性的条件有哪些呢？学生结合已有的知识和生活经验，作出合理的实验设计。 【资料1】实验材料及用具：新配置的质量分数为2%的淀粉酶溶液（α—淀粉酶，为工业用酶，适宜温度60℃），新鲜的 韦20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液，缓冲液（能在加入少量酸或碱式抵抗pH改变的溶液），质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数韦3%的过氧化氢溶液。物质的量浓度为0.01mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂。 【思考与讨论】 (1) 根据资料1，选择合适的材料开展探究温度对酶活性影响的实验？ 实验步骤 一 6支试管分三组分别进行编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 二 可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 mL － 2 mL － 三 淀粉酶溶液 － 1 mL － 1 mL － 1 mL 四 分别在不同条件下放置5 min 0 ℃保温 60 ℃保温 100 ℃保温 五 混合 在各自的温度下反应约5 min 六 加碘液 分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 现象 变蓝 不变蓝 变蓝 结论 温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶的活性 (2) 为什么选用淀粉酶探究温度对酶活性影响的实验，而不用过氧化氢酶？ 实验所用的α—淀粉酶来自枯草芽孢杆菌，最适温度在60℃左右。过氧化氢的分解受温度影响，温度越高分解越快，并不能准确反映酶活性的变化 (3) 在研究温度对酶活性影响的实验中，为什么要先将底物和酶分别在对应温度下保温，然后混合反应？  应先控制好变量，再让底物和酶混合反应。如果先让底物和酶混合，由于酶具有高效性，反应很快进行，无法准确反映实验结果。 (4) 在研究温度对酶活性影响的实验中，为什么不宜选用斐林试剂鉴定实验结果？ 本实验需要保证反应温度自始至终在设定的温度下进行，使用斐林试剂需要水浴加热，从而改变反应温度，对实验结果会产生影响。 (5) 该实验也可以将底物改为蛋白质，用来探究温度对蛋白酶活性的影响。该过程中选用蛋白质溶液还是蛋白块作为反应底物？酶活性的观测指标是什么？ 选用蛋白块。酶活性的观测指标是相同时间内蛋白块体积的变化。 (6) 该实验可否将定性试验改为定量实验，加强实验的准确性？ 可用糖度计用于含糖量的检测，进而定量地判断温度对酶活性的影响。 (7) 根据资料1，选择合适的材料开展探究pH对酶活性影响的实验？ 实验步骤 一 1号试管 2号试管 3号试管 二 各加入肝脏研磨液2滴 三 加蒸馏水1 mL 等量的0.01mol/L HCl 等量的0.01mol/L NaOH 四 各加入3%的过氧化氢2 mL 五 反应约5 min，记录气泡产生情况 实验现象 较多气泡 几乎无气泡 几乎无气泡 结论 过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高 (8) 为什么实验材料选过氧化氢和肝脏研磨液，而不选淀粉和淀粉酶？ 酸性条件下淀粉会分解。 典例某生物研究团队为深入探究温度对某消化酶活性的影响,设计了如下实验:取等量的该消化酶溶液和适宜浓度的底物溶液,分别设置三组实验,A组 (温度为20 ℃)、B组 (温度为40 ℃)和C组 (温度为60 ℃),在其他条件完全相同且适宜的情况下,测定各组在不同反应时间内的产物生成量,实验结果如图所示。回答下列问题： 典例 (1) 该实验的自变量是温度,实验中需保持相同且适宜的无关变量有　　　　　　　　　　(写出两个即可);这些操作遵循了实验设计的　　　　　　　　　　原则。  (2) 分析曲线可知,在反应开始的一段时间内,　　　　组反应速率最快,判断依据是　　　　　　　　　　　;20 ℃条件下,反应最终产物浓度与40 ℃条件下一致,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3) 60 ℃条件下,反应前期产物生成量有少量增加,可能是因为　　　　　　　　　　;但后续产物生成量不再增加,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4) 若要进一步探究该酶在20 ℃到40 ℃之间更精准的活性变化规律,实验设计思路为:取适量该消化酶溶液和底物溶液,设置　　　　(选填“更小”或“更大”)的温度梯度,在20 ℃到40 ℃范围内分组,其他条件与原实验一致,测定并比较　　　　　　　　　　。  必备知识　温度对酶活性的影响,对照实验的设计,单一变量原则。 关键能力　 【答案】　 (1) 酶溶液浓度、底物溶液浓度　单一变量　 (2) B　相同时间内B组产物生成量最多　两组底物的量相等且是一定的,最终都能被酶完全分解　 (3) 反应初期酶还有部分活性,能催化底物反应　高温使酶的空间结构遭到破坏,酶永久失活　 (4) 更小　各组在相同反应时间内的产物生成量　 【解题思路】 对标训练(多选)裂解性多糖单加氧酶 (LPMO)通过氧化裂解反应破坏纤维素等多糖表面的结晶,为纤维素酶提供更多的结合位点,从而提高纤维素的降解效率。图甲表示Cu2+对该酶活性的影响,图乙、图丙分别表示pH和温度对该酶活性的影响。下列叙述正确的有 (　　) 甲 乙 丙 对标训练 A. 据图甲可知Cu2+对该酶的活性具有低浓度促进、高浓度抑制的特点 B. 探究pH和温度对该酶活性影响时不可先将酶与底物混合后在预设条件下进行测定 C. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50 ℃时为化学反应提供的活化能最多 D. 据实验结果可知,该酶在pH为7、温度为50 ℃时稳定性最高,故应在此条件下保存 【答案】　AB　 【解题思路】 【易错提醒】 1. 过氧化氢在高温下会自然分解，其分解速率受温度影响较大，无法准确反映酶活性变化，应选择淀粉、蔗糖等更稳定的底物。 2. 在探究温度对酶活性的影响时，斐林试剂检测还原糖需水浴加热，会改变实验温度，干扰结果。建议使用碘液检测淀粉剩余量，或用DNS试剂检测还原糖生成量。 3. 酶和底物应先在各自预设温度下保温5-10分钟，确保温度稳定，再混合反应，避免提前混合导致酶在非目标温度下提前作用。 4. 实验中必须使用适量的缓冲液来维持pH的稳定，防止底物或酶的加入导致pH大幅波动。 5. 在探究pH对酶活性的影响时不宜选择淀粉和淀粉酶为实验材料，因为淀粉在酸性条件下会水解，影响实验结果。 学科网（北京）股份有限公司 $