第5章 第1节 二 酶的特性 课时精讲-【优学精讲】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞同步教参（人教版 多选版）

二　酶的特性 [课标要求] 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。 考点一　酶具有高效性和专一性 1．酶的高效性 2．酶的专一性 [答案自填] 显著　一种或一类　过氧化氢　尿素 　 (1)细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性有关。(　　) (2)每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(　　) (3)能够催化酶水解的酶是蛋白酶。(　　) (4)二肽酶能够催化多种二肽水解，说明不是所有的酶都具有专一性。(　　) 答案：(1)√　(2)√ (3)×　酶的化学本质是蛋白质或RNA，能够催化酶水解的酶是蛋白酶或RNA酶。 (4)×　二肽酶能催化多种二肽水解，而不能催化多肽水解，说明酶具有专一性。 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。 淀粉和蔗糖都是非还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会生成葡萄糖和果糖，麦芽糖、葡萄糖和果糖都是还原糖。下表为探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验，请分析并回答下列问题： 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)1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管未出现砖红色沉淀，说明_________________________________________________________ _________________________________________________________。 从该实验得到的结论是___________________________________ _________________________________________________________。 (2)该实验的自变量和因变量分别是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)上述实验中________(填“能”或“不能”)使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，原因是______________________________________ _________________________________________________________。 (4)本实验的设计思路是___________________________________ _________________________________________________________。 你还有其他设计思路吗？______________________________ _________________________________________________________。 提示：(1)1号试管中淀粉水解，产生了还原糖；2号试管中蔗糖没有水解　淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性 (2)底物的种类、底物是否被淀粉酶水解 (3)不能　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 (4)探究同一种酶是否能催化不同底物水解　探究不同种类的酶能否催化同一种底物的水解 下图分别表示酶具有高效性和专一性的曲线，请回答下列问题： (1)根据图1，酶与无机催化剂相比，相同点：_________________________________________________________ _________________________________________________________； 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，这说明酶具有_________________________________________________________。 提示：(1)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)专一性 酶的专一性原理 (1)“锁钥学说”：生物反应中，酶和底物结合时，底物的结构和酶的活性中心的结构十分吻合，类似钥匙和锁的对应关系。 (2)“诱导契合学说”：酶和底物并不是事先就以一种互补的形状存在，而是在受到诱导之后才形成互补的形状，从而使酶和底物契合而形成酶—底物复合物，并引起底物发生反应。如下图所示： 1．为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示： 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 加入猪肝研磨液 少许 — 3 加入FeCl3 — 少许 4 检测 ？ ？ 据此分析，下列叙述错误的是(　　) A．实验的自变量是催化剂的种类 B．可用产生气泡的速率作为检测指标 C．该实验能说明酶具有高效性 D．不能用鸡肝研磨液代替猪肝研磨液进行实验 解析：选D。比较试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的种类，A正确；本实验的检测指标可以是产生气泡的速率，B正确；猪肝研磨液中含有过氧化氢酶，FeCl3属于无机催化剂，通过比较二者催化过氧化氢分解的速率，能说明酶具有高效性，C正确；鸡肝研磨液中也含有过氧化氢酶，可以用鸡肝研磨液代替猪肝研磨液进行实验，D错误。 2．(多选) (2026·江苏南京高一检测)某些酶促反应的产物积累量达到一定浓度时，产物与酶结合可降低酶促反应速率。下图为苏氨酸脱水酶催化苏氨酸合成异亮氨酸的过程示意图。下列分析错误的是(　　) A．苏氨酸脱水酶的作用不具有专一性 B．异亮氨酸与苏氨酸脱水酶结合降低了酶的活化能 C．及时清除异亮氨酸能逐步恢复该酶促反应的反应速率 D．该机制有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸含量的相对稳定 解析：选AB。每一种酶只能催化一种或一类化学反应，苏氨酸脱水酶的作用具有专一性，A错误。酶在催化化学反应时，能降低化学反应的活化能，不提供活化能，因此异亮氨酸与苏氨酸脱水酶结合不是降低酶的活化能，而是降低了酶的活性，B错误。由题图分析可知，当异亮氨酸浓度达到一定程度时，其会与苏氨酸脱水酶结合，使得苏氨酸不能与苏氨酸脱水酶结合，苏氨酸不能继续转化为异亮氨酸。若及时清除异亮氨酸，解除其对苏氨酸脱水酶的抑制作用，则能逐步恢复该酶促反应的反应速率，C正确。分析题图可知，当异亮氨酸浓度达到一定程度时，会与苏氨酸脱水酶结合，从而抑制酶促反应，使异亮氨酸浓度不至于太高，苏氨酸浓度不至于太低，因此有利于维持细胞中苏氨酸和异亮氨酸含量的相对稳定，D正确。 考点二　酶的作用条件较温和 1．酶的作用条件较温和 2．酶活性 3．酶活性的影响因素 [答案自填] 比较温和　酶催化特定化学反应的能力　定量分析　同一种酶的活性　最适宜的温度和pH　明显降低　过酸、过碱或温度过高　空间结构　稳定 　 (1)酶制剂适宜在37 ℃下保存。(　　) (2)过酸、过碱或温度过高、过低，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(　　) (3)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强。(　　) (4)细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，与酶在细胞中的分布有关。(　　) 答案：(1)×　酶制剂适宜在零上低温条件下保存。 (2)×　温度过低会降低酶的活性，但不失活。 (3)×　胃蛋白酶在pH＝10时已经变性失活，无法复原。 (4)√ 探究温度对酶活性的影响。 步骤 试管编号 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 结论 酶需在适宜的温度下发挥催化作用，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要预热到同一温度再混合的原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？________，原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (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？____________，原因是_______________________________________ _________________________________________________________。 提示：(1)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)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)不能　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，会改变反应体系温度，对实验结果造成影响 探究pH对酶活性的影响。 步骤 试管编号 1号 2号 3号 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，__________(填“能”或“不能”)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，原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)本实验__________(填“能”或“不能”)选用淀粉酶和淀粉作为实验材料，原因是____________________________________________ _________________________________________________________。 提示：(1)不能　酶具有高效性，在调节pH之前，酶就已经催化反应进行，会影响实验结果 (2)不能　淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下会发生水解反应 “梯度法”探究酶的最适温度或最适pH (1)探究最适温度的实验思路 (2)探究最适pH的实验思路 1．右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(　　) A．当温度为T2时，该反应的活化能最高 B．当反应物浓度提高时，T2对应的数值一定会增加 C．温度为T1时比T2时更适合酶的保存 D．酶的空间结构在T1时比T3时被破坏的更严重 解析：选C。当温度为T2时，化学反应速率最快，即酶的催化效率最高，降低化学反应活化能的效果最显著，此温度下反应的活化能最低，A错误；一定范围内，化学反应速率会随着反应物浓度的提高而加快，但反应物浓度增加到一定程度时反应速率不会再增大，B错误；酶适合在低温条件下保存，因此温度为T1时比T2时更适合酶的保存，C正确；T1时的低温只是抑制了酶的活性，而T3时的高温使酶失活，故酶的空间结构在T3时比T1时被破坏的更严重，D错误。 2．(2026·河北张家口高一期末)图甲是pH对过氧化氢酶促反应速率的影响曲线，图乙为在最适温度、pH＝b时H2O2分解产生的O2量(m)随时间的变化曲线，下列叙述正确的是(　　) A．图甲中pH＝c时，过氧化氢酶因空间结构及肽键遭到破坏而变性失活 B．温度降低时，图乙中e下移、d左移 C．若其他条件不变，pH＝a时，图乙中e不变、d右移 D．若其他条件不变，pH＝c时，e为0 解析：选C。题图甲中pH＝c时，pH偏高破坏过氧化氢酶的空间结构使酶失活，但肽键不会被破坏，A错误；温度降低时，酶的活性下降，不改变化学反应平衡点，但到达平衡点的时间延长，故题图乙中e点不变，d点右移，B错误；若其他条件不变，pH＝a时，酶的活性降低，化学反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，但不会改变化学反应的平衡点，故题图乙中e点不变，d点右移，C正确；若其他条件不变，pH＝c时，酶失去活性，化学反应平衡点不变，但到达反应平衡点时间延长，e点不变，D错误。 3．某研究小组在进行“探究温度对酶活性的影响”实验时，设计了如下实验操作步骤：①向A、B、C、D试管内各加入2 mL新配制的体积分数为3%的可溶性淀粉溶液；②向A、B、C、D试管内各加入5滴新鲜的质量分数为2%的淀粉酶溶液；③将四支试管分别保温在30 ℃、40 ℃、50 ℃、70 ℃水浴锅内；④观察试管中发生的变化。下列叙述正确的是(　　) A．上述实验步骤顺序存在错误，最佳实验思路是②③①④ B．上述实验缺少检测步骤，可以选用斐林试剂检测产物的生成量 C．将实验材料换成新鲜的肝脏研磨液和过氧化氢溶液也可达到实验目的 D．若经过正确的操作后测得40 ℃时淀粉分解量最大，不能得出“淀粉酶的最适温度是40 ℃”的结论 解析：选D。在“探究温度对酶活性的影响”实验中，合理的操作顺序是先将酶和底物分别在设定的温度下保温，然后将同样温度下的酶和底物混合，再保温让其反应，A错误；探究温度对酶活性的影响时，若以淀粉为反应物，不能用斐林试剂检测产物生成量，因为斐林试剂使用时要水浴加热，会影响实验的温度，B错误；温度会直接影响过氧化氢的分解，故不能用新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液探究温度对酶活性的影响，C错误；本实验的温度梯度太大，若经过正确的操作后测得40 ℃时淀粉分解量最大，不能说明淀粉酶的最适温度是40 ℃，要进一步探究淀粉酶的最适温度，应设立温度梯度小的分组实验，D正确。 4．(多选)Fe3O4纳米酶具有催化H2O2分解的作用，常用于环境污染的检测。研究人员在一系列pH梯度下，将适量的Fe3O4纳米酶加入一定量且浓度相同的H2O2溶液中反应5 min后，测定反应体系中的溶氧量，不考虑氧气从液体中逸出，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．与Fe3O4纳米酶不同，H2O2酶只能在细胞内发挥作用 B．Fe3O4纳米酶和H2O2酶都能为H2O2分解提供活化能 C．Fe3O4纳米酶在pH偏碱性的条件下活性较高 D．随反应时间延长，最终各反应体系中溶氧量可能相同 解析：选CD。只要细胞外条件适宜，H2O2酶也可以在细胞外发挥催化作用，A错误；酶不为化学反应提供能量，只是降低化学反应的活化能，B错误；据题图可知，Fe3O4纳米酶在pH偏碱性的条件下活性较高，C正确；如果底物量相同，则随反应时间延长，最终各反应体系中溶氧量相同，D正确。 　 (1)若选用淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (2)在探究酶的最适温度的实验中，不宜选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢在常温、常压时就能分解，加热条件下分解会加快，从而影响实验结果。 (3)在探究pH对酶活性的影响时，需要保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在达到预设pH前让反应物与酶接触。 学科网（北京）股份有限公司 $