人教版必修一酶的特性教案

第2课时酶的特性

学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背

1.酶具有高效性、专一性和作用条件的温和性

1.阐明酶的高效性、专一性和作用条2.酶具有高效性的原因：与无机催化剂相比，酶降

件较温和低活化能的作用更显著

2.通过相关的实验和探究，尝试控制3.过酸、过碱或温度过高都会使酶因空间结构遭到

自变量、观察和检测因变量，设置对破坏而永久失活

照组和重复组4.在一定的低温下，酶的活性被抑制，但空间结构

稳定，在适宜温度下其活性可恢复

【主干知识梳理】

一'酶的特性

1.酶具有高效性

(1)含义：酶的催化效率是无机催化剂的一〜W3倍。

(2)意义：使细胞代谢快速进行。

2.酶具有专一性

(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(2)意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。

3.酶的作用条件较温和

(1)酶活性：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。可用在一定条件下酶所催化某一

化学反应的速率表示。

(2)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，

都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。低温只能使酶的活性隆低，但酶的空间结构

稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。

(3)曲线分析

①P点：最适温度;Q点：最适pH。

②偏离P点或Q点：酶的活性隆低。

③过酸、过碱或温度过高：酶失活。

二、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，还与酶在细胞中的分布有关。

2.实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的

酶分布在细胞质基质和线粒体内,这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进

行，就可以互不干扰了。

【教材微点发掘】

1.阅读教材第84页，说出酶制剂适于在低温(0〜4°C)下保存的原因：

答案：在0°C左右时，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

可以升高

2.阅读教材第85页《科学•技术•社会》，结合下列材料，完成有关问题。

多酶片是一种复方制剂，它主要是由肢酶、胃蛋白酶复合而成的一种药物，其说明书的

部分内容如下。

［性状］本品为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶，外层为胃蛋白酶。

［适应症］用于消化不良、食欲缺乏。

［用法用量］口服。一次2〜3片，一日3次。

［注意事项］本品在酸性条件下易破坏，故服用时切勿嚼碎。

（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，具有等

特性。由于胰酶和胃蛋白酶,故可以加工成多酶片保存,

方便患者使用。服用多酶片时不能嚼碎的原因是

（2）多酶片被肠溶衣与糖衣双层包被，外层包被应为（填“肠溶衣”或“糖

衣”）o糖衣以糖浆为主要包衣材料，有一定的防潮、隔绝空气、掩盖药物不良气味等作用；

肠溶衣为一层特殊包裹物质，能很好保护胰酶不会在胃部被破坏的原因是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案：（1）高效性、专一性、作用条件温和在常温下分子结构比较稳定胰酶会在胃

部的酸性环境中变性失活，且会被胃蛋白酶催化水解（2）糖衣胃液不能水解破坏肠溶衣

新知探究（一）酶的高效性和专一性

【探究•深化】

［情境质疑］

1.验证酶的高效性

在比较肝脏研磨液（过氧化氢酶）和FeCb对过氧化氢的催化效

率实验中（如图），试管甲产生的气泡比试管乙多，说明与无机催化剂

相比，酶的催化作用具有高效性。

2.验证酶的专一性

（1）实验验证：淀粉和蔗糖不是还原糖，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、果糖都是还原糖。下表为比较新

鲜唾液（唾液淀粉酶）对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：

操作步骤试管1试管2

可溶性淀粉溶液/mL2—

蔗糖溶液/mL—2

新鲜的淀粉酶溶液/mL22

2支试管内的液体混合均匀后，60℃保温5min

新配制的斐林试剂/mL22

煮沸1min

观察溶液颜色的变化

①1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？

提示：1号试管中淀粉被水解，2号试管中蔗糖没有被水解。

②上述实验说明了什么？

提示：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有专一性。

③上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？

提示：不能。只要存在淀粉，就会使碘液变蓝，蔗糖分子是否被水解都不会使碘液变色。

④肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸，是否说明肽酶没有专一性？

提示：不是。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，也说明其具有专一性。

(2)原理分析

如图可以解释酶具有专一性及其原理，据图分析各字母代表什么意义？

提示：图中A表示酶，B表示被A催化分解的底物，E、F表示B被分解后产生的物

质，C,D表示不能被A催化的物质。

［重难点拨］

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。

⑵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

方案一方案二

项目

实验组对照组实验组对照组

与酶相对

材料底物相同(等量)另外一种底物

应的底物

试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酉鼠等量)

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

【典题•例析】

［典例1］下列实验或现象能说明酶的高效性的是0

①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀释10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催

化剂

②取两支洁净的试管，分别加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中加适量的淀粉

酶溶液，另一支试管中加入等量的蒸储水，一段时间后，检测淀粉的分解情况③在两支盛

有适量过氧化氢溶液的试管中，分别加入等量过氧化氢酶和FeCb溶液，观察气泡的释放速

率

A.①@③B.①③

C.③D.②③

［解析］酶的高效性指的是酶与无机催化剂相比，其催化效率更高。符合的有①③，故

选B。

［答案］B

［典例2］在三支试管中均加入等量的体积分数为5%的过氧化氢溶液，再分别加入适量

的质量分数为3.5%的FeCb溶液、鲜鸡肝研磨液、蒸储水，一段时间内测得底物含量变化

如下图。下列表述正确的是0

①曲线b表示FeCb的催化作用，a与b的对照反映了无机催化剂的专一性②曲线c

表示鲜鸡肝研磨液中过氧化氢酶的催化作用，a与c对照反映了酶的作用③曲线c与b的

对照可以说明酶的作用效果比无机催化剂好④曲线a不下降的原因可能是温度过高

A.①②B.②③

C.@(2)©D.②③④

［解析］分析题图可知，曲线a为加入蒸储水底物含量的变化，曲线b表示FeCb的催

化作用，两者对照不能反映无机催化剂的专一性，①错误；曲线c表示鲜鸡肝研磨液中过氧

化氢酶的催化作用，过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解，a与c对照反映了酶的作用，②正

确；曲线c与b的对照可以说明与无机催化剂相比，酶具有高效性，③正确；本实验中温度

为无关变量，三支试管应相同且适宜，因此曲线a不下降的原因不是温度过高，④错误。故

选B。

［答案］B

【应用•体验】

1.乳糖不耐受是一种由于乳糖酶分泌少、不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖所引

起的非感染性腹泻。如图是乳糖酶分解乳糖的示意图，它表明0

A.乳糖酶具有特异性

B.乳糖酶催化合成反应

C.乳糖酶具有高效性

D.乳糖酶活性容易受温度影响

解析：选A据图分析可知，乳糖酶的活性中心与乳糖结合，将乳糖分解成葡萄糖和半

乳糖，体现了酶的特异性（专一性）；乳糖酶催化分解反应；乳糖酶具有高效性，但据图无法

判断；乳糖酶活性容易受温度影响，但据图无法判断。故选A。

2.（2021•广东学者）姜撞奶是广东著名风味小吃。其做法是将一定温度的牛奶按一定比

例倒入姜汁中，一段时间后，牛奶发生凝固现象（凝乳）；若使用煮沸的姜汁，则牛奶无法凝

固。推测姜汁中可能含有一种能使蛋白凝固的酶X。某小组通过观察凝乳情况，探究温度对

酶X的影响，结果如下表。

下列分析和叙述错误的是0

A.各组的姜汁用量应相同

B.70℃是酶X的适宜温度

C.该实验证明了酶具有专一性

D.温度过高可能破坏酶X的结构

解析：选C该实验证明了酶的活性受温度的影响，温度过高或过低，酶的活性都会降

低，该实验不能证明酶具有专一性。

新知探究（二）温度和pH对酶活性的影响

【探究•深化】

［情境质疑］

1.探究温度对酶活性的影响

试管编号

步骤

11，22'33，

加入3%的可溶

2—2—2—

性淀粉溶液/mL

加入2%的淀—1—1—1

粉酶溶液/mL

不同温度下

100℃（或0℃）60℃0℃（或100℃）

处理5min

将同一温度下的两种物质混合后保温5min

滴加碘液1滴1滴1滴

结果(现象)变蓝不变蓝变蓝

酶的催化作用需在适宜的温度下进行，温盘乏过高或过低都会影

结论

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？

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)能否用过氧化氢溶液来探究温度对酶活性的影响？

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)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？

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痔红色沉淀生成，而该实

验需严格控制不同温度。

2.探究pH对酶活性的影响

试管编号

步骤

123

20%的肝脏

1mL1mL1mL

研磨液

蒸储水1mL——

0.01mol/L的氢

—1mL—

氧化钠溶液

续表

试管编号

步骤

123

0.01mol/L的

——1mL

盐酸溶液

3%的过氧

2mL2mL2mL

化氢溶液

振荡包:管

结果有大量气无明显气泡无明显气泡

泡产生

(1)该实验结果说明了酶的活性和pH有什么关系？

提示：酶发挥催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会使酶活性降低。

(2)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?

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。

(3)本实验能否选用淀粉酶和淀粉作为实验材料？为什么？

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。

［重难点拨］

探究酶的最适温度和最适pH

1.设计思路

组别编号12・・・n

实验材料等量的同种底物

温度…

(pH)Ti3i)72(。2)Tlt(an)

相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量

衡量指标

的多少

生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组所处温度(或

实验结论

pH)为最适温度(或pH)

2.实验操作

(L)探究酶的最适温度

(2)探究酶的最适pH

【典题•例析】

［典例11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

CpH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液

DpH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

［解析］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；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；蔗糖酶不能催化淀粉水解；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。

［答案］B

［典例2］下列有关酶的实验设计思路的叙述，正确的是()

A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性

B.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和FeCb溶液研究酶的高效性

C.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响

D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响

I解析］可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性，但不能用碘液，因

为蔗糖是否水解无法判断，A错误；过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和FeCb溶液可以研究酶

的高效性，B正确；过氧化氢的分解受温度的影响，所以不能用其探究温度对过氧化氢酶的

影响，C错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5,因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、

7,11的缓冲液验证pH对酶活性的影响，D错误。

［答案］B

易错提醒

与酶有关实验的几个注意点

【应用•体验】

1.如图表示在某pH范围内酶a和酶b所催化的反应速率的变化情况，下列有关说法

正确的是()

A.将pH由4调至6,酶b的活性逐渐增强

B.在不同温度下，酶a的最适pH不同

C.酶b具有高效性，酶a不具有高效性

D.pH为5时，两种酶催化的反应速率相等

解析：选D酶b的最适pH为6,pH为4时，酶失去活性，A错误；在不同温度下，

酶a的最适pH相同，B错误；酶都具有高效性，C错误；由图中曲线可以看出，pH为5

时，两种酶催化的反应速率相等，D正确。

2.甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种酶。为探讨该酶的最适pH,设计了如下

实验方案，其中最合理的是()

方案pH范围温度/℃酶活性测定最适pH

A1〜625

B1〜1425每间隔一个pH梯度以pH对酶活性作图，酶活性最

C1〜637进行酶活性测定高时对应的pH为最适pH

D17437

解析：选C哺乳动物的胃中存在胃酸，胃液呈酸性，故选取的pH范围应该是1〜6。

哺乳动物的体温一般和人类的体温差不多，作为本实验中的无关变量，应选择较适宜的温度

37℃o故选C。

科学思维一构建与酶有关的模型

1.用曲线模型表示酶的三大特性

(1)酶具有高效性。

图1中酶参与的反应对应曲线A,无机催化剂参与的反应对应曲线B,未加催化剂时的

反应对应曲线C,由此说明，与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。

(2)酶具有专一性。

图2中加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化

作用；而加入酶A的反应速率在一定范围内随反应物浓度的增大明显加快，说明酶的催化

作用具有专一性。

(3)酶的作用条件温和。

①图3中》点表示最适温度，e点表示最适pH。

②温度在a点时，酶的活性较低，但不会失活；温度，c,酶会失活。pHWd、pH》/,

酶都会失活。

③由图3可知，酶的作用条件较温和，在最适宜的温度和p