人教版必修一酶的特性教案

第2課時酶的特性

學有目標——課標要求必明記在平時——核心語句必背

1.酶具有高效性、專一性和作用條件的溫和性

1.闡明酶的高效性、專一性和作用條2.酶具有高效性的原因：與無機催化劑相比，酶降

件較溫和低活化能的作用更顯著

2.通過相關的實驗和探究，嘗試控制3.過酸、過堿或溫度過高都會使酶因空間結構遭到

自變量、觀察和檢測因變量，設置對破壞而永久失活

照組和重復組4.在一定的低溫下，酶的活性被抑制，但空間結構

穩(wěn)定，在適宜溫度下其活性可恢復

【主干知識梳理】

一'酶的特性

1.酶具有高效性

(1)含義：酶的催化效率是無機催化劑的一?W3倍。

(2)意義：使細胞代謝快速進行。

2.酶具有專一性

(1)含義：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。

(2)意義：使細胞代謝能夠有條不紊地進行。

3.酶的作用條件較溫和

(1)酶活性：酶催化特定化學反應的能力稱為酶活性?？捎迷谝欢l件下酶所催化某一

化學反應的速率表示。

(2)酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。過酸、過堿或溫度過高，

都會使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活。低溫只能使酶的活性隆低，但酶的空間結構

穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會升高。

(3)曲線分析

①P點：最適溫度;Q點：最適pH。

②偏離P點或Q點：酶的活性隆低。

③過酸、過堿或溫度過高：酶失活。

二、細胞代謝有序進行的原因

1.原因：細胞中的各類化學反應之所以能有序進行，還與酶在細胞中的分布有關。

2.實例：植物葉肉細胞中，與光合作用有關的酶分布在葉綠體內(nèi)，與呼吸作用有關的

酶分布在細胞質基質和線粒體內(nèi),這樣，光合作用與呼吸作用在細胞內(nèi)不同的區(qū)室同時進

行，就可以互不干擾了。

【教材微點發(fā)掘】

1.閱讀教材第84頁，說出酶制劑適于在低溫(0?4°C)下保存的原因：

答案：在0°C左右時，酶的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性

可以升高

2.閱讀教材第85頁《科學?技術?社會》，結合下列材料，完成有關問題。

多酶片是一種復方制劑，它主要是由肢酶、胃蛋白酶復合而成的一種藥物，其說明書的

部分內(nèi)容如下。

［性狀］本品為腸溶衣與糖衣的雙層包衣片，內(nèi)層為胰酶，外層為胃蛋白酶。

［適應癥］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。

［注意事項］本品在酸性條件下易破壞，故服用時切勿嚼碎。

（1）酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，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。服用多酶片時不能嚼碎的原因是

（2）多酶片被腸溶衣與糖衣雙層包被，外層包被應為（填“腸溶衣”或“糖

衣”）o糖衣以糖漿為主要包衣材料，有一定的防潮、隔絕空氣、掩蓋藥物不良氣味等作用；

腸溶衣為一層特殊包裹物質，能很好保護胰酶不會在胃部被破壞的原因是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案：（1）高效性、專一性、作用條件溫和在常溫下分子結構比較穩(wěn)定胰酶會在胃

部的酸性環(huán)境中變性失活，且會被胃蛋白酶催化水解（2）糖衣胃液不能水解破壞腸溶衣

新知探究（一）酶的高效性和專一性

【探究?深化】

［情境質疑］

1.驗證酶的高效性

在比較肝臟研磨液（過氧化氫酶）和FeCb對過氧化氫的催化效

率實驗中（如圖），試管甲產(chǎn)生的氣泡比試管乙多，說明與無機催化劑

相比，酶的催化作用具有高效性。

2.驗證酶的專一性

（1）實驗驗證：淀粉和蔗糖不是還原糖，但淀粉水解后會生成麥

芽糖，蔗糖水解后會產(chǎn)生葡萄糖和果糖，麥芽糖、葡萄糖、果糖都是還原糖。下表為比較新

鮮唾液（唾液淀粉酶）對淀粉和蔗糖的催化作用實驗，請分析：

操作步驟試管1試管2

可溶性淀粉溶液/mL2—

蔗糖溶液/mL—2

新鮮的淀粉酶溶液/mL22

2支試管內(nèi)的液體混合均勻后，60℃保溫5min

新配制的斐林試劑/mL22

煮沸1min

觀察溶液顏色的變化

①1號試管有磚紅色沉淀生成，2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明什么？

提示：1號試管中淀粉被水解，2號試管中蔗糖沒有被水解。

②上述實驗說明了什么？

提示：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的催化作用具有專一性。

③上述實驗中能否使用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑？

提示：不能。只要存在淀粉，就會使碘液變藍，蔗糖分子是否被水解都不會使碘液變色。

④肽酶能催化多種多肽水解為氨基酸，是否說明肽酶沒有專一性？

提示：不是。酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學反應，肽酶催化的是一

類反應，也說明其具有專一性。

(2)原理分析

如圖可以解釋酶具有專一性及其原理，據(jù)圖分析各字母代表什么意義？

提示：圖中A表示酶，B表示被A催化分解的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物

質，C,D表示不能被A催化的物質。

［重難點撥］

1.驗證酶的高效性

(1)設計思路

驗證酶高效性的方法是“對比法”，即通過對不同類型催化劑(主要是與無機催化劑作

比較)催化底物的反應速率進行比較，得出結論。

⑵設計方案

項目實驗組對照組

材料等量的同一種底物

試劑與底物相對應的酶溶液等量的無機催化劑

現(xiàn)象反應速率很快；或反應用時短反應速率緩慢；或反應用時長

結論酶具有高效性

2.驗證酶的專一性

(1)設計思路

驗證酶專一性的方法也是“對比法”，常見的有兩種方案：底物相同但酶不同或底物不

同但酶相同，最后通過觀察酶促反應能否進行得出結論。

(2)設計方案

方案一方案二

項目

實驗組對照組實驗組對照組

與酶相對

材料底物相同(等量)另外一種底物

應的底物

試劑與底物相對應的酶另外一種酶同一種酉鼠等量)

現(xiàn)象發(fā)生反應不發(fā)生反應發(fā)生反應不發(fā)生反應

結論酶具有專一性

【典題?例析】

［典例1］下列實驗或現(xiàn)象能說明酶的高效性的是0

①唾液中有唾液淀粉酶，把唾液稀釋10倍后，催化淀粉完全水解的速度仍快于無機催

化劑

②取兩支潔凈的試管，分別加入等量的淀粉溶液，然后向其中一支試管中加適量的淀粉

酶溶液，另一支試管中加入等量的蒸儲水，一段時間后，檢測淀粉的分解情況③在兩支盛

有適量過氧化氫溶液的試管中，分別加入等量過氧化氫酶和FeCb溶液，觀察氣泡的釋放速

率

A.①@③B.①③

C.③D.②③

［解析］酶的高效性指的是酶與無機催化劑相比，其催化效率更高。符合的有①③，故

選B。

［答案］B

［典例2］在三支試管中均加入等量的體積分數(shù)為5%的過氧化氫溶液，再分別加入適量

的質量分數(shù)為3.5%的FeCb溶液、鮮雞肝研磨液、蒸儲水，一段時間內(nèi)測得底物含量變化

如下圖。下列表述正確的是0

①曲線b表示FeCb的催化作用，a與b的對照反映了無機催化劑的專一性②曲線c

表示鮮雞肝研磨液中過氧化氫酶的催化作用，a與c對照反映了酶的作用③曲線c與b的

對照可以說明酶的作用效果比無機催化劑好④曲線a不下降的原因可能是溫度過高

A.①②B.②③

C.@(2)?D.②③④

［解析］分析題圖可知，曲線a為加入蒸儲水底物含量的變化，曲線b表示FeCb的催

化作用，兩者對照不能反映無機催化劑的專一性，①錯誤；曲線c表示鮮雞肝研磨液中過氧

化氫酶的催化作用，過氧化氫酶能催化過氧化氫的分解，a與c對照反映了酶的作用，②正

確；曲線c與b的對照可以說明與無機催化劑相比，酶具有高效性，③正確；本實驗中溫度

為無關變量，三支試管應相同且適宜，因此曲線a不下降的原因不是溫度過高，④錯誤。故

選B。

［答案］B

【應用?體驗】

1.乳糖不耐受是一種由于乳糖酶分泌少、不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖所引

起的非感染性腹瀉。如圖是乳糖酶分解乳糖的示意圖，它表明0

A.乳糖酶具有特異性

B.乳糖酶催化合成反應

C.乳糖酶具有高效性

D.乳糖酶活性容易受溫度影響

解析：選A據(jù)圖分析可知，乳糖酶的活性中心與乳糖結合，將乳糖分解成葡萄糖和半

乳糖，體現(xiàn)了酶的特異性（專一性）；乳糖酶催化分解反應；乳糖酶具有高效性，但據(jù)圖無法

判斷；乳糖酶活性容易受溫度影響，但據(jù)圖無法判斷。故選A。

2.（2021?廣東學者）姜撞奶是廣東著名風味小吃。其做法是將一定溫度的牛奶按一定比

例倒入姜汁中，一段時間后，牛奶發(fā)生凝固現(xiàn)象（凝乳）；若使用煮沸的姜汁，則牛奶無法凝

固。推測姜汁中可能含有一種能使蛋白凝固的酶X。某小組通過觀察凝乳情況，探究溫度對

酶X的影響，結果如下表。

下列分析和敘述錯誤的是0

A.各組的姜汁用量應相同

B.70℃是酶X的適宜溫度

C.該實驗證明了酶具有專一性

D.溫度過高可能破壞酶X的結構

解析：選C該實驗證明了酶的活性受溫度的影響，溫度過高或過低，酶的活性都會降

低，該實驗不能證明酶具有專一性。

新知探究（二）溫度和pH對酶活性的影響

【探究?深化】

［情境質疑］

1.探究溫度對酶活性的影響

試管編號

步驟

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

不同溫度下

100℃（或0℃）60℃0℃（或100℃）

處理5min

將同一溫度下的兩種物質混合后保溫5min

滴加碘液1滴1滴1滴

結果(現(xiàn)象)變藍不變藍變藍

酶的催化作用需在適宜的溫度下進行，溫盤乏過高或過低都會影

結論

響酶的活性

(1)同一溫度下的淀粉和淀粉酶為什么要預熱到同一溫度再混合？

提示：保證反應一開始就達到預設溫度，不會因為混合而改變溫度。

(2)能否用過氧化氫溶液來探究溫度對酶活性的影響？

提示：不能。探究溫度對酶活性的影響時，自變量是溫度，而過氧化氫在高溫時會分解，

影響對實驗結果的分析。

(3)在探究溫度對淀粉酶活性的影響的實驗中能否用斐林試劑來檢測？

提示：不能。因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有痔紅色沉淀生成，而該實

驗需嚴格控制不同溫度。

2.探究pH對酶活性的影響

試管編號

步驟

123

20%的肝臟

1mL1mL1mL

研磨液

蒸儲水1mL——

0.01mol/L的氫

—1mL—

氧化鈉溶液

續(xù)表

試管編號

步驟

123

0.01mol/L的

——1mL

鹽酸溶液

3%的過氧

2mL2mL2mL

化氫溶液

振蕩包:管

結果有大量氣無明顯氣泡無明顯氣泡

泡產(chǎn)生

(1)該實驗結果說明了酶的活性和pH有什么關系？

提示：酶發(fā)揮催化作用需要適宜的pH,pH偏高或偏低都會使酶活性降低。

(2)該實驗中，能否在加入肝臟研磨液后，直接加入3%的過氧化氫溶液，然后再調(diào)節(jié)

pH?

提示：不能。因為酶的作用具有高效性，在調(diào)節(jié)pH之前，試管中已經(jīng)發(fā)生了劇烈反應，

會影響實驗結果。

(3)本實驗能否選用淀粉酶和淀粉作為實驗材料？為什么？

提示：不能。因為淀粉酶催化的底物淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應。

［重難點撥］

探究酶的最適溫度和最適pH

1.設計思路

組別編號12???n

實驗材料等量的同種底物

溫度…

(pH)Ti3i)72(。2)Tlt(an)

相同時間內(nèi)，各組酶促反應中生成物量的多少，或底物剩余量

衡量指標

的多少

生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組所處溫度(或

實驗結論

pH)為最適溫度(或pH)

2.實驗操作

(L)探究酶的最適溫度

(2)探究酶的最適pH

【典題?例析】

［典例11為了探究溫度、pH對酶活性的影響，下列實驗設計最合理的是()

選項探究課題選用材料與試劑

A溫度對酶活性的影響過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液

B溫度對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液

CpH對酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液

DpH對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑

［解析］過氧化氫受熱易分解，不宜用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響；淀粉遇碘

液會發(fā)生顏色變化，而淀粉酶能將淀粉分解，使顏色變淺甚至消失，故可以用新制的淀粉酶

溶液、可溶性淀粉溶液、碘液來探究溫度對酶活性的影響；蔗糖酶不能催化淀粉水解；斐林

試劑呈堿性，能與酸性物質發(fā)生反應，不適合用于探究pH對酶活性的影響，另外酸能催化

淀粉的水解，也不適合用淀粉溶液和淀粉酶探究pH對酶活性的影響。

［答案］B

［典例2］下列有關酶的實驗設計思路的敘述，正確的是()

A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性

B.利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和FeCb溶液研究酶的高效性

C.利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響

D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響

I解析］可以利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和斐林試劑驗證酶的專一性，但不能用碘液，因

為蔗糖是否水解無法判斷，A錯誤；過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和FeCb溶液可以研究酶

的高效性，B正確；過氧化氫的分解受溫度的影響，所以不能用其探究溫度對過氧化氫酶的

影響，C錯誤；胃蛋白酶的最適pH為1.5,因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、

7,11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響，D錯誤。

［答案］B

易錯提醒

與酶有關實驗的幾個注意點

【應用?體驗】

1.如圖表示在某pH范圍內(nèi)酶a和酶b所催化的反應速率的變化情況，下列有關說法

正確的是()

A.將pH由4調(diào)至6,酶b的活性逐漸增強

B.在不同溫度下，酶a的最適pH不同

C.酶b具有高效性，酶a不具有高效性

D.pH為5時，兩種酶催化的反應速率相等

解析：選D酶b的最適pH為6,pH為4時，酶失去活性，A錯誤；在不同溫度下，

酶a的最適pH相同，B錯誤；酶都具有高效性，C錯誤；由圖中曲線可以看出，pH為5

時，兩種酶催化的反應速率相等，D正確。

2.甲同學從某哺乳動物的胃液中分離到了一種酶。為探討該酶的最適pH,設計了如下

實驗方案，其中最合理的是()

方案pH范圍溫度/℃酶活性測定最適pH

A1?625

B1?1425每間隔一個pH梯度以pH對酶活性作圖，酶活性最

C1?637進行酶活性測定高時對應的pH為最適pH

D17437

解析：選C哺乳動物的胃中存在胃酸，胃液呈酸性，故選取的pH范圍應該是1?6。

哺乳動物的體溫一般和人類的體溫差不多，作為本實驗中的無關變量，應選擇較適宜的溫度

37℃o故選C。

科學思維一構建與酶有關的模型

1.用曲線模型表示酶的三大特性

(1)酶具有高效性。

圖1中酶參與的反應對應曲線A,無機催化劑參與的反應對應曲線B,未加催化劑時的

反應對應曲線C,由此說明，與無機催化劑相比，酶的催化作用具有高效性。

(2)酶具有專一性。

圖2中加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化

作用；而加入酶A的反應速率在一定范圍內(nèi)隨反應物濃度的增大明顯加快，說明酶的催化

作用具有專一性。

(3)酶的作用條件溫和。

①圖3中》點表示最適溫度，e點表示最適pH。

②溫度在a點時，酶的活性較低，但不會失活；溫度，c,酶會失活。pHWd、pH》/,

酶都會失活。

③由圖3可知，酶的作用條件較溫和，在最適宜的溫度和p