高中生物必修1：5.1.2 酶的特性和影响酶活性的因素学案

第2课时酶的特性和影响酶活性的因素学习目标引导

核心素养对接关键术语

1.探究影响酶活性的因素。

2.分析影响酶促反应的因素。

3.分析酶的高效性和专一性。1.科学思维——建立模型：通过

建立温度、pH对酶活性的影响

等数学模型，理解影响的规律和

实质。

2.科学探究——实验思路及设

计：合理设计探究温度、pH对

酶活性影响的实验步骤，规范实

施实验，探究影响的规律。

高效性

专一性

酶的活性

影响因素|预知概念|

一、酶的特性(连线)

答案①—b②—c③—a

二、酶促反应

1.概念由酶催化的化学反应。

2.酶活性在酶促反应中，酶的催化效率。

三、影响酶活性的因素

1.温度

酶促反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度，低于或高于这一温度都会使反应速率降低。

2.pH

酶表现出最高反应速率时的pH称为酶的最适pH。pH对酶活性的影响是通过改变酶的活性中心等发挥作用的。

3.酶失活的原因

(1)外因：高温、过酸、过碱；

(2)内因：空间结构被破坏。

|过程评价|

1.酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响( √ )

2.蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性( √ )

3.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( √ )

4.由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性( × )

5.高温、低温、强碱、强酸都会使酶失活( × )

6.探究酶的最适温度，需要设置多组实验，相邻两组实验具有一定的温差( √ )

|联想·质疑|

★科学解释：一把钥匙开一把锁，描述了酶具有专一性。

★科学解释：高温会破坏酶的空间结构，使酶永久丧失催化功能。

酶具有专一性的原因是什么？

提示酶的活性部位必须与底物分子的空间结构相匹配，才能催化该反应。

科学探究1酶的高效性和专一性

1.下图分别表示酶高效性和专一性的曲线，请分析

(1)根据图1，酶和无机催化剂相比，有什么共同点和不同点？

提示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)根据图2分析：在A反应物中加入酶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，这说明什么？

提示酶A能催化反应物A反应，酶B不能催化反应物A反应，酶的作用具有专一性。

2.酶的专一性特点模式图

蔗糖酶的作用过程示意图

(1)蔗糖酶只能水解蔗糖的原因是什么？

提示原因是蔗糖酶的活性部位只能与蔗糖分子的空间结构相匹配。

(2)酶能否增加产物的产生量？

提示不能，酶只能加快反应速率，不能改变化学反应平衡点。

3.为了验证酶的专一性，某同学设计了下表，请补充完整

【探究应用】

1.为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是()

A.①和③对比，用双缩脲试剂检测

B.②和④对比，用碘液检测

C.④和⑤对比，用斐林试剂检测

D.③和④对比，用斐林试剂检测

解析蛋白酶和淀粉酶的化学本质是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A错误；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测，B正确；淀粉酶水解淀粉后产生葡萄糖，葡萄糖和麦芽糖都属于还原性糖，用斐林试剂检测，都会出现砖红色沉淀，C错误；斐林试剂不能检测蛋白质是否水解，D错误。

答案 B

2.我国科学家研制出了能成功检测SARS病毒的酶联免疫试剂，专用于“非典”的快速诊断。此试剂具有准确、灵敏、快速、方便和经济等优点，一个测试板可同时检测96个样品，1小时左右获得检测结果。它应用的是()

A.酶的高效性和专一性原理

B.酶的专一性原理

C.酶的识别原理

D.酶的高效性

解析 该测试板专门用于“非典”的快速诊断，说明酶具有专一性；一个测试板可同时检测96个样品，1小时左右获得检测结果，说明酶具有高效性。 答案

A

1.探究酶的高效性的实验设计思路

实验组：底物＋生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物形成的速率) 对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速率(或产物形成的速率) 2.探究酶专一性的实验设计思路 (1)变量分析⎩⎪⎨⎪⎧自变量⎩⎪⎨⎪⎧①不同底物②不同酶

因变量：底物是否被分解

(2)设计思路⎩⎪⎨⎪⎧①不同的底物→⎩⎪⎨

⎪⎧底物＋同一种酶另一底物＋同一种酶

②不同的酶→⎩⎪⎨⎪⎧同一种底物＋一种酶

同一种底物＋另一种酶

科学探究2 探究温度对酶活性的影响

探究温度对酶活性的影响：

某同学设计了探究温度对酶活性的影响实验，有0 ℃、60 ℃、100 ℃三组，下图只显示了部分装置，请回答问题：

(1)该实验的自变量是什么？实验需要不需要保持酶的最适pH 条件？pH 在该实验中属于什么变量？

提示 该实验的自变量是温度。该实验需要在酶的最适pH 条件下进行，pH 在该

实验中属于无关变量。

(2)该实验为什么要将底物和酶溶液的温度控制到预设的温度后再混合？

提示使每一组实验严格在预设的温度下进行，如果先将底物和酶混合后再控制温度，每一组实验的温度是变化的，降低了实验的说服力。

(3)预期结果和结论：

①结果预测：0 ℃：________，60 ℃：________，100 ℃：________

②实验结论：_________________________________________________

______________________________________________________________。

提示①变蓝无明显变化变蓝

②酶的催化需要适宜的温度，高于或低于最适温度酶的活性都会降低，甚至失活【探究应用】

1.在探究影响酶活性的条件的实验中，在探究不同的温度对酶活性的影响时，温度和pH分别属于()

A.自变量和因变量

B.因变量和无关变量

C.自变量和无关变量

D.自变量和对照变量

解析该实验的目的是探究不同的温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶的活性，pH、底物浓度、酶浓度等都属于无关变量。

答案 C

2.现有三支试管甲、乙、丙，先向各试管内均加入2 mL可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列叙述错误的是()

A.甲和乙试管对照，说明酶具有专一性