2021--2022学年 人教版 必修一 酶的特性 学案

第2课时酶的特性
学习目标1.说明酶的高效性、专一性和作用条件较温和。

2.进行相关的实验和探究。

素养要求 1.科学思维：构建温度、pH和底物浓度对酶促反响速率影响的模型。

2.科学探究：通过探究“影响酶活性的条件〞开展科学探究能力。

一、酶的特性
1．酶的高效性
(1)含义：酶的催化效率比无机催化剂高很多，大约是无机催化剂的107～1013倍。

(2)意义：可以使生命活动更加高效地进行。

2．酶的专一性
(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反响。

如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。

脲酶除了催化尿素分解外，对其他化学反响不起作用。

(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
酶所催化的化学反响一般是在比拟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。

低温只能使酶活性降低，不会使酶失活。

(1)酶的作用需要适宜的温度
在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。

在一定温度范围内，酶促反响速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反响速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。

(2)酶的作用需要适宜的pH
在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的最适pH。

偏离该pH，不管升高还是降低，酶促反响速率都会下降。

(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，这一现象表达了酶的专一性()
(3)由于酶在化学反响前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性()
(4)高温、低温、强碱、强酸都会使酶失活()
答案(1)√(2)√(3)×(4)×
淀粉和蔗糖都是非复原糖，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，它们都是复原糖。

下表为比拟淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：
试管编号 1 2
可溶性淀粉溶液 2 mL －
蔗糖溶液－ 2 mL
(1)1什么结论？
提示1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了复原糖，淀粉被水解，2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。

结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。

(2)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，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。

(3)该实验的自变量和因变量分别是什么？本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
提示自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。

本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。

另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化同一种底物水解。

二、探究影响酶活性的条件
1．酶活性的含义：酶对化学反响的催化效率。

2．探究酶活性的适宜条件
思路：
⎭⎪⎬⎪⎫底物＋t 1(或pH 1)＋酶液
底物＋t 2(或pH 2)＋酶液︙︙︙底物＋t n (或pH n
)＋酶液――→检测底物分解速率或剩余量 实例：
观察指标
无关变量pH相同且适宜等温度相同且适宜等
(1)pH影响酶活性的实验中实验材料不选择淀粉，原因是酸能促进淀粉水解()
(2)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行()
(3)在做温度影响酶的活性的实验中，假设某两支试管的反响速率相同，在其他条件均相同的条件下，可判断这两支试管所处的环境温度也一定是相同的()
答案(1)√(2)√(3)×
1．能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做温度对酶活性影响的实验？
提示不能。

过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。

2．“探究温度对酶活性影响的实验〞中为什么不用斐林试剂来检测淀粉是否水解？
提示因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反响需要水浴加热。

归纳总结研究温度和pH影响酶活性实验的4个注意点
(1)在探究影响酶活性的条件时，酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。

(2)当研究温度对酶活性的影响时，温度是自变量，pH等能够影响酶活性的其他因素属于无关变量，在实验时一定要遵循无关变量保持相同且适宜。

(3)在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，不能先将酶和反响物混合后再分别放置在不同条件下处理，原因是酶具有高效性，把酶和反响物混合后就会立即发生催化反响。

(4)不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，原因是温度升高时H2O2会分解，这样实验的变量不唯一。

1．以下图表示一个酶促反响，它所能反映的酶的一个特性和a、b、c最可能的物质依次是() A．高效性蛋白酶蛋白质多肽
B．专一性淀粉酶淀粉麦芽糖
C．专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖
D．高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸
答案B
解析图示酶促反响说明，a在反响前后形态结构未改变，是酶分子，b是底物，c是产物。

a 与b特异性结合后，在a的作用下，大分子b分解为含2个结构单元的小分子，说明酶具有专一性；对照四个选项，淀粉是多糖，麦芽糖是二糖，符合图示现象，B项正确。

2．以下实验或现象能说明酶的高效性的是()
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，分别参加等量的淀粉溶液，然后向其中一支试管中参加适量的淀粉酶溶液，另一支试管中参加等量的蒸馏水，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，分别参加等量过氧化氢酶和FeCl3溶液，观察气
泡的释放速率
A．①②③B．①③C．③D．②③
答案B
解析酶相对于无机催化剂来说具有高效性。

把唾液稀释后催化淀粉完全水解的速度仍快于无机催化剂，说明酶具有高效性。

，据图分析正确的选项是()
A．A点时酶的结构被破坏
B．B点时酶的活性最高
C．随温度升高酶活性增强
D．C点时酶对生化反响有抑制作用
答案B
解析A点时温度较低，酶活性很小，但酶的空间结构完好，A错误；B点时酶活性最高，B 正确；AB段，随着温度的升高，酶活性不断增强，而BC段，随着温度的升高，酶活性逐渐减弱，C错误；C点时，该酶仍具有活性，那么该酶对生化反响有催化作用，D错误。

4．以下有关“探究影响酶活性的条件〞实验的表达，正确的选项是()
A．假设探究pH对过氧化氢酶活性的影响，那么pH是自变量，过氧化氢分解速率是无关变量
B．假设探究温度对酶活性的影响，可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反响
C．假设探究温度对淀粉酶活性的影响，应将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调温度
D．假设探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测
答案D
解析假设探究pH对过氧化氢酶活性的影响，那么pH是自变量，过氧化氢分解速率是因变量，A项错误；假设探究温度对酶活性的影响，不可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反响，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，B项错误；假设探究温度对淀粉酶活性的影响，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液在各自所需的温度下保温一段时间再混合，C项错误；假设探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反响，而该实验中需严格控制温度，D项正确。

5．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃)，测定各组在不同反响时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。

答复以下问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。

(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反响的速度会________。

(3)如果在时间t2时，向C组反响体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量____，原因是____________________________________________________。

(4)生物体内酶的化学本质是______________________________________________________，
其特性有________________________________________________________(答出两点即可)。

答案(1)B(2)加快(3)不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反响产物总量也不会增加
(4)蛋白质或RNA高效性和专一性
解析(1)分析题图可知，40℃条件下产物浓度到达最大值所需时间比20℃条件下短，且40℃条件下产物浓度最大值大于60℃条件下，故在三个温度条件下，该酶活性最高的是B组。

(2)由题图信息可知，在20～40℃范围内的酶活性均大于20℃时的酶活性，故在t1之前，如果A 组温度提高10℃，那么A组酶催化反响的速度会加快。

(3)图示信息显示：在t2时，60℃条件下的酶已失活，故此时增加底物，产物总量不会增加。

(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA；酶的特性包括高效性、专一性、作用条件较温和。