高中生物(新教材)《酶的特性》导学案+课后练习题

第2课时酶的特性学习目标核心素养1.理解酶的高效性和专一性的含义。

2．归纳温度和pH变化对酶活性的影响，并能分析有关曲线。

3．进一步尝试控制自变量，观察和检测因变量，体验对照实验和重复实验的实验方法。

1.科学思维：通过建立温度、pH等对酶活性的影响的数学模型，理解温度、pH等对酶活性的影响规律和实质。

2．科学探究：体验探究环境因素影响酶活性的实验设计思路，规范实验步骤。

3．社会责任：通过学习酶的作用机理及特性，能够解释发烧使人食欲减退以及加酶洗衣粉使用方法等生产生活实际例子。

1．酶的高效性(1)含义：酶的催化效率比无机催化剂高许多，大约是无机催化剂的□1107～1013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)无机催化剂催化的化学反应范围比较□2广。

例如，酸既能催化□3蛋白质水解，也能催化□4脂肪水解，还能催化□5淀粉水解。

(2)探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用①实验原理：淀粉和蔗糖都是□6非还原糖。

它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。

还原糖能够与□7斐林试剂发生氧化还原反应，生成□8砖红色的氧化亚铜沉淀。

②目的要求：探究淀粉酶是否只能催化□9特定的化学反应。

③设计思路：④实验步骤(思路一)：a.取□12两支洁净的试管，编上号，然后按照下列要求操作b．轻轻振荡两支试管，使试管内的液体混合均匀，然后将试管的下半部浸到□1360_℃左右的热水中，保温5 min。

c．取出两支试管，各加入2 mL□14斐林试剂，振荡混匀。

d．将两支试管的下半部放进盛有□15热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1 min。

e．观察两支试管内的溶液颜色变化。

⑤实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了□16还原糖，淀粉□17有水解；2号试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖□18没有水解。

⑥实验结论：淀粉酶只催化□19淀粉水解，不能催化□20蔗糖水解，酶具有□21专一性。

(3)酶专一性含义：每一种酶只能催化□22一种或一类化学反应。

例：过氧化氢酶只能催化□23过氧化氢分解。

二肽酶能催化所有二肽水解。

(4)酶专一性意义：使细胞代谢有条不紊地进行。

问题思考根据前面所说酶的知识，如何设计实验证明酶的高效性，尝试写出实验自变量、因变量以及实验思路？提示：①自变量：催化剂种类。

②因变量：底物分解速率。

③实验思路实验组：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)问题思考本实验能否使用碘液来进行颜色鉴定？提示：不能。

因蔗糖无论是否水解都不会与碘液产生特定颜色。

问题思考本实验过程是否有不合理之处？写出原因。

提示：有，加入斐林试剂后，本实验用的是沸水浴加热，应该为温水浴加热。

题型一酶的高效性和专一性曲线分析[例1]下图1表示未加酶，加入无机催化剂，加入酶的反应曲线与时间的关系，图2表示加入酶A、酶B、未加酶反应速率的变化曲线，说法错误的是()A．图1中①表示加入酶，②表示未加酶，③表示加入无机催化剂B．图1三条曲线对比说明酶具有催化作用和高效性C．图1可以得出酶只改变反应速率，并没有改变生成物的量D．图2中两条曲线比较表明酶具有专一性解题分析图1表示未加酶、加入无机催化剂、加入酶的反应曲线与时间的关系，由题图知在曲线①、②、③中，曲线①最先达到平衡点，其次是曲线②，曲线③最后达到平衡点，可知曲线①、②、③依次代表的是加入酶、加入无机催化剂、未加入酶的曲线。

答案 A题型二酶的高效性和专一性实验分析[例2]下列有关探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验，说法错误的是()A．设置2号试管的作用是对照B．此实验可以用碘液检测C．5和4不能调换顺序且第5步斐林试剂应使温水浴加热D．验证酶的专一性，还可以是底物相同酶不同解题分析由于蔗糖是否发生水解都不会与碘液发生颜色反应，因此该实验不能用碘液代替斐林试剂。

答案 B知识点二影响酶活性的条件1．酶活性(1)定义：酶催化□1特定化学反应的能力。

(2)表示方法：可用一定条件下酶所催化某一化学反应的□2速率表示。

2．探究温度对酶活性的影响(1)提出问题：□3温度对酶的活性会产生怎样的影响？(2)作出假设：最适温度下酶的活性□4最高。

(3)设计实验①实验设计思路(包括自变量、如何控制自变量、因变量、如何检测因变量、怎样对无关变量进行控制、对照实验)②预期结果：□10热水和冰块里的淀粉酶没有分解淀粉，发生蓝色反应，37_℃的水里的淀粉酶分解淀粉，无明显颜色反应。

③材料：质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、缓冲液、热水、37 ℃的水、冰块、碘液、试管、烧杯、滴管、酒精灯等。

(4)进行实验(以唾液淀粉酶的催化作用为例)(5)实验结果：热水和冰块的两组实验结果：□11呈现蓝色，37 ℃的水组实验结果：□12无明显颜色反应。

(6)实验结论：□13酶的作用需要适宜的温度，温度偏高或偏低都会影响酶的活性，使酶活性降低。

3．探究pH对酶活性的影响(1)提出问题：□14pH对酶的活性会产生怎样的影响？(2)作出假设：最适pH下酶的活性最高。

(3)设计实验①材料：质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液、质量分数为3%的过氧化氢、0.01 mol/L的氢氧化钠溶液、0.01 mol/L的盐酸、蒸馏水、试管、滴管等。

②实验设计思路(包括自变量、如何控制自变量、因变量、如何检测因变量、怎样对无关变量进行控制、对照试验)③预期结果：□22氢氧化钠和盐酸两组无明显气泡产生，蒸馏水组有大量气泡产生。

(4)进行实验(5)实验结果：氢氧化钠和盐酸两组实验结果：□23无明显气泡产生，蒸馏水组实验结果：□24有大量气泡产生。

(6)实验结论：□25酶的作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会使酶活性降低。

4．通过以上实验可以看出，溶液的温度和pH都对酶活性有影响。

与无机催化剂比，酶所催化的化学反应一般是在□26比较温和的条件下进行的。

问题思考能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成来判断试管中的淀粉是否水解了？提示：不能。

因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂使用时需要水浴加热。

问题思考能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？提示：不能。

过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率差异，会干扰实验结果。

延伸拓展探究温度对酶活性的影响时，一定要让底物和酶在所需的温度下各自保温一段时间，再进行混合，并且按一定的温度梯度多设几个实验组。

问题思考能否使用斐林试剂作为探究pH对酶活性影响的指示剂？提示：探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂中的Cu(OH)2发生中和反应，使斐林试剂失去作用。

问题思考能否用淀粉酶催化淀粉的反应来做探究pH对酶活性的影响。

提示：探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。

延伸拓展探究pH对酶活性的影响实验时，必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加NaOH溶液、加盐酸)，然后再加入反应物。

否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验准确性。

题型三与酶活性有关的实验设计[例3]如表所示为某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。

已知实验一中淀粉酶的最适温度为60 ℃，据此回答下列问题：(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。

(2)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是____________________________________。

实验一的第⑤步最好选用________(试剂)比较淀粉的________________。

(3)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________。

为什么？____________________________。

(4)分析实验二的结果，可得到的结论是：______________________________________________________________________ ____________________________________；欲在该预实验的基础上进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。

解题分析(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。

(2)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。

斐林试剂检验还原糖的实验需要水浴加热，可能会影响实验结果。

淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘液比较淀粉的剩余量。

(3)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。

(4)由实验二的结果可知，该过氧化氢酶作用的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低。

欲在该预实验的基础上进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～8之间设置梯度。

答案(1)无关自(2)使新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合碘液剩余量(3)不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低6～8知识点三酶的作用条件较温和1．温度对酶活性的影响(1)曲线分析①在□1最适温度条件下，酶的活性最高(如B点)。

温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。

②低温(如A点)影响酶的活性，但不会使□2酶的空间结构遭到破坏，温度升高后，酶□3仍能恢复活性。

但高温(如C点)会导致□4酶的空间结构遭到破坏，使其□5永久失去活性。

③酶制剂适于在□6低温下保存。

(2)各类生物的最适温度动物体内的酶最适温度在□735～40_℃之间；植物体内的酶最适温度在□8 40～50_℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别□9较大，有的酶最适温度可高达□1070_℃。

2．pH对酶活性的影响(1)曲线分析①在□11最适pH条件下，酶活性最高(如E点)。

pH偏高和偏低，酶活性都会明显□12下降。

②过酸(如D点)、过碱(如F点)都会使□13酶的空间结构遭到破坏，使酶□14永久失活。

(2)各类生物的最适pH动物体内的酶最适pH大多在□156.5～8.0之间，但胃蛋白酶比较特殊(最适pH在□161.5)；植物体内的酶最适pH大多在□174.5～6.5之间。

3．细胞中的各类化学反应之所以有序进行，除了与酶的特性有关还与酶在细胞中的□18分布有关。