2019-2020年高中生物 课时16 酶的特性导学案 新人教版必修1

2019-2020年高中生物课时16 酶的特性导学案新人教版必修1

【学习目标】

1．说出酶的特性。

2．学会设置对照组和重复实验。

【自主梳理】

1．酶的高效性和专一性：

2．(1)酶活性的概念：酶对化学反应的催化效率。

(2)影响酶活性的主要因素：__________和_________。

3．温度、pH对酶活性的影响：

比较项目酶活性大小酶空间结构是否遭到

破坏

条件恢复后酶活性能

否恢复

温度最适宜最高否―过低

过高

pH

最适宜最高否―过酸过碱

生物最适温度

a.动物I.有的可达70 °C

b.植物II.35?40 °C

c.细菌、真菌III.40?50 °C

5．人体不同消化液中酶的最适pH(连线)

消化液最适pH

a.唾液I.0.9?1.5

b.胃液II.7.6

c.小肠液III.6.2?7.4

【预习小测】

1．判断正误：淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化。

2．判断正误：一种酶只能催化一种化学反应。

3．判断正误：高温和低温均能破坏酶的结构从而使其失去活性。

4．判断正误：不同酶的最适pH相同。

5．判断正误：蛋白酶能够催化脂肪的分解。

6．判断正误：酶的最适pH会随着温度的改变而改变。

知识拓展· 探究案

【探究一酶的高效性和专一性】

1．在"比较过氧化氢在不同条件下的分解"实验中，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍，然而加入过氧化氢酶的试管中产生的气泡却较多，这说明酶具有什么特性？

2．加酶洗衣粉中加入的主要是蛋白酶，探究下列不同材质的衣物能否用加酶洗衣粉洗涤。

(1)棉、麻类衣物

判断：_________。

理由：棉、麻类衣物的主要成分是__________，__________(填"会"或"不会")被蛋白酶分解。

(2)羊毛、兔毛、蚕丝类衣物判断：__________。

理由：羊毛、兔毛、蚕丝类衣物的主要成分是__________，会被__________分解而使衣物受到损坏。

【典例精析】

下页表中是某同学探究酶特性的实验操作步骤，请根据要求回答问题。

步骤操作方法

试管

甲乙

1 注入可溶性淀粉溶液

2 mL ―

2 注入蔗糖溶液― 2 mL

3 注入斐林试剂 2 mL 2 mL

4 注入新鲜的某种酶溶液 2 mL 2 mL

5 酒精灯隔水加热煮沸1 min

6 . 观察现象 A B

(1)甲、乙两支试管内各物质的量要求相同的目的是

_______________________________。

(2)若该实验的目的是验证酶作用的专一性，则步骤4 可以选用________或________两种不同类别的酶。

(3)如果按上述步骤进行操作，分析A、B可能出现的现象及原因。

现象：_______________________________。

原因：______________________________________________________。

(4)出现(3)中现象的原因是该实验操作步骤中存在明显的缺陷，请写出正确的操作步骤。(用上表中数字表示，需增加的步骤用文字表

达)________________________________________。

【变式训练】

请用下列所给的材料用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论。

材料用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液,斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅，50?60℃水浴锅。

(1)若“+”代表加入适量的溶液，“一”代表不加溶液，请用这些符号完成下表实验设计。

溶液试管蔗糖溶

液

淀粉溶

液

蔗糖酶

溶液

唾液淀粉酶

溶液

甲+ - + -

乙- + - +

丙

丁

(2)实验步骤：

①按照上表中的设计,取试管、加溶液；

②混匀，37℃恒温水浴一段时间；

③从恒温水浴锅取出试管，分别加入适量的________，然后混匀，再________一段时间；

④观察实验现象并记录实验结果。

(3)结果预测：________________________________。

(4)结论:________________________________。

【探究二影响酶活性的因素】

3．在“探究温度对酶活性的影响”实验中进行温度设置时，能否将酶与底物混合后再在相应温度下保温处理？

4．分析“探究温度对酶活性的影响”实验中哪个因素是自变量，哪些因素应该保持相同且适宜？

5．探究温度和pH对酶活性的影响，据图回答下列问题。

(1)甲图中影响酶活性的因素是_____________，乙图中是_____________。

(2)描述甲、乙两图中段与BC段的含义。

(3)分析甲、乙两图中A点与C点的酶结构破坏情况和活性，完成如下表格。

比较项目甲图乙图

A点酶结构酶活性

C点酶结构酶活性

6．下图表示酶量一定、其他条件适宜时，酶促反应速率与底物浓度的关系，分析并思考下列问题。

(1)分析AB段表示的含义。

(2)B点时，酶促反应速率不再加快，分析其影响因素。

(3)底物浓度会通过影响酶活性而影响酶促反应速率吗？

【典例精析】

下图为温度、pH与酶活性的关系，下列叙述不正确的是

A.曲线a上的AB段表示酶的空间结构遭到了破坏

B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线b相似

C.曲线b、c说明不同的酶有不同的最适pH

D.酶活性随温度的升高而增强

【变式训练】

(反应物浓度对酶促反应的影响)下图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是

A.曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系

B.限制曲线b的AB段反应速率的主要因素为反应物浓度

C.形成曲线c的原因可能是B点时酶量增加或适当升温

D.若在适当升高温度条件下重复该实验，图中A点位置将下移

【随堂自测】

1．胃液中的胃蛋白酶可将蛋白质水解为多肽，但不能使多肽水解为氨基酸，这一事实说明了酶的

A.高效性

B.专一性

C.多样性

D.稳定性

2．酶在经0℃和100℃温度处理后，都没有活性，再恢复为适宜温度时，经0℃温度处理的酶活性恢复，经100℃温度处理的酶活性未恢复，原因是

A.酶的适宜温度与0℃的差值比与100℃的差值小

B.经过0℃处理的酶的空间结构未被破坏，经过100℃处理的酶的空间结构被破坏

C.经过0℃处理的酶的空间结构被破坏

D.经过100℃处理的酶被氧化分解

3．下图中，曲线反映的是某种酶的催化反应速率与反应物浓度的关系。在一定的温度和pH条件下，M点之前和之后反应速率的限制因素分别是

A.酶量和反应物浓度

B.反应物浓度和酶量

C.反应物浓度和反应物浓度

D.酶量和酶量

4．下图表示人体内某种酶促反应速率受温度和pH 影响的情况，下列解释不正确的是

A.在A点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大

B.在B点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大

C.在C点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大

D.该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征

5．探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是

①取3支试管编号，各注入2 mL淀粉溶液；另取3支试管编号，各注入lmL新鲜的淀粉酶溶液

②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度5 min ③向各试管中滴一滴碘液

④将6支试管分成3组，每组各有1支盛淀粉溶液和1支盛淀粉酶溶液的试管，分别放在60℃的热水、沸水和冰水中

⑤观察实验现象

A.①→②→④→③→⑤

B.①→③→②→④→⑤

C.①→③→④→②→⑤

D.①→④→②→③→⑤

6．下图是某研究小组围绕探究H2O2分解条件而获得的实验结果。试回答下列有关问题。

(1)图甲、乙所代表的实验中，实验自变量依次为________、________。

(2)根据图甲可以得出的实验结论是________________。

(3)图乙曲线BC段产生的最可能原因是_______________________________。

【探究归纳】

1．教材提炼：

2．【提醒】某种酶的最适pH和温度通常是固定不变的，不会随着外界环境的改变而发生变化。

3．探究酶的专一性的实验中的自变量可以是不同的底物，也可以是不同的酶；因变量是底物是否被分解。

4．区分温度、pH、底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的实质：

(1)温度和pH：通过影响酶活性而影响酶促反应速率。

(2)底物浓度和酶浓度：通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。

5．影响酶活性和酶促反应速率的因素：

必修1课时16 酶的特性

详细答案

课前预习· 预习案【自主梳理】

1．1.无机催化剂细胞代谢

2.一种或一类细胞代谢

2．(2)温度pH

3．如下表所示：

比较项目酶活性大小酶空间结构

是否遭到破

坏

条件恢复后

酶活性能否

恢复

最适宜最高否—

温度过低降低否能

过高降低是不能

最适宜最高否—

pH 过酸过碱降低是不能

4．a—Ⅱb—Ⅲ

5．a—Ⅲ b—Ⅰ c—Ⅱ

【预习小测】

1．×提示：淀粉酶的本质是蛋白质，会被蛋白酶水解而失去活性。

2．×提示：一种酶只能催化一种或一类化学反应。

3．×提示：高温会破坏酶的空间结构，使其失去活性，而低温只是抑制了酶的活性，没有破坏酶的结构。

4．×提示：不同酶的最适pH不相同。

5．×提示：酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的分解。

6．×提示：一种酶的最适pH是固定不变的，不会随着外界环境的改变而变化。

知识拓展· 探究案

【探究一酶的高效性和专一性】

1．提示：高效性。

2．(1)能纤维素不会 (2)不能蛋白质蛋白酶

【典例精析】

(1)为排除各物质的量不同对实验结果的影响，便于结果分析

(2)淀粉酶蔗糖酶

(3)现象：A、B可能都不形成砖红色沉淀

原因：①先加斐林试剂再加酶，斐林试剂可能影响酶的活性；②加人酶溶液后，隔水加热煮沸，既可能使酶不能充分催化反应，又可能使酶因失活而无催化作用

(4)1→2→4→适宜温度条件下，保温5min→3→5→6

【解析】该实验验证的是酶的专一性，可设置同一种酶作用于不同的底物，通过底物是否被分解来验证，因此可选用淀粉酶或蔗糖酶；由于斐林试剂中含有NaOH，在反应前先加斐林试剂，会对酶活性造成影响；酶与底物结合需要一定的时间，加入酶后立即加热，可能使酶因高温而失活，从而不能充分催化反应。

【备注】酶具有高效性和专一性，高效性体现在酶能够显著降低化学反应的活化能，加快反应速率；专一性体现在一种酶只能催化一种或一类化学反应。

【变式训练】

(1)(二支试管添加的物质顺序可变，只要能够形成2组对照即可)

溶液试管蔗糖

溶液

淀粉

溶液

蔗糖酶

溶液

唾液淀粉

酶溶液

甲+ - + -

乙- + - +

丙+ - - +

丁- + + -

(2)斐林试剂50?65°C水浴加热

(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀

(4)(哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶)酶的催化作用具有专一性

【解析】验证酶的专一性实验，实验变量可以是不同的底物，也可以是不同的酴，因此设计的思路有两种：一是利用同种底物，加入不同的两种醉；二是利用不同的两种底物，加入相同的酶；该实验中使用的蔗糖、淀粉分别在蔗糖酶、淀粉酶催化下，都能产生还原糖，因此可用斐林试剂来检测是否有产物生成。

【备注】无

【探究二影响酶活性的因素】

3．提示：不能，应将酶与底物分别在相应温度下保温处理后，再进行混合。否则可能在达到相应温度之前，酶与底物就已进行了反应，达不到探究实验的目的。

4．提示：温度是自变量，应控制淀粉溶液的量、淀粉酶的浓度和用量、水浴时间、混合物的pH和实验步骤的操作顺序等条件相同且适宜。

5．(1)温度 pH

(2)①当温度低于最适温度时，酶活性随温度升高而升高当温度高于最适温度时，酶活性随温度升高而降低，并最终失活

②当pH低于最适pH时，酶活性随pH降低而降低，并最终失活当pH高于最适pH时，酶活性随pH升高而降低，并最终失活

(3)未被破坏被破坏仍有活性只是活性较低没有活性被破坏被破

坏没有活性没有活性

6．(1)提示：在一定范围内，随底物浓度的增加，酶促反应速率加快。

(2)提示：主要受酶量的限制，酶全部与底物结合，已达到饱和状态。

(3)提示：底物浓度通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率，并不影响酶活性。

【典例精析】

D

【解析】曲线"上的AB段表示高温破坏了酶的空间结构而使酶活性降低。从10℃到40℃左右，随着温度升高酶活性逐渐增强；超过40℃，随着温度升高酶活性逐渐减弱。曲线b、c说明不同酶的最适pH不同，曲线b对应的酶的最适pH为强酸性，与胃蛋白酶类似。

【备注】温度、pH、底物浓度均会影响酶促反应速率。过酸、过碱和温度过高都会使酶的分子结构遭到破坏，使酶永久失去活性，不能恢复。低温会使酶的活性显著降低，但不会使酶失活，恢复适宜温度后，酶的活性可以恢复。底物浓度通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。

【变式训练】

C

【解析】反应速率可以用单位时间内生成物的增加量或反应物的减少量来表示，曲线a反应速率最低，说明其酶量低，限制反应速率的是酶的浓度。曲线b的AB 段，随着反应物浓度增加，反应速率增加，表明限制反应速率的是反应物浓度。曲线c在B点后反应速率上升，表明此时加大了酶浓度，但不可能是升高温度，因为本实验是在最适温度和pH条件下进行的，升高温度只会使反应速率下降，故C错误，D正确。

【备注】无

【随堂自测】

1．B

【解析】蛋白酶能够将蛋白质水解成多肽，但不能将多肽进一步水解，说明酶具有专一性。【备注】无

2．B

【解析】0℃的低温只能抑制酶的活性，但不会使酶失活，恢复适宜温度后，酶活性仍能恢复；经100℃处理后酶的空间结构遭到破坏，酶活性不能恢复。

【备注】无

3．B

【解析】该题中酶量是定值，反应物浓度为自变量，M点表示当酶量一定时反应速率达到最大值。M点前的限制因素为反应物浓度，M点后的限制因素为酶量。

【备注】无

4．B

【解析】题图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素，不仅包括温度和pH，还包括酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C两项正确，B项错误。题图显示，该酶的最适pH为2左右，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。

【备注】无

5．D

【解析】在探究温度对酶活性的影响时，要先取材，分组编号，在相应温度下处理反应物和酶，然后将相同温度下处理的反应物和酶混合，再在各自温度下保温一段时间后，进行观察，由实验现象得出结论。

【备注】无

6．(1)催化剂种类 H2O2浓度

(2)酶的催化作用具有高效性

(3)反应受到过氧化氢酶数量(浓度)的限制

【解析】(1)图甲表示在H2O2溶液中分别加入过氧化氢酶和Fe3+时，随着时间的变化O2产生量的变化，图乙表示随着H2O2浓度的变化O2产生速率的变化，所以自变量分别是催化剂种类、H2O2浓度；

(2)图甲表示加入过氧化氢酶时O2 产生量更多，说明酶具有高效性；

(3)随着H2O2浓度的增大，O2的产生速率加快，但是酶的量一定，所以O2的产生速率逐渐达到最大值。

【备注】无

2019-2020年高中生物课时16 酶的特性课后练习新人教版必修

1

【基础过关】

1．下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是

A.验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类

B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度

C.探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度

D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组

2．下图中A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系，请据图回答下列问题。

(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是

___________________。

(2)图B中，E点所对应的温度称为_____________。

(3)图B中，E点到F点曲线急剧下降，其原因是_________________________。

(4)图C可表示_____________催化反应速率的变化。

A.唾液淀粉酶

B.胃蛋白酶

C.胰蛋白酶

D.植物淀粉酶

3．在最适温度下，底物浓度对酶所催化的反应速率的影响如图所示，其中K m表示当反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度。下列说法中正确的是

A.适当升高温度，V max和K m均会增大

B.K m值越大，表示酶和底物的亲和力越强

C.同一种酶对不同的底物具有相同的K m值

D.对于同一种嗨与底物来说，K m的大小与V max呈负相关

4．下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是

A.淀粉酶溶液中加入强酸

B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶

C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液

D.淀粉酶经高温供干制成粉剂

5．将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会

A.提高淀粉酶活性

B.改变可溶性糖分子结构

C.防止玉米粒发芽

D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶

【能力提升】

1．下图表示人体肝细胞内的某种生化反应，有关叙述正确的是

A.甲和乙都是反应的底物

B.丙、丁的相对分子质量之和小于乙的

C.该反应过程一定发生于细胞外

D.甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质

2．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整pH 至2.0，保存于37℃的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是

A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水

C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

3．如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率或生成物质量的变化，有关叙述不正确的是

A.图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系

B.图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物质量的变化

C.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率

D.图③不能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系

必修1课时16 酶的特性

课后练习·详细答案

【基础过关】

1．C

【解析】验证酶的专一性时，自变量是反应物的种类或酶的种类。验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类。探究酶催化作用的最适pH时，应设置酸性→中性→碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确。

【备注】无

2．(1)受酶浓度的限制

(2)酶促反应的最适温度

(3)温度升高，酶活性降低甚至失活

(4)C

【解析】(1)虽然反应物浓度逐渐增加，但是由于催化化学反应的酶的数量有限，酶促反应速率不再增加；(2)E点时酶促反应速率最大，对应的温度为酶促反应的最适温度；(3)F点温度较E 点高，酶的空间结构逐渐遭到破坏使活性降低，导致酶促反应速率下降；(4)胰蛋白酶的最适pH为弱碱性，唾液淀粉酶的最适pH为中性，胃蛋白酶的最适pH为1.5，植物体内的酶最适pH 大多在4.5?6.5之间。

【备注】无

3．D

【解析】由于图中所示是在最适温度下测得的，改变温度就会降低酶的活性，所以V max就会降低；酶具有专一性，对于不同底物的亲和力是不同的；K m值越大表示酶与底物的亲和力就越低，也就是酶的活性越低，则V max就会越小，所以K m与V max呈负相关。

【备注】无

4．C

【解析】无

【备注】无

5．D

【解析】由题意知，甜玉米的可溶性糖含量高，放入沸水中片刻，破坏了有关酶的空间结构而使其变性失活，可溶性糖不能再转化成淀粉，所以能保持其甜味。

【备注】无

【能力提升】

1．D

【解析】酶的特点是在反应前后理化性质保持不变，通过反应前后对比可知，甲没有变化，可以断定甲为酶。乙被分解成了丙和丁，若是水解反应，丙和丁的相对分子质量之和比乙的相对分子质量大。酶的作用场所可以在细胞内，也可以在细胞外，如消化酶。大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，若图中甲为后者，则甲、乙、丙、丁可能都不是蛋白质。

【备注】无

2．A

【解析】在pH为2.0时，唾液淀粉酶已经失活，蛋白质(包括唾液淀粉酶)均被胃蛋白酶水解成多肽，淀粉没有被水解，由于没有肽酶，不能生成氨基酸。故容器内剩余的物质是淀粉、胃蛋白酶、多肽和水。

【备注】无

3．D

【解析】酶量增加一倍时，在底物浓度相同的情况下，反应速率加快，但是整个反应中，生成物的质量不变，因此A、B两项正确。过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高，因此，在底物浓度不变时，过氧化氢酶可缩短化学反应的时间，但生成物质量不变，C项正确。在其他条件一定的情况下，反应开始时，底物浓度高，反应速率快，随着底物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，因此图③能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系，D项错误。

【备注】无