1、第3课时 影响酶促反应速率的因素,第四章 第一节 ATP和酶,学习导航 1.结合教材P67，设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响，并能分析实验结果。 2.结合教材P68，归纳影响酶促反应速率的因素，并能分析相关曲线。 重难点击 1.设计实验探究影响酶活性的因素。 2.分析影响酶促反应速率因素的相关曲线。,课堂导入 方式一 加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。以上事例说明酶的作用有不同于无机催化剂的特
2、点，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。 方式二 由上节课可知，酶的化学本质大部分是蛋白质。有哪些因素会导致蛋白质变性？看来酶的作用需要适宜的条件，有很多因素能影响酶的作用。今天，我们就来探讨这些内容。,一、pH对酶促反应速率的影响,二、温度等因素对酶促反应速率的影响,内容索引,当堂检测,一、pH对酶促反应速率的影响,1.探究pH对酶活性的影响 (1)实验器材：滤纸、pH试纸、温度计、试管、烧杯、酒精灯，过氧化氢溶液、葡萄糖、酵母菌溶液等。 (2)实验装置,基础梳理,(3)操作步骤及现象,5,7,9,11,长,大量,少量,少量,短,长,(4)实验结果的曲线图：滤纸片接触液面会
3、下沉，直至烧杯底部，然后由烧杯底部上浮，直至浮出液面，及时记录整个过程所用时间(t)，以1/t为纵坐标(酶促反应速率)、pH为横坐标绘制曲线图如下：,2.右图是pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线，请分析： (1)酶活性会受到pH影响，适宜的pH是维持酶 的正常功能所必需的。 (2)酶催化效率最大时对应的pH称为 。 (3)在过酸或过碱条件下，会使酶的分子结构遭到破坏而 。 (4)pH的轻微改变使酶的活性 ，但未破坏酶的分子结构，恢复正常的pH时，酶的活性也可以恢复。 (5)不同酶的最适pH 。,最适pH,失去活性,降低,不同,答案 本实验中的自变量是不同pH。因变量是H2O2分解释放的O2
4、量(本实验中参照滤纸片浮至水面时所用的时间的长短)。本实验的无关变量是除pH以外的如温度、滤纸片的大小等因素。,1.探究pH对酶促反应速率影响的实验所依据的原理是什么？2.在探究pH对酶活性影响的实验中，所涉及的自变量、因变量及无关变量分别是什么？,问题探究,答案,答案 (1)反应原理：2H2O2 2H2OO2。 (2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量。可通过气泡生成量的多少，及滤纸片向上运动直至浮出液面所需时间的长短来检验O2生成量的多少。,答案,答案 过酸、过碱会使蛋白质变性失活。适宜pH下保存酶。,3.从蛋白质的结构和特点方面分析，在过酸、过碱的条件下，酶为什么失活？该如
5、何保存酶？,1.图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pHb时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是 A.pHa时，e点下移，d点左移 B.温度降低时，e点不移，d点右移 C.pHc时，e点为0 D.H2O2量增加时，e点不移，d点左移,拓展应用,答案,问题导析,问题导析 (1)pH处于 时，酶活性达到 ，低于或高于最适pH，酶活性都将 ，甚至失去活性。 (2)酶能 酶促反应的活化能，从而加快反应，但 反应的平衡点。 (3)依据题干，图乙为最适pH时的变化曲线。pHa时，反应速率 ，但最终产物量不变，即e点不变，但由
6、于酶活性减弱，达到平衡所需要的时间，d点 移。 (4)温度降低，酶的活性 ，反应速率 ，但 产物的量，e点 ，达到平衡所需要的时间增长，d点 移。 (5)pHc时，酶 ，反应无酶催化仍能进行，e点不为0。 (6)H2O2量增加时，分解生成的O2增多，达到平衡所需要的时间增多，因此e点 移，d点 移。,最适pH,最大,减弱,不能改变,增长,减慢,右,减弱,降低,不改变,不变,右,失去活性,上,右,降低,答案,返回上页,解析 酶活力可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量来表示，A正确； 由图可知，乙酶的最适pH范围较广，但在2时酶可能没有活性，B错误； pH为6时甲酶已经失去活性，再降到2还
7、是没有活性，C正确； 乙酶的pH范围较广，而甲酶和丙酶的范围较窄些，D正确。,2.下图曲线表示不同pH对三种蛋白酶活力的影响，有关叙述错误的是 A.酶活力可用单位时间内产物增加的量来表示 B.乙酶的活力不受pH影响 C.pH由6降至2，甲酶的活力不变 D.与乙酶相比，甲酶和丙酶的适宜pH范围较窄,答案,解析,二、温度等因素对酶促反应速率的影响,1.温度对酶促反应速率的影响 (1)温度对酶促反应速率的作用曲线 (2)对曲线的解读 在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的 而 ；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而 。 在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的
8、 。 (3)低温影响酶的活性，但不会使酶的 被破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，甚至使其 。,升高,加快,基础梳理,下降,最适温度,空间结构,永久失活,2.底物浓度对酶促反应速率的影响 (1)在一定的反应物浓度范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增加而；当反应物浓度达到某一定值后，再增加反应物浓度，反应速率也不再上升。这是受 或 的限制。 (2)曲线,上升,酶活性,酶浓度,3.酶浓度对酶促反应速率的影响 (1)在当反应物浓度大大超过酶浓度时(也即底物充足)，酶浓度与酶促反应的速率成 关系。 (2)曲线(如下图),正比例,探究温度对酶活性影响的实验(以工业淀粉酶的催化作用为例)
9、,问题探究,答案 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。,答案 不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要隔水加热。,1.结合实验结果你有什么结论？,答案,答案 1号试管中的淀粉被完全水解了，2、3号试管中的淀粉没有被水解。工业淀粉酶的活性受温度的影响。在60 时活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响酶的活性。,2.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？,3.能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？,(1)酶的活性受到温度和pH的影响，我们可以设计实验来探究影响酶活性的这两个条件，总的设计思路是：(2)探
10、究温度对酶活性的影响实验是不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶，因为过氧化氢酶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；探究pH对酶活性的影响实验时不宜选用淀粉和淀粉酶，因为淀粉在酸性条件下本身也会发生水解反应。,知识整合,3.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如图所示的曲线。下列分析正确的是 A.该酶催化反应的最适温度为35 左右，最适pH为8左右 B.当pH为8时，影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度 C.随pH升高，该酶催化反应的最适温度也随之变化 D.当pH为任一固定值时，实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响,拓展应用,答案,解析,解析 分析曲线可知，温
11、度约为35 、pH为8时，酶促反应速率相对较快；温度约为35 、pH大于或小于8时，酶促反应速率均下降，所以该酶的最适温度为35 左右，最适pH为8。当pH为8时，不同温度下酶促反应速率不同，此时温度为影响酶促反应速率的主要因素。在一定范围内，随pH的升高或降低，该酶促反应的最适温度均为35 左右；但当pH过高或过低时，酶变性失活，不同温度下的反应速率可能相同，此时温度已不再是酶促反应速率的影响因素。,解析 在A点时，随着反应物浓度的增加，反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物浓度。,4.如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化反应速率的影响，据图分析，下列说法
12、正确的是 A.如果在A点时，温度再提高5 ，则反应速率上升 B.在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变 C.在A点时，限制反应速率的因素是反应物浓度 D.在C点时，限制反应速率的因素是反应物浓度和酶的浓度,解析,答案,影响酶促反应速率的因素除了酶活性，还有其他的因素(1)底物(反应物)浓度对酶促反应速率的影响(如图1) 在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到了一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变，这是受酶浓度或酶活性的限制。 (2)酶浓度对酶促反应
13、速率的影响(如图2) 在底物足够、其他条件固定的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,课堂小结,pH,酶,底物,当堂检测,1.在“探究不同pH值对酶活性的影响”实验中，pH值属于 A.自变量 B.无关变量 C.因变量 D.对照变量,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量。探究不同pH值对酶活性的影响，所以pH是自变量。,解析 酶的活性受酸碱度的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.58.0之间，而胃中pH为1.5左右，因此随食团进入胃内的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A项正确； 酶是催化剂，在反应前后数量和性质均未变化，能继续催化，
14、所以B项不正确； 随食团进入胃内的唾液淀粉酶是在人体内进行的，温度无变化，所以C项不正确； 胃中无淀粉酶，所以D项不正确。,2.随食团进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是 A.酸碱度的改变使酶失活 B.唾液淀粉酶只能催化一次 C.温度的改变使酶失活 D.胃中已有淀粉酶,答案,解析,2,3,4,5,1,3.分别用0 和100 的温度处理某种酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但 A.经过0 处理的酶的活性能够恢复 B.经过100 处理的酶的活性能够恢复 C.经过0 处理的酶的空间结构遭到破坏 D.经过100 处理的酶被水解成了氨基酸,答案,解析,解析 高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶
15、的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；高温破坏酶的分子结构，使酶活性永久丧失。,2,3,4,5,1,4.如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化，下列有关叙述不正确的是A.甲中虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系 B.乙中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线 C.若乙中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 D.图丙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,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 底物浓度充足时，酶促反应速率与酶浓度成正比，甲中虚线反应速率加快，可表示为酶量增加一倍时所引起的
16、。催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间，但不改变化学反应的平衡点，同时酶的催化效率高，故乙中虚线表示增加酶浓度，生成物量的变化示意曲线；实线可表示Fe3的催化效率，则虚线为过氧化氢酶的催化效率；丙中酶促反应开始时底物浓度高，反应快，后来底物逐渐被分解，反应速率降低，所以D项错误。,2,3,4,5,1,5.某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了三个实验。相应的实验结果如下图所示(实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜)。请分析回答下列问题：(1)实验1、2、3中的自变量分别为_。 (2)实验2结果反映，在b、c所对应的H2O2浓度范围内，H2O2溶液浓度会_(填“升高”“降低”或“不影响”)过氧化氢酶的活性，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是_。,答案,催化剂的种类、 H2O2浓度和pH,2,3,4,5,1,不影响,酶的数量有限,(3)实验1若温度升高10 ，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将_ (填“增大”或“减小”)，加Fe3的催化反应曲线斜率将_(填“增大”或“减小”)。 (4)实验3的结果显示，H2O2酶的最适pH为_，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，H2O2酶的活性将永久丧失，其原因是_。,答案,减小,2,3,4,5,1,增大,e,酶的空间结构被破坏,本课结束,