1、第第 3 课时课时 影响酶促反应速率的因素影响酶促反应速率的因素 学习目标 1.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.归纳影 响酶促反应速率的因素，并能分析相关曲线。 一一、pH 对酶促反应速率的影响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 (3)操作步骤及现象 步骤 实验操作内容 烧杯 烧杯 烧杯 烧杯 将若干同样大小的滤纸片(1 cm2)浸入酵母菌液中，然后取出晾干、备用 取四只相同烧 杯， 各注入等量 体积分数为 2% 的不同 p
2、H 的 H2O2溶液 pH5 pH7 pH9 pH11 将相同数量的滤纸片逐片放入四只烧杯中 观察并记录 现象 有少量气泡 产生，并附 在滤纸片 上，滤纸片 浮出液面的 时间长 有大量气泡 产生，并附 在滤纸片 上，滤纸片 浮出液面的 时间短 有少量气泡 产生， 并附在 滤纸片上， 滤 纸片浮出液 面的时间长 有更少量气 泡产生， 并附 在滤纸片上， 滤纸片浮出 液面的时间 更长 (4)实验结果的曲线图：滤纸片接触液面会下沉，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.下图是 pH
3、 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 称为最适 pH。 (3)在过酸或过碱条件下，会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。 (4)pH 的轻微改变使酶的活性降低，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 不同。 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？ 答案 (1)反应原理：2H2O2 过氧化氢酶 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
4、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。 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？ 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。 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？该如何保存酶？ 答案 过酸、过碱会使蛋白质变性失活。适宜 pH 下保存酶。 1.如图曲线 b 表示在最适温度、最适 pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分 析正确的是( )
5、A.增大 pH，重复该实验，A、B 点位置都不变 B.B 点后，升高温度，酶活性增加，曲线将呈现 c 所示变化 C.酶量增加后，图示反应速率可用曲线 a 表示 D.反应物浓度是限制曲线 AB 段反应速率的主要因素 答案 D 解析 酶发挥作用需要适宜的温度和 pH， 高于或低于最适值都会降低酶的活性， 故增大 pH， 重复该实验，A、B 两点均向下移动，A 错误；B 点后升高温度，酶活性降低，反应速率降 低，B 错误；酶量增加后，酶促反应速率增大，可以用曲线 c 表示，C 错误；曲线 b 处于最 适温度和 pH 条件下，实验的自变量是反应物浓度，所以限制曲线 AB 段反应速率的主要因 素是反应物
6、浓度，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 B 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。 二二、温度等因素对酶促反应速
7、率的影响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升高而加快； 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下降。 在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。 (3)低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构被破坏，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上升；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
8、也不再上升。这是受酶浓度或酶活性的限制。 (2)曲线(如图) 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正比例关 系。 (2)曲线(如图) 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) 步骤 试管编号 1 2 3 加入 3%可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 提供环境温度 60 的水 沸水 冰块 保温 5 min 5 min 5 min 注入 2%的新鲜淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 继续保温 5 min 5 min 5 min 滴入碘液 1 滴 1 滴 1 滴 实验现象 无明显颜色变化 蓝色
9、蓝色 1.结合实验结果你有什么结论？ 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 否被水解了？ 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。 3.能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？ 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。 关键点拨 (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
10、思路是： 底物t1或pH1酶液 底物t2或pH2酶液 底物tn或pHn酶液 检测 底物分解速率或产物的生成速率 (2)探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。 3.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
11、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 答案 C 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.如图表示某酶不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量和反应时间的关系，解读此 图可获得的信息是( ) A.三个处理中 b 是此酶促反应的最适条件 B.三个处理条件的差异不可能是酶量的不同造成的 C.三个处理条件的差异可能是处理温度的不同造成的 D.三个处理条件的差异可能是反应物的量不同造成的 答案 C 解析 由图可知，a 条件下反应速率最快，c 条件下反应速率
12、最慢，因此 b 不是此酶促反应的 最适条件，选项 A 错误；三条曲线的差异是相同时间生成物的量不同，即反应速率不同，而 影响反应速率的因素有多种，可能是酶的量、反应的温度、溶液的 pH 等，选项 B 错误，C 正确；生成物不再增加(即表示反应结束)的时间不同，而生成物的量最后都相同，说明三个 处理中反应物的量相同，选项 D 错误。 1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)酶具有专一性、高效性，且受温度和 pH 的影响( ) (2)高温、低温、强碱、强酸都会使酶失活( ) (3)探究 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( ) (4)探究酶的最适 pH，需
13、要在酶的最适温度条件下进行( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 2.如图表示人体内某种酶促反应的反应速率受温度和 pH 的影响情况，下列解释不正确的是 ( ) A.在 a 点，将酶的浓度增大一倍，酶促反应速率可能增大 B.在 b 点，将酶的浓度增大一倍，酶促反应速率不可能增大 C.在 c 点，将酶的浓度增大一倍，酶促反应速率可能增大 D.该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 答案 B 解析 题图反映了温度和 pH 对酶促反应速率的影响，但是影响酶促反应速率的因素，不仅 包括温度和 pH， 还有酶浓度等。 在反应物充足的条件下， 增大酶浓度可以提高酶促反应速率， A、C 正确，B 错
14、误；题图显示，在 pH 为 2 左右时，该酶的活性较高，因此这种酶可能是胃 蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D 正确。 3.用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是( ) A.图 1 中酶在温度为 30 左右催化效率较高 B.图 2 和图 4 能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C.由图 3 实验结果可知酶具有高效性 D.由图 4 实验结果可知酶具有专一性 答案 C 解析 图 1 显示温度对酶活性的影响， 从图中能得到的结论是该酶在 30 左右时催化效率较 高；胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5 左右，能催化蛋白质的水解，图 2 显示 pH 为 7 时，反应物剩 余量最少，说明该酶的最适 p
15、H 为 7；由图 4 中麦芽糖的含量快速下降，蔗糖的含量不变，可 判断该酶能催化麦芽糖水解但不能催化蔗糖水解，实验结果说明了酶具有专一性，同时图 2 和图 4 能说明该酶一定不是胃蛋白酶；图 3 中加入 Cl ，该酶催化效率提高，加入 Cu2，该 酶催化效率降低，说明 Cl 是该酶的激活剂，Cu2是该酶的抑制剂；图 14 都不能反映酶具 有高效性。 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
16、 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 D 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 酶量增加一倍时底物浓度和反应速率的关系；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，故乙中虚线表示增加酶浓度，生成物量的变化示意曲线；与无 机催化剂相比，酶具有高效性，若实线表示 Fe3 的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催 化效率；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， 故图丙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。
17、5.(2019 云南云天化中学高二月考)为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方 案，见下表： 试管 底物和试剂 实验条件 1 1 cm3瘦肉块4 mL 蒸馏水 37 水浴；pH1.5 2 1 cm3瘦肉块4 mL 胃蛋白酶 37 水浴；pH8 3 1 cm3瘦肉块4 mL 胃蛋白酶 ；pH1.5 4 1 cm3瘦肉块4 mL 胃蛋白酶 0 水浴；pH1.5 (1)请完成实验设计：应为_。 (2)3、4 号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是_，请为该组实验拟定一 个课题名称：_。 (3)本实验的因变量可以通过观察_来确定。 (4)在 2、3 号试管所研究的问题中，温度属于_
18、变量。 (5)在 2、3 号试管所研究的问题中，_号为对照组。 答案 (1)37 水浴 (2)温度 探究温度对胃蛋白酶活性的影响 (3)相同时间内瘦肉块的变 化(或记录瘦肉块消失所用的时间) (4)无关 (5)3 解析 (1)本实验的目的是探究温度、pH 对酶活性的影响，实验设计时应遵循对照原则和单 一变量原则，所以 3 号试管的实验条件应为 37 水浴，pH1.5。 (2)实验过程中的自变量是指人为改变的变量，因变量是指随着自变量的变化而变化的变量， 无关变量是指对实验结果能造成影响的一些可变因素，必须严格控制。分析题表可知，3、4 号试管中的自变量为温度，该对照实验应为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。 (3)随着实验中温度或 pH 的变化，相同时间内瘦肉块的变化(或瘦肉块消失所用的时间)为因 变量。 (4)2、3 号试管可作为研究 pH 对胃蛋白酶活性的影响的一组对照，其中温度为无关变量。 (5)胃蛋白酶的最适 pH 为 1.5 左右，2 号试管中 pH 为 8，进行了实验处理，为实验组，而 3 号试管的 pH 为 1.5，没有处理，属于对照组。
