酶促反应影响因素
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酶促反应的影响因素
杨振龙 2014年9月5日
上节课小结
产生部位 化学本质 合成原料 合成场所 功能 作用场所 活细胞（不包括成熟的红细胞） 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核 生物催化作用 细胞内外均可
酶的本质
（1）酶具有高效性 酶的特性 （2）酶具有专一性 （3）酶的作用条件较温和
A．随温度升高，酶活性不断上升 B．随pH下降，酶活性不断升高 C．最适温度为T，最适pH为X D．酶活性受温度影响，但不受 pH影响
C
5.下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d表示4 支试管，①～⑦表示实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误 的是
a
① 淀粉溶液
b
蔗糖溶液2 mL
c
唾液淀粉酶溶液2 mL
υ/mmol. s-1
最适pH
pH
酶活性受PH影响示意 图
例:如下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确 的是
C
A．该酶的最适温度是37℃ B．随着pH的升高，酶的活性先降低后升高 C．随着温度的升高，酶的最适pH不变 D．随着温度的升高，酶的活性逐渐降低
例：（2013•海淀区模拟）如图所示是与酶活性影响因素相关 的曲线，据图能得出的结论是（ ）
底物足够
酶的浓度
• 在底物充足， 其他条件适宜的 条件下，酶促反 应速率与酶浓度 成正比。
酶浓度影响其活性示意图
五、酶活剂对酶反应速率的影响
• 能使酶活性提高的物质，都称为激活剂(activator)，
其中大部分是离子或简单的有机化合物。如Mg++
是多种激酶和合成酶的激活剂，动物唾液中的α淀粉酶则受Cl-的激活。 特点： 1、酶对激活剂有一定的选择性，一种酶的激 活剂对另一种酶来说可能是抑制剂。 2、有一定的浓度要求，当激活剂的浓度超过 一定的范围时，它就成为抑制剂。
3．以下各种酶与其作用部位相匹配的是 A．淀粉酶——肽键 B．ATP水解酶——高能磷酸键 C．限制酶——氢键 D．解旋酶——磷酸二酯键
B
关于酶的实验
1．(2013·江苏改编)为了探究温度、pH对酶活性的影响， 下列实验设计合理的是
B
实验编号 ①
探究课题 温度对酶活性的影响
选用材料与试剂
过氧化氢溶液、新鲜的
C
小结
• 酶的浓度和底物浓度对酶的活性的影 响与温度和PH对酶活性的影响不同。 温度和PH对酶的影响主要是改变酶的 内在性质。而改变酶的浓度和底物浓 度只是增加了酶和底物的接触面积， 从而改变了反应的速率，并不影响酶 的活性。
• 另外，过酸、过碱或者温度过高都会 导致酶变性失活，且失去活性是永久 的、不可逆的。酶的本质就是蛋白质， 就好像煮鸡蛋一样，变质后凝固的蛋 白质再也回不到液态。 • 因低温而导致的酶活性下降在温度上 升以后又会使酶的活性恢复。故酶制 剂可以在低温的环境下保存。
6．下表是探究温度对淀粉酶活性影响的实验设计及结果。
试管
淀粉溶液/mL 淀粉酶溶液/mL 反应温度/℃
①
2 1 30
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②
2 1 40
③
2 1 50
碘液/mL
2
2
2
蓝色深浅 ＋＋ ＋ ＋＋＋ 注：“＋”的多少代表颜色深浅。 B 根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是 A．该实验的自变量是温度 B．根据实验结果可知该淀粉酶的最适温度是40 ℃ C．该实验是通过检测淀粉的剩余量来确定温度对酶活性的影响的 D．该实验的pH应控制在该淀粉酶作用的最适pH条件下
d
唾液淀粉酶溶液2 mL
②
③
37 ℃温水中水浴加热10 min
将c倒入a，将d倒入b
④
⑤ ⑥ ⑦
37 ℃温水中水浴加热10 min
加入现配的斐林试剂溶液2 mL 37 ℃恒温水浴2 min 观察并记录颜色变化
A．加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量 B．应将斐林试剂改为碘液 C．②④⑥的温度设置有一处错误 D．第②步操作可以省略 • 解析 考查与酶有关的实验设计。此实验的自变量是所加 底物不同，酶量属于无关变量，A项正确；不能将斐林试 剂改为碘液，因为其一碘液无法检测蔗糖，其二碘液只能 证明淀粉的存在，对淀粉没有被水解和淀粉未完全水解的 检测结果不容易区分，B项错误；⑥处的温度应为 50～65 ℃ ， C 项正确；第②步操作省略不影响实验结果， D 项正 确。 • 答案 B
乙酶被降解的过程中其分子结构会发生 改变，从而使其活性丧失。
2．(2013·临沂一模)下图为酶催化作用的模型。下列叙述正 确的是 ( )。
A
A．该模型能很好地解释酶的专一性 B．该模型反映了酶可降低反应的活化能 C．该模型中生理过程表示脱水缩合 D．人成熟的红细胞内不能合成酶，也无上述模型 表示的生理过程
在一定范围内，酶促反应速率随 着温度的升高而加快； 在达到最适温度以前，反应速度 随温度升高而加快 在达到最适温度以后，反应速度 随温度升高而下降 酶是蛋白质，高于最适温度后，蛋 白质结构发生不可逆的改变，活性 下降；当温度再下降到最适温度时， 活性不能恢复。
酶活性受温度影响示意图
0⁰C左右酶活性很低，但结构稳定，因此酶制剂适于在0--4度下保存
A.相同温度下不同pH酶活性不同 B.随温度改变该酶的最适pH不变 C．相同pH下不同温度酶活性不同 D．随pH改变该酶的最适温度不变
D
图示表示温度、PH值对酶活性的影响．底物剩余量越多，表示酶的活性越大 低．图中虚线对应的温度是该酶的最适温度；PH从5-6时，酶的活性逐渐增 强；PH从6-7时，酶的活性逐渐降低． 解：A、由图可知，温度较低时，PH为6和PH为7的曲线重叠，说明相同温度 下不同pH酶活性也可能相同，故A错误； B、温度较低时，PH为6和PH为7的曲线重叠，温度升高时，两者曲线分开， 说明随温度改变该酶的最适pH也可能会改变，故B错误； C、相同pH下不同温度酶活性可能相同，故C错误； D、由图可知，随着PH改变，酶的最适温度不变，都是虚线对应的温度，故 D正确．
A．本实验的因变量是不同的催化剂 答案 C B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与3号，1号与4号可分别构成对照实验 D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化 能
3．欲测定某种酶的催化反应速率，人们设计了如下几种方案， 其中最可行的是 答案 B A．其他条件最适，改变温度，观察反应生成物的量 B．其他条件最适，改变反应时间，观察反应生成物的量 C．其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应生成物的量 D．其他条件最适，改变反应物的浓度，观察反应生成物的量 重要概念：酶活性 酶活性的表示方法 P83 4.小张进行“酶活性的影响因素”实验，结果如下图，分析 正确的是
三、底物浓度对酶活性的影响
• 酶浓度一定时，在底物浓度较低时，酶促反应速率随底物 浓度的增加而急剧加快，这时二者成正相关。但当底物浓 度达到某一定值时后，再增加底物浓度，反应速率 不再 变化。原因是受酶数量的限制。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度一定
底物浓度
四、酶浓度对其活性的影响
酶 促 反 应 速 率
• 特别提醒 酶与无机催化剂的相同之处： • (1)化学反应前后数量和性质不变。 • (2)加快化学反应的速度，缩短达到化学平衡的时间， 但不能改变平衡点。 • (3)都能降低化学反应的活化能。
思维激活 1；甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理， 酶活性与处理时间的关系如右图所 示，请思考： (1)甲、乙两种酶的化学本质是否相 同？出现此结果表明酶具哪种特性？ (2)乙酶活性改变的机制是什么？
影响酶酶促反应的影响因素
• • • • • • 温度 PH 激活剂 抑制剂 底物浓度 酶浓度
通过影响酶活性而影响反应
直接影响酶促反应
一、温度对酶促反应的影响
每种酶都有自己适合的温度 • 动物：35---40 ℃ • 植物： 40--50 ℃ • 细菌、真菌差别较大，有的酶最适温度可高达70℃ 酶的最适温度 在一定条件下，一种酶在某一特定的温度时，其活性最 大，该温度称为该酶的最适温度。酶的最适温度不是一 个固定不变的常数。其数值受酶工作的时间、底物种类、 浓度、缓冲液种类等的影响。
肝脏研磨液 新制的淀粉酶溶液、可溶 性淀粉溶液、碘液 新制的蔗糖酶溶液、可溶
②
温度对酶活性的影响
③
pH对酶活性的影响
性淀粉溶液、碘液
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀 粉溶液、斐林试剂
④
pH对酶活性的影响
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
2．(2013·广州调研)下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的 分解”实验。有关分析合理的是
应用实例
• 加酶洗衣服等用热水的效果要比用冷水好。 • 人在发烧的时候食欲下降，亦是身体里一些酶的作用。
B
二、PH对酶活性的影响
最适PH • 酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。 教材P85；注意几个最适PH PH • 每一种酶只能在一定限度的 一般地，动物体内的. 范围内才有活性，其中酶活性最 高时的PH，即为该酶的最适PH。 高于或低于最适pH值酶的活性 都会降低。 过酸或过碱酶都会破坏酶分子的 空间结构，使酶永久失去活性， 且不可恢复。 0
答案 C
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果 B．曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制 C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 D．非竞争性抑制剂与该酶结合后能改变其空间结构
解析 由图可知，酶的竞争性抑制剂结构与 底物相似，与底物“争夺”酶的结合位点， 当底物足够多时，反应速率仍然可以加快； 非竞争性抑制剂改变了酶的结构，使酶的 催化能力降低，即使增加底物，其反应速 率仍然较低。
1、竞争性抑制：底物与抑制剂竞争性的与酶活性中 心的同一部位结合，增加底物浓度可减少抑制剂
的作用。
2、非竞争性抑制剂:此类抑制剂与酶结合与底物不在同一位
点，抑制剂可以和酶和酶与底物的复合物结合。
例：酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特 点如图甲所示，图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述不正 确的是
杨振龙 2014年9月5日
上节课小结
产生部位 化学本质 合成原料 合成场所 功能 作用场所 活细胞（不包括成熟的红细胞） 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核 生物催化作用 细胞内外均可
酶的本质
（1）酶具有高效性 酶的特性 （2）酶具有专一性 （3）酶的作用条件较温和
A．随温度升高，酶活性不断上升 B．随pH下降，酶活性不断升高 C．最适温度为T，最适pH为X D．酶活性受温度影响，但不受 pH影响
C
5.下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d表示4 支试管，①～⑦表示实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误 的是
a
① 淀粉溶液
b
蔗糖溶液2 mL
c
唾液淀粉酶溶液2 mL
υ/mmol. s-1
最适pH
pH
酶活性受PH影响示意 图
例:如下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确 的是
C
A．该酶的最适温度是37℃ B．随着pH的升高，酶的活性先降低后升高 C．随着温度的升高，酶的最适pH不变 D．随着温度的升高，酶的活性逐渐降低
例：（2013•海淀区模拟）如图所示是与酶活性影响因素相关 的曲线，据图能得出的结论是（ ）
底物足够
酶的浓度
• 在底物充足， 其他条件适宜的 条件下，酶促反 应速率与酶浓度 成正比。
酶浓度影响其活性示意图
五、酶活剂对酶反应速率的影响
• 能使酶活性提高的物质，都称为激活剂(activator)，
其中大部分是离子或简单的有机化合物。如Mg++
是多种激酶和合成酶的激活剂，动物唾液中的α淀粉酶则受Cl-的激活。 特点： 1、酶对激活剂有一定的选择性，一种酶的激 活剂对另一种酶来说可能是抑制剂。 2、有一定的浓度要求，当激活剂的浓度超过 一定的范围时，它就成为抑制剂。
3．以下各种酶与其作用部位相匹配的是 A．淀粉酶——肽键 B．ATP水解酶——高能磷酸键 C．限制酶——氢键 D．解旋酶——磷酸二酯键
B
关于酶的实验
1．(2013·江苏改编)为了探究温度、pH对酶活性的影响， 下列实验设计合理的是
B
实验编号 ①
探究课题 温度对酶活性的影响
选用材料与试剂
过氧化氢溶液、新鲜的
C
小结
• 酶的浓度和底物浓度对酶的活性的影 响与温度和PH对酶活性的影响不同。 温度和PH对酶的影响主要是改变酶的 内在性质。而改变酶的浓度和底物浓 度只是增加了酶和底物的接触面积， 从而改变了反应的速率，并不影响酶 的活性。
• 另外，过酸、过碱或者温度过高都会 导致酶变性失活，且失去活性是永久 的、不可逆的。酶的本质就是蛋白质， 就好像煮鸡蛋一样，变质后凝固的蛋 白质再也回不到液态。 • 因低温而导致的酶活性下降在温度上 升以后又会使酶的活性恢复。故酶制 剂可以在低温的环境下保存。
6．下表是探究温度对淀粉酶活性影响的实验设计及结果。
试管
淀粉溶液/mL 淀粉酶溶液/mL 反应温度/℃
①
2 1 30
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②
2 1 40
③
2 1 50
碘液/mL
2
2
2
蓝色深浅 ＋＋ ＋ ＋＋＋ 注：“＋”的多少代表颜色深浅。 B 根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是 A．该实验的自变量是温度 B．根据实验结果可知该淀粉酶的最适温度是40 ℃ C．该实验是通过检测淀粉的剩余量来确定温度对酶活性的影响的 D．该实验的pH应控制在该淀粉酶作用的最适pH条件下
d
唾液淀粉酶溶液2 mL
②
③
37 ℃温水中水浴加热10 min
将c倒入a，将d倒入b
④
⑤ ⑥ ⑦
37 ℃温水中水浴加热10 min
加入现配的斐林试剂溶液2 mL 37 ℃恒温水浴2 min 观察并记录颜色变化
A．加入的唾液淀粉酶的量属于无关变量 B．应将斐林试剂改为碘液 C．②④⑥的温度设置有一处错误 D．第②步操作可以省略 • 解析 考查与酶有关的实验设计。此实验的自变量是所加 底物不同，酶量属于无关变量，A项正确；不能将斐林试 剂改为碘液，因为其一碘液无法检测蔗糖，其二碘液只能 证明淀粉的存在，对淀粉没有被水解和淀粉未完全水解的 检测结果不容易区分，B项错误；⑥处的温度应为 50～65 ℃ ， C 项正确；第②步操作省略不影响实验结果， D 项正 确。 • 答案 B
乙酶被降解的过程中其分子结构会发生 改变，从而使其活性丧失。
2．(2013·临沂一模)下图为酶催化作用的模型。下列叙述正 确的是 ( )。
A
A．该模型能很好地解释酶的专一性 B．该模型反映了酶可降低反应的活化能 C．该模型中生理过程表示脱水缩合 D．人成熟的红细胞内不能合成酶，也无上述模型 表示的生理过程
在一定范围内，酶促反应速率随 着温度的升高而加快； 在达到最适温度以前，反应速度 随温度升高而加快 在达到最适温度以后，反应速度 随温度升高而下降 酶是蛋白质，高于最适温度后，蛋 白质结构发生不可逆的改变，活性 下降；当温度再下降到最适温度时， 活性不能恢复。
酶活性受温度影响示意图
0⁰C左右酶活性很低，但结构稳定，因此酶制剂适于在0--4度下保存
A.相同温度下不同pH酶活性不同 B.随温度改变该酶的最适pH不变 C．相同pH下不同温度酶活性不同 D．随pH改变该酶的最适温度不变
D
图示表示温度、PH值对酶活性的影响．底物剩余量越多，表示酶的活性越大 低．图中虚线对应的温度是该酶的最适温度；PH从5-6时，酶的活性逐渐增 强；PH从6-7时，酶的活性逐渐降低． 解：A、由图可知，温度较低时，PH为6和PH为7的曲线重叠，说明相同温度 下不同pH酶活性也可能相同，故A错误； B、温度较低时，PH为6和PH为7的曲线重叠，温度升高时，两者曲线分开， 说明随温度改变该酶的最适pH也可能会改变，故B错误； C、相同pH下不同温度酶活性可能相同，故C错误； D、由图可知，随着PH改变，酶的最适温度不变，都是虚线对应的温度，故 D正确．
A．本实验的因变量是不同的催化剂 答案 C B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．1号与3号，1号与4号可分别构成对照实验 D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化 能
3．欲测定某种酶的催化反应速率，人们设计了如下几种方案， 其中最可行的是 答案 B A．其他条件最适，改变温度，观察反应生成物的量 B．其他条件最适，改变反应时间，观察反应生成物的量 C．其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应生成物的量 D．其他条件最适，改变反应物的浓度，观察反应生成物的量 重要概念：酶活性 酶活性的表示方法 P83 4.小张进行“酶活性的影响因素”实验，结果如下图，分析 正确的是
三、底物浓度对酶活性的影响
• 酶浓度一定时，在底物浓度较低时，酶促反应速率随底物 浓度的增加而急剧加快，这时二者成正相关。但当底物浓 度达到某一定值时后，再增加底物浓度，反应速率 不再 变化。原因是受酶数量的限制。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度一定
底物浓度
四、酶浓度对其活性的影响
酶 促 反 应 速 率
• 特别提醒 酶与无机催化剂的相同之处： • (1)化学反应前后数量和性质不变。 • (2)加快化学反应的速度，缩短达到化学平衡的时间， 但不能改变平衡点。 • (3)都能降低化学反应的活化能。
思维激活 1；甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理， 酶活性与处理时间的关系如右图所 示，请思考： (1)甲、乙两种酶的化学本质是否相 同？出现此结果表明酶具哪种特性？ (2)乙酶活性改变的机制是什么？
影响酶酶促反应的影响因素
• • • • • • 温度 PH 激活剂 抑制剂 底物浓度 酶浓度
通过影响酶活性而影响反应
直接影响酶促反应
一、温度对酶促反应的影响
每种酶都有自己适合的温度 • 动物：35---40 ℃ • 植物： 40--50 ℃ • 细菌、真菌差别较大，有的酶最适温度可高达70℃ 酶的最适温度 在一定条件下，一种酶在某一特定的温度时，其活性最 大，该温度称为该酶的最适温度。酶的最适温度不是一 个固定不变的常数。其数值受酶工作的时间、底物种类、 浓度、缓冲液种类等的影响。
肝脏研磨液 新制的淀粉酶溶液、可溶 性淀粉溶液、碘液 新制的蔗糖酶溶液、可溶
②
温度对酶活性的影响
③
pH对酶活性的影响
性淀粉溶液、碘液
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀 粉溶液、斐林试剂
④
pH对酶活性的影响
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
2．(2013·广州调研)下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的 分解”实验。有关分析合理的是
应用实例
• 加酶洗衣服等用热水的效果要比用冷水好。 • 人在发烧的时候食欲下降，亦是身体里一些酶的作用。
B
二、PH对酶活性的影响
最适PH • 酶促反应速率最快时的环境pH称为该酶促反应的最适pH。 教材P85；注意几个最适PH PH • 每一种酶只能在一定限度的 一般地，动物体内的. 范围内才有活性，其中酶活性最 高时的PH，即为该酶的最适PH。 高于或低于最适pH值酶的活性 都会降低。 过酸或过碱酶都会破坏酶分子的 空间结构，使酶永久失去活性， 且不可恢复。 0
答案 C
A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果 B．曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制 C．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低 D．非竞争性抑制剂与该酶结合后能改变其空间结构
解析 由图可知，酶的竞争性抑制剂结构与 底物相似，与底物“争夺”酶的结合位点， 当底物足够多时，反应速率仍然可以加快； 非竞争性抑制剂改变了酶的结构，使酶的 催化能力降低，即使增加底物，其反应速 率仍然较低。
1、竞争性抑制：底物与抑制剂竞争性的与酶活性中 心的同一部位结合，增加底物浓度可减少抑制剂
的作用。
2、非竞争性抑制剂:此类抑制剂与酶结合与底物不在同一位
点，抑制剂可以和酶和酶与底物的复合物结合。
例：酶抑制剂分竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，两者作用特 点如图甲所示，图乙表示相应的反应速率。下列有关叙述不正 确的是