影响酶活力的因素

6
2.开始时的反应物浓度、酶浓度均不变。 时间——产物浓度；时间——反应物浓度。 每图再增加：①酶浓度增加一倍；②反应物浓度增加一倍。
产物 浓度 ③ 改变纵坐标含义
反应物 浓度
③ ①
●比较 ①与 ② ●比较 ①与 ③
②
① ②
时间
时间
●描述曲线 ①的特征（分段、准确）； 解释曲线变化的原因（底物浓度降低，产物浓度增加，可能pH 或温度发生变化等） ●在①的基础上，酶浓度增加一倍的曲线【 ② 】 ●在①的基础上，反应物浓度增加一倍的曲线【 ③】 7 ☆4条竖线提示：斜率、拐点的变化。
11
抑制剂——能与酶结合并降低酶活性的分子
▲某些抑制剂能可逆地与酶 结合 和分离。可逆抑制剂可分为 竞争性抑制剂 竞争性抑制剂 和 非竞争性抑制剂。
①竞争性抑制剂与底物结构相似，都结合在
酶活性部位上，从而阻止酶与底物的结合。
★可通过增加底物浓度而解除抑制。
V
无抑制剂
●使v下降的原因： Vmax 酶（E）与抑制剂（I）结合，使部分酶 被抑制剂占据而不能再同时与底物结合， 加竞争性抑制剂 但EI不能生成产物。 ●增加底物浓度，使反应液中的底物分 子％增大，进而使v接近vmax。 底物浓度 竞争性抑制剂的效应取决于 【E总】＝【E游离】＋【ES】＋【EI】 抑制剂与底物的相对浓度。 ●例如：喝酒能治疗甲醇中毒。因为 12 甲醇与乙醇竞争性结合酶的活性部位。 改变S/I的比值可证明之。
思考：
①限制OA段的因素 是底物浓度； 限制BC段的因素是 酶浓度。
反 应 速 率
B · · A
· C
O
底物浓度
②酶浓度增加1倍，曲线发生怎样的变化？ 如图的红色曲线。
【理解走势、斜率、拐点等特征性变化】
相同底物浓度下，酶浓度越高，形成的酶—底物复 合物越多，v越大；酶浓度越高，使酶饱和需要的底 物浓度越大。说出曲线几段的限制因素。 ③请举出两种能够影响这一曲线形状的因素。 酶浓度、温度和pH等
●竞争性抑制剂与底物竞争性地与 酶的活性部位结合。它既与酶结合， 又与酶分离，即酶与竞争性抑制剂 的结合是可逆的。竞争性抑制剂的 效应取决于抑制剂与底物的相对浓 度。增加底物浓度，使反应液中的 底物分子％增大，进而使v不断接近 vmax,即竞争性抑制剂可以通过增加 底物浓度来降低抑制剂与酶结合的 概率，以缓解抑制。因此②表示竞 争性抑制剂加入后的情形，随底物 浓度的增加抑制作用逐渐减弱并接 近正常的最大反应速度。
▲测定反应速度时，可以测定 产物增加量 或 底物减少量。 ▲如果底物过量，则测定底物减少量不容易精确， 而产物从无到有，便于测定，只要方法灵敏。
产物 浓度
最 初 阶 段
?
反应 速度
最 初 阶 段
时间
据图分析回答： ▲如何计算反应速度（v）? △浓度 V＝ ＝斜率 t ▲描述反应速度变化的特征： v只是在最初一段时间保持恒定， 随着时间延长，v逐渐下降直到0。 ▲反应速度下降的原因是什么？ 底物浓度的降低，产物浓度的增加， pH或温度的变化等。
相同点： ①改变反应速度，但本身的质、量不变； 【但是，所有酶都必须参与反应过程！】 ②只能催化热力学允许进行的反应； ③加快v，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点； ④降低活化能，使v加快。 不同点： ①高效性； ②专一性（酶对底物）； ③多样性； ④易变性； ⑤反应条件的温和性； ⑥酶活性受到调节、控制； ⑦有些酶的活性需要辅助因子。
1.催化剂加快反应速度的本质原因：降低反应活化能
[活化分子] 过渡态（活化态）
催化后活化能的减少值 非催化过程的活化能
自由能
无机催化剂
酶催化过程的活化能
（酶使活化能更低）
初态 反应物S 平均能量水平较低 终态 产物P 反应过程
反应前后自由能之差
★反应活化能：反应物进入活化状态所需的能量。 （类似于跨栏时栏的高度）（只调节能够反应的反应速度） 催化剂能降低反应活化能，提高活化分子百分数，因此加快了反应速度。 即：在催化反应中，只需较少的能量就可使反应物进入活化态。 ★某反应在不同情况下的反应速度不同，本质原因是反应活化能的不同。 ★酶与无机催化剂相比，活化能水平被降得更低，显示出高效性。 1
15
抑制剂【C1P60】
16
●有些酶必需在有激活剂的条件下才具有活性。下列是有 关某种酶的实验，处理方式及结果如下表及图所示。根据结 果判断，叙述不正确的是
A. 甲物质是该酶的激活剂 B．35分钟后试管Ⅱ中底物已被消耗殆尽 C．该酶在80℃的环境下已经失活 D．该酶在中性环境中的活性比在弱碱性环境中高 ●如图表示某种酶在不同处理条件（a、b、c）下催化某反应时， 反应物的体积和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是 A．a、b、c表示温度，则a>b>c B．a、b、c表示酶的浓度，则a>b>c C．a、b、c表示底物的浓度，则a>b>c 17 D．a、b、c表示pH，则a>b>c
Vmax
Vmax 变小
无抑制剂
●
非竞争性抑制剂 “损失”掉的酶
●
加非竞争性抑制剂
底物浓度 14
解读：非竞争性抑制剂.【紫线】
反应 速度
酶浓度限制v
反应 速度 非竞争性抑制剂 “损失”掉的酶
V受【底物】限制
底物浓度
底物浓度
●只要有非竞争性抑制剂存在，总有相应数量的酶被霸占 而不能与底物结合，相当于降低了酶的浓度。 ●损失“无法弥补”，结果与不可逆抑制剂的效果相似。 ●非竞争性抑制剂的效应取决于抑制剂的浓度。 ●增加底物浓度并不能克服抑制。
④温度降低10℃，分子运动速度减慢，与酶结合的底 20 物减少，v减慢。
5.温度——酶活性
温度影响分子运动。温度高，则反应物自由能提高，与酶的接触 机会多。但温度过高，酶变性失活。（超过60℃，大多数失活）
思考：酶的最适温度是个体生长的最适温度吗？ 不一定。不同的酶对生长所起的作用可能不同，有的甚至起抑制 或破坏作用。 人体温的相对恒定有何意义？ 体温的相对恒定对于维持内环境稳定，保证新陈代谢等生命活动 正常进行的必要条件。 解释①：较低温度范围内，温度 越高，分子运动速度越快，与酶 酶活性 结合的底物越多，v越大。温度 过高，酶逐渐失活。 曲线终点则为0，因为高温使酶变 温度 性失活；但曲线起点不为0，因为 低温下酶活性弱但不变性。
●青霉素为何能够阻止细菌的繁殖？青霉素为何对一般的人无 害？但人又为何不能滥用抗生素？ 【阻止细菌繁殖的原因】： 抑制细菌形成细胞壁的酶，即：是细胞壁合成酶的抑制剂。 【无害的原因】： 人没有合成细胞壁的酶。但青霉素对某些人来说是过敏原。 【不能滥用】： ①青霉素会杀死肠道中对人体有益的细菌，降低免疫力和 维生素的供应； ②增加了对病原菌的选择压力，加速了耐药性进化。 ●为何用含青霉素的选择培养基能筛选出酵母菌和霉菌等？ 青霉素是细菌细胞壁合成酶的不可逆抑制剂。真菌的细胞壁与 细菌细胞壁的化学成分不同，合成细胞壁有关的酶也不同。青 霉素对酵母菌和霉菌中合成细胞壁的酶不起作用。 ●不可逆抑制剂如很多毒气和有机磷农药能对乙酰胆碱酯酶产 生不可能抑制作用，一旦被抑制，肌肉受到连续刺激将处于永 18 久收缩状态。
9
温度或PH改变;【红线， 注意斜率和拐点变化】
反应 速度 反应 速度
酶浓度增加一倍;【红线， 注意斜率和拐点变化】
底物浓度 底物浓度
10
3.底物浓度——反应速度（酶浓度不变） 再增加：加入竞争性 / 非竞争性抑制剂
反应速率
① ②
③
O
底物浓度
曲线③属于非竞争性抑 制剂作用情形，类似于 不可逆抑制剂霸占酶。 因此，存在非竞争性抑 制剂相当于降低了酶的 浓度，曲线斜率变小， 很快达到最大。
6.pH——酶活性
●解释唾液淀粉酶活性曲线：过酸、过碱都不可逆破坏酶的空 间结构，使酶变性失活。 胃蛋白酶 唾液淀粉酶
酶活性
●添加胃蛋白酶和肠肽酶（胰 蛋白酶）的相应曲线。
肠肽酶
●胃蛋白酶在小肠腔中能发挥催化 作用吗？不能。因为小肠腔中的碱 性环境使胃蛋白酶变性失活。像其 它蛋白质一样，胃蛋白酶被胰蛋白 2 4 6 8 pH 酶和肠肽酶分解，最终变成氨基酸。 ●为何酸雨能杀死很多水生生物？ 酸雨改变了水环境的pH，影响了 水生生物细胞内酶的活性和细胞膜 的稳定性，甚至使包括酶在内的所 有蛋白质变性失活，细胞死亡。 ●使酶变性失活的因素主要有：强酸、强碱、高温、紫外线、 23 金属离子等【注意温度、pH与酶活性关系的异同】
比较：酶与无机催化剂
2
影响酶促反应速度的主要因素
反应速率： 单位时间内生成物的增加量，或底物的消耗量 ＝ 酶活力 ＝ 酶的催化效率
底物浓度 酶浓度 酶 酶活性
wenku.baidu.com温度
pH 抑制剂或激活剂等 竞争性抑制
可逆 （降低酶活性，但不使酶变性） 抑制剂作用机制 （形成氢键） 非竞争性抑制 不可逆 使酶永久性失活 （抑制剂与酶共价连接）
解读：加入竞争性抑制剂；【蓝线】
酶浓度限制v
反应 速度
竞争性抑制剂
反应 速度
V受底物浓度 限制
底物浓度
底物浓度
●竞争性抑制剂既与酶结合，又与酶分离。 ●竞争性抑制剂的效应取决于抑制剂与底物的相对浓度。 ●增加底物浓度，使反应液中的底物分子％增大，进而使v不 断接近vmax。 13 ●可通过增加底物浓度而解除抑制。
②非竞争性抑制剂与底物结构毫无关系， 其结合的部位不是酶活性部位，酶与非竞 争性抑制剂结合后改变了活性部位的空间
结构，使酶不能与底物结合。只要有非竞
争性抑制剂存在，总有相应数量的酶不能 与底物结合，损失“无法弥补”，结果与 不可逆抑制剂的效果相似。 ★非竞争性抑制剂的效应取决于 抑制剂的浓度。 增加底物浓度并不能克服抑制。
4.酶浓度——反应速度
曲线解读： ：在底物足够大
（足以使酶饱和），而又不受其他
反 应 速 率
因素影响下，v与酶浓度成正比。
酶浓度
① 反应 速度
再增加下列曲线：
② ③
①底物浓度增加一倍； ②温度降低10℃； ③反应开始时加入一定量 的不可逆抑制剂。
酶浓度
19
②底物浓度增加1倍 解释曲线①： 相同底物浓度下，酶浓 反 应 ①底物浓度低 度与v成正比。因为： 速 度 ③ 开始时加入不可逆抑制剂 酶浓度越高，形成的 “酶—底物”复合物越 ④温度降低10℃ 多 ②底物浓度增加1倍， 酶浓度 相同酶浓度下形成的 “酶—底物”复合物越 多 ③反应开始时加入一定量不可逆抑制剂，使部分酶失 活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继 续加入的酶开始表现酶活力，此时v与酶浓度变化的 直线关系不变。
5
时间
关于酶的常见曲线图【关注坐标轴的含义】
1.催化剂加快反应速度的本质原因：降低反应活化能。 2.开始时的反应物总量、酶浓度均不变。 时间——产物浓度；时间——反应物浓度。 每图再增加：①酶浓度增加一倍；②反应物浓度增加一倍。 3.底物浓度——反应速度。 再增加：①酶浓度增加一倍; ②加入竞争性抑制剂； ③非竞争性抑制剂 4.酶浓度——反应速度。 再增加：①底物浓度增加一倍； ②温度降低10℃； ③反应开始时加入一定量的不可逆抑制剂。 5.温度——酶活性。 再增加：①嗜冷微生物、嗜热微生物的酶 【加酶洗衣粉、TaqDNA聚合酶】 ②人体内呼吸作用酶活性与环境温度； 6.pH——唾液淀粉酶活性。 再增加：①胃蛋白酶； ②肠肽酶。
曲线在最适温度两侧不对称，因为酶对高温很敏感。21
酶活性
●
嗜冷微生物， 如加酶洗衣粉 中的酶
嗜热微生物如： TaqDNA聚合 酶
酶活性
●
●
温度 温度
耗氧量/ 产热量/ 代谢强度
人离体细胞的呼吸作用酶活 性与环境温度的关系 人体内细胞的呼吸作用酶 活性与环境温度的关系
20 30
40 温度（℃） 22
3
酶作用曲线
酶活性易受多种因素制约，常用坐标图来表示. 在解读坐标图题型时，要注意以下要点： ●看坐标轴含义——了解两个变量的关系 ●看曲线走势——掌握变量的增减快慢特征与 意义 ●看特殊点——理解特殊点的意义 （起止点、拐点、交叉点） ●看不同曲线的异同——理解曲线之间的内在 联系与区别
4
反应速度的测定：
3.底物浓度——反应速度
反 应 速 率
B · · A
· C
底物浓度 描述曲线特征： （当酶浓度、温度和pH恒定时）在底物浓度很低的范围 内，反应速度与底物浓度成正比；继续增加底物浓度， 反应速度增加转慢；达到最大后保持不变。
O
解释：酶数量一定时，底物浓度越大，形成的酶—底物 复合物越多；达到一定程度后，有限的酶全部与底物 结合而达到饱和。 BC段有限的酶被饱和，反应速度达到最大，再增加 底物浓度，底物浓度并不影响酶的活性。 8