第3单元 第2章 第2节 酶在代谢中的作用

第二节酶在代谢中的作用

1.掌握影响酶活性的因素。(重点)

2.理解酶的专一性和高效性。(重难点)

酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物大分子。其中绝大多数的酶是蛋白质。

2.影响酶活性的因素

(1)温度和pH对酶活性影响及曲线

①温度对酶活性的影响及曲线：

a.T0表示酶促反应的最适温度，此时酶活性最高。

b.温度偏高或偏低，酶活性降低。

c.温度过高，酶会失活。

②pH对酶活性的影响及曲线：

a.P表示酶促反应的最适pH，此时酶活性最高。

b.pH偏高或偏低，酶活性降低。

c.pH过高或过低，酶会失活。

(2)生物种类不同，酶的最适温度和最适pH也不同。

[合作探讨]

探讨1：从蛋白质的结构和特点方面分析，在过酸、过碱或温度过高的条件下，酶为什么会失活？该如何保存酶？

提示：过酸、过碱和高温使蛋白质变性失活，应在低温和适宜pH下保存酶。

探讨2：分别用低温，过高温度处理过的酶，再将其置于适宜温度条件下，酶的活性会不会都能得到恢复？

提示：低温→适宜温度，酶活性恢复；过高温度→适宜温度，酶活性不会恢复。

[思维升华]

1.酶的解读

2.

酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：

(1)图中ac和bc段分别表示无催化剂催化和有酶催化时反应进行所需要的活化能。

(2)若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。

3.温度、pH对酶活性的影响

图a

图b图c

(1)图a说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。

②过酸、过碱都会使酶失活。

③不同的酶最适pH不同。

(2)图b说明：①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。

②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。

(3)图c说明：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。

4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响

甲乙(在底物充足情况下)

(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。

(2)乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成

正比。

1.下列关于酶催化特性的叙述，正确的是()

【导学号：60150161】

A.低温降低分子运动速率，抑制酶的活性

B.高温激发酶的活性，提高酶促反应速率

C.增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升

D.增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加

【解析】低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响。

【答案】 A

2.下列A、B、C三图表示酶浓度一定时，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。

A B C

(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，b点对应的温度称。

(3)图C中，c点到d点的曲线急剧下降，其原因是

(4)将装有酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 ℃和75 ℃的水浴锅中，20 min后取出，转入37 ℃的水浴锅中保温，两试管内的反应情况分别是：甲：，乙。

【答案】(1)受反应液中酶浓度的限制

(2)酶反应的最适温度(3)pH升高，酶活性下降(4)速度加快不反应

酶和无机催化剂相比，酶的催化效率高，即酶具有高效性。

2.专一性：一种酶只能催化一种或一类底物的反应，说明酶还具有专一性的特点。例如，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化纤维素水解。

[合作探讨]

探讨1：能分解淀粉的酶是什么酶？能分解蛋白质、脂肪、脂肪酶的酶又分

别是什么酶？

提示：能分解淀粉的酶是淀粉酶，能分解蛋白质的酶是蛋白酶，能分解脂肪的酶是脂肪酶，能分解脂肪酶的酶是蛋白酶。

探讨2：无机催化剂也有高效性和专一性吗？为什么？

提示：没有。酶的高效性和专一性是酶与无机催化剂相比较得出的。

探讨3：如何利用“淀粉、蔗糖、淀粉酶和班氏试剂”探究酶具有专一性？

提示：在淀粉、蔗糖溶液中分别滴加等量淀粉酶和班氏试剂，据是否生成砖红色沉淀(水浴加热)予以判断。

[思维升华]

1.表示酶高效性的曲线(图1)

图1 图2

(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

(2)催化剂只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。

2.表示酶专一性的曲线(图2)

(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化A反应物的反应。

(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化A 反应物的反应。

1.下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是()

【导学号：60150162】

A.①

B.②

C.③

D.④

【解析】从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。

【答案】 A

2.纺织工业上的褪浆工序常用两种方法：化学法，需用NaOH 7克/升～9克/升，在70 ℃～80 ℃条件下作用12小时，褪浆率仅为50%～60%；加酶法，用

少量细菌淀粉酶，在适宜温度时只需5分钟，褪浆率达100%，这一事实说明()

A.酶具有多样性

B.酶具有高效性

C.酶具有专一性

D.酶具有溶解性

【解析】由题意可知，少量淀粉酶比NaOH褪浆所用时间短得多，褪浆率高得多，说明酶具有高效性。

【答案】 B

3.下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。

【导学号：60150163】

注“＋”表示有；“－”表示无最后一行“＋”的多少代表颜色的深浅。

根据实验结果，以下结论正确的是()

A.蔗糖被水解成非还原糖

B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成葡萄糖

C.淀粉酶活性60 ℃比40 ℃时高

D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性

【解析】酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故A、D两项错误；有淀粉溶液的三支

试管都出现了砖红色沉淀，这说明淀粉酶将淀粉水解成了还原性糖，但是这种还原性糖是麦芽糖，不是葡萄糖，故B 项不正确；可以看出在60 ℃的条件下砖红色沉淀量比40 ℃条件下多，说明60 ℃条件下的试管中还原性糖含量比40 ℃多，这证明淀粉酶的活性在60 ℃时比40 ℃时高，故C 项正确。

【答案】 C

新鲜的肝脏研磨液含有过氧化氢酶，Fe 3＋是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧。

2.实验流程

现象???气泡产生快

卫生香先复燃且燃烧剧烈

现象???气泡产生慢卫生香后复燃且燃烧缓慢

3.实验结论 酶具有高效性。 [合作探讨]

探讨1：该实验的自变量是什么？ 提示：催化剂的种类。

探讨2：如图表示过氧化氢被分解的曲线，可说明酶具有哪些特点？ 提示：具高效性和催化作用。 [思维升华]

注意事项

(1)滴加FeCl 3溶液和肝脏研磨液不能用同一支滴管，否则会影响实验的准确性。

(2)H 2O 2具有一定的腐蚀性，使用时不要与皮肤直接接触。

(3)检验试管内产生的气体时，应将点燃但无火焰的卫生香放在试管内液面上方，不要插到气泡中或接触反应液，以免使卫生香因潮湿而熄灭。