第5章 第1节 第2课时 酶的特性

5.1.2第2课时 酶的特性
一、酶的特性
1．酶的特性及验证实验 (1)酶的高效性
含义：酶的催化效率比无机催化剂高很多，大约是无机催化剂的107～1013倍。

意义：可以使生命活动更加高效地进行。

(2)酶的专一性
含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解。

脲酶除了催化尿素分解外，对其他化学反应不起作用。

意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。

(3)酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。

过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

低温只能使酶活性降低，不会使酶失活。

特别提醒 酶与无机催化剂的共同点
(1)只改变化学反应速率，不改变化学反应的方向。

(2)不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗。

(3)降低化学反应的活化能，使反应速率加快，缩短达到平衡点的时间。

2．酶特性的验证实验 (1)酶高效性的实验分析
实验组：底物＋生物催化剂(酶)→底物分解速率(或产物形成的速率) 对照组：底物＋无机催化剂→底物分解速率(或产物形成的速率) (2)酶专一性的实验分析
①⎩⎪⎨⎪⎧
实验组：底物＋相应酶液――→检测
底物被分解对照组：另一底物＋相同酶液――→检测底物没被分解 ②⎩⎪⎨⎪⎧
实验组：底物＋相应酶液――→检测底物被分解对照组：相同底物＋另一酶液―
―→检测底物没被分解 ③实例：实验验证淀粉酶具有专一性
【归纳总结 酶的高效性和专一性相关曲线的解读
例1 下图表示一个酶促反应，它所能反映的酶的一个特性和a 、b 、c 最可能的物质依次是( )
A ．高效性 蛋白酶 蛋白质 多肽
B ．专一性 淀粉酶 淀粉 麦芽糖
C ．专一性 麦芽糖酶 麦芽糖 葡萄糖
D ．高效性 脂肪酶
脂肪 甘油和脂肪酸 答案 B
解析 图示酶促反应表明，a 在反应前后形态结构未改变，是酶分子，b 是底物，c 是产物。

a 与b 特异性结合后，在a 的作用下，大分子b 分解为含2个结构单元的小分子，说明酶具有专一性；对照四个选项，淀粉是多糖，麦芽糖是二糖，符合图示现象，B 项正确。

例2 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Fe 3＋
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，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；由于酶具有高效性，若乙中实线表示Fe 3＋
的催化效率，则虚线为过氧化氢酶的催化效率；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，则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。

二、探究影响酶活性的条件
1．酶活性的含义：酶对化学反应的催化效率。

2．探究酶活性的适宜条件 思路：
⎭
⎪⎬⎪⎫
底物＋t 1(或pH
1)＋酶液
底物＋t 2
(或pH 2
)＋酶液 ⋮ ⋮ ⋮
底物＋t n
(或pH n
)＋酶液――→检测
底物分解速率或剩余量
实例：
(1)温度
在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。

在一
定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快；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。

(2)pH
在一定条件下，酶活性最大时的pH值称为该酶的最适pH。

偏离
该pH，不论升高还是降低，酶促反应速率都会下降。

例3下列有关“探究影响酶活性的条件”实验的叙述，正确的
是()
A．若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧
化氢分解速率是无关变量
B．若探究温度对酶活性的影响，可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应
C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，应将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调温度
D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测
答案 D
解析若探究pH对过氧化氢酶活性的影响，则pH是自变量，过氧化氢分解速率是因变量，A项错误；若探究温度对酶活性的影响，不可选择新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液进行反应，因为过氧化氢本身的分解就受温度的影响，B项错误；若探究温度对淀粉酶活性的影响，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液在各自所需的温度下保温一段时间再混合，C项错误；若探究温度对淀粉酶活性的影响，不可选择斐林试剂对实验结果进行检测，因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度，D项正确。

易错警示(1)探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。

(2)选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。

因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。

(3)探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2遇热会分解，氧气的产生速率增加并不能反映酶的活性增大。

例4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 答案 A
解析 分析曲线可知，温度约为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。

思维启迪 影响酶促反应速率的因素及其作用实质
⎭
⎪⎬⎪⎫
⎭
⎪⎬⎪
⎫
温度 pH 抑制剂或激活剂――→影响
酶活性
⎭
⎪⎬⎪⎫酶浓度
底物浓度――→影响
酶与底物的接触面积――→影响
酶促反应速率
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)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性( ) (3)由于酶在化学反应前后性质和数量没改变，所以酶具有高效性( ) (4)高温、低温、强碱、强酸都会使酶失活( )
(5)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( ) (6)探究酶的最适pH ，需要在酶的最适温度条件下进行( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
4．如图是在不同条件下，化学反应的速率曲线，其中1、2、3代表的反应条件是( )
A ．无机催化剂 酶 未加催化剂
B ．酶 无机催化剂 未加催化剂
C ．未加催化剂 酶 无机催化剂
D ．酶 未加催化剂 无机催化剂 答案 B
解析 酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能，从而使反应速率加快，更快达到平衡点，其中酶的催化效果更显著，故B 项正确。

5．某研究小组为探究影响H 2O 2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______________________________。

(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”“减小”或“不变”)，加Fe3＋的催化反应曲线斜率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(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，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是________________________。

答案(1)催化剂的种类、H2O2浓度和pH(2)不影响酶的数量有限(3)减小增大(4)e 酶的空间结构被破坏
解析(1)分析曲线图可知，实验1、2、3中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2浓度、pH。

(2)由实验2曲线图可知，在bc段，O2的产生速率不随H2O2浓度的变化而变化，可能是因为酶的数量有限。

(3)已知实验1是在适宜条件下进行的，若温度升高，酶的活性将会降低，加Fe3＋的催化反应速率会变大；(4)由实验3曲线可知，过氧化氢酶的最适pH为e，当pH值过大或过小时，会破坏酶的空间结构导致酶的活性永久丧失。