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第2课时
影响酶促反应速率的因素
第三章　第一节　生命活动需要酶和能源物质
学习目标
1.归纳影响酶促反应速率的因素。
2.设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响。
教材梳理
1.酶活性
(1)酶活性是指酶催化生化反应的能力，酶催化作用的效率可以通过酶______________的速率来衡量。
(2)酶活性不仅与反应体系中的酶浓度和_________等有密切关系，还受多种环境因素如温度、pH等的影响。
催化生化反应
底物浓度
2.探究pH对酶活性的影响
(1)实验操作
①将若干同样大小(如1 cm2)的滤纸片浸入酵母菌液，取出后晾干，滤纸片上附着___________。
②在四只烧杯中盛入体积分数为2%，pH分别为___、___、___、___的H2O2溶液(温度相同)，将滤纸片分别放入烧杯中。滤纸片接触液面后会_____，直至烧杯底部。
③及时记录滤纸片从_________到_________所用的时间(t)。以____为纵坐标(代表酶促反应速率)、____为横坐标，绘制曲线图。
过氧化氢酶
5
7
9
11
下沉
液面下沉
浮出液面
1/t
pH
(2)实验结果的曲线图
3.pH对酶活性的影响
(1)酶活性会受到pH的影响，酶的适宜pH一般在6～8之间。
(2)酶活性最大时的pH称为酶的_______。
(3)在过酸或过碱条件下，酶活性一般会明显_____，甚至会_________。
最适pH
降低
变性失活
4.温度对酶活性的影响
(1)在一定的温度范围内，酶活性随着温度的_____而_____，超过一定温度后，酶活性反而______。
(2)在一定条件下，酶活性最高时的温度称为酶的_________。
(3)不同生物体内酶的_________有所不同。如：动物体内酶的最适温度一般为___________，植物体内酶的最适温度一般为45～50 ℃。
(4)适当升高温度，能加快生化反应速率，但温度过高会使酶_________，从而降低生化反应速率。适当降低温度，可以______酶活性，降低生化反应速率，但一般______使酶失活。
升高
上升
下降
最适温度
最适温度
35～40 ℃
变性失活
抑制
不会
(1)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响(　　)
(2)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行(　　)
(3)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质相同(　　)
×
√
√
任务一：探究温度对酶活性的影响
分析以下实验，回答相关问题：
核心探讨
取六支试管编号 A A′ B B′ C C′
分别加入1 mL 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶
分别保温5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃ 将两试管混合摇匀 A′加入A中 B′加入B中 C′加入C中 分别保温5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃ 取出冷却滴加稀碘液 1滴 1滴 1滴 实验结果 变蓝 不变蓝 变蓝 (1)为什么要先将底物控制到预设温度，再混合反应？
提示　酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一经混合就已发生反应，降低了实验的说服力。
(2)分析实验结果，你有什么结论？
提示　B试管中的淀粉被完全水解了，A、C试管中的淀粉没有被水解，说明酶活性受温度的影响。酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度偏高或偏低，都会影响酶活性。
(3)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？
提示　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水浴加热。
(4)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
提示　不能。在不同温度下过氧化氢本身就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。
(5)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
提示　缩小温度梯度，重复进行上述实验。
任务二：分析酶活性受温度和pH影响的曲线
分析以下图示，回答相关问题：
(1)分析图1和图2，描述温度和pH是如何影响酶活性的？
提示　在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
(2)为什么酶制剂适宜在低温下保存？
提示　温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在低温下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
(3)胃蛋白酶进入小肠还能不能发挥催化作用，为什么？
提示　不能，因为胃液的pH为2.0左右，小肠液的pH为7.8左右，胃蛋白酶进入小肠会失活。
核心归纳
探究影响酶活性的因素的设计思路和设计方案
(1)探究酶的最适温度
①设计思路
②设计方案
核心归纳
(2)探究酶的最适pH
①设计思路
②设计方案
1.甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的是
A.甲、乙两图中B点对应的温
度和pH分别是酶的最适温
度和最适pH
B.甲、乙两图中A点对应的温度或pH对酶活性的影响不相同
C.甲、乙两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同
D.保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH
典题应用
√
低温条件下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，酶制品最好在低温条件下保存，D错误。
2.(2022·江苏海安高一期末)南酸枣内含有多酚氧化酶，因能氧化多酚类物质极易发生褐变，很大程度上影响了其品质，科研人员用南酸枣粗酶液和邻苯二酚(多酚类物质)探究温度对多酚氧化酶活性的影响。实验步骤如下：
①制备南酸枣粗酶液：取适量南酸枣肉，加入100 mL pH＝7的磷酸盐缓冲液，混合搅拌，置于冷冻离心机中离心，取上清液，4 ℃保存备用。
②取16支试管，分为A、B、C、D、E、F、G、H八组，每组两支试管，其中一支试管加入0.5 mL邻苯二酚和磷酸盐缓冲液，另一支试管加入0.5 mL的南酸枣粗酶液。
(1)多酚氧化酶催化多酚类物质氧化的机理是_____________________。
(2)步骤①和②中均加入pH＝7的磷酸盐缓冲溶液的目的是控制_____变量。步骤③将八组试管分别置于不同温度水浴保温5 min的目的是__________
____________________。
③将八组试管分别置于不同温度水浴保温5 min。
④将每组两支试管中的溶液混合后在原水浴中保温，5 min后检测试管中邻苯二酚的含量，计算多酚氧化酶的活性，实验结果如图所示。
降低化学反应的活化能
无关
保证了反
应开始即是预设温度
(3)实验结果显示______条件下多酚
氧化酶的活性最高，______条件下
邻苯二酚的含量最高，此时酶的空
间结构是否遭到破坏？_____。
(4)为了在运输和储藏中减轻褐变，
请你依据研究结果给出合理的建议：
_______________。
(5)科研人员在研究中发现，一定浓度的乳酸能抑制多酚氧化酶的活性，其原理是________________________________。
50 ℃
10 ℃
否
低温运输和储藏
乳酸能破坏多酚氧化酶的空间结构
网络构建第2课时　影响酶促反应速率的因素
[学习目标]　1.归纳影响酶促反应速率的因素。
2.设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响。
1．酶活性
(1)酶活性是指酶催化生化反应的能力，酶催化作用的效率可以通过酶催化生化反应的速率来衡量。
(2)酶活性不仅与反应体系中的酶浓度和底物浓度等有密切关系，还受多种环境因素如温度、pH等的影响。
2．探究pH对酶活性的影响
(1)实验操作
①将若干同样大小(如1 cm2)的滤纸片浸入酵母菌液，取出后晾干，滤纸片上附着过氧化氢酶。
②在四只烧杯中盛入体积分数为2%，pH分别为5、7、9、11的H2O2溶液(温度相同)，将滤纸片分别放入烧杯中。滤纸片接触液面后会下沉，直至烧杯底部。
③及时记录滤纸片从液面下沉到浮出液面所用的时间(t)。以1/t为纵坐标(代表酶促反应速率)、pH为横坐标，绘制曲线图。
(2)实验结果的曲线图
3．pH对酶活性的影响
(1)酶活性会受到pH的影响，酶的适宜pH一般在6～8之间。
(2)酶活性最大时的pH称为酶的最适pH。
(3)在过酸或过碱条件下，酶活性一般会明显降低，甚至会变性失活。
4．温度对酶活性的影响
(1)在一定的温度范围内，酶活性随着温度的升高而上升，超过一定温度后，酶活性反而下降。
(2)在一定条件下，酶活性最高时的温度称为酶的最适温度。
(3)不同生物体内酶的最适温度有所不同。如：动物体内酶的最适温度一般为 35～40_℃，植物体内酶的最适温度一般为45～50 ℃。
(4)适当升高温度，能加快生化反应速率，但温度过高会使酶变性失活，从而降低生化反应速率。适当降低温度，可以抑制酶活性，降低生化反应速率，但一般不会使酶失活。
判断正误
(1)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响(　　)
(2)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行(　　)
(3)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质相同(　　)
答案　(1)√ 　(2)√ 　(3)×
任务一：探究温度对酶活性的影响
分析以下实验，回答相关问题：
取六支试管编号 A A′ B B′ C C′
分别加入1 mL 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶
分别保温5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃
将两试管混合摇匀 A′加入A中 B′加入B中 C′加入C中
分别保温5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃
取出冷却滴加稀碘液 1滴 1滴 1滴
实验结果 变蓝 不变蓝 变蓝
(1)为什么要先将底物控制到预设温度，再混合反应？
提示　酶具有高效性，若酶和底物没有在对应温度混合，一经混合就已发生反应，降低了实验的说服力。
(2)分析实验结果，你有什么结论？
提示　B试管中的淀粉被完全水解了，A、C试管中的淀粉没有被水解，说明酶活性受温度的影响。酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度偏高或偏低，都会影响酶活性。
(3)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？
提示　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水浴加热。
(4)能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
提示　不能。在不同温度下过氧化氢本身就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。
(5)如何进一步探究淀粉酶的最适温度？
提示　缩小温度梯度，重复进行上述实验。
任务二：分析酶活性受温度和pH影响的曲线
分析以下图示，回答相关问题：
(1)分析图1和图2，描述温度和pH是如何影响酶活性的？
提示　在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
(2)为什么酶制剂适宜在低温下保存？
提示　温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在低温下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
(3)胃蛋白酶进入小肠还能不能发挥催化作用，为什么？
提示　不能，因为胃液的pH为2.0左右，小肠液的pH为7.8左右，胃蛋白酶进入小肠会失活。
　探究影响酶活性的因素的设计思路和设计方案
(1)探究酶的最适温度
①设计思路
②设计方案
(2)探究酶的最适pH
①设计思路
②设计方案
1．甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的是(　　)
A．甲、乙两图中B点对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH
B．甲、乙两图中A点对应的温度或pH对酶活性的影响不相同
C．甲、乙两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同
D．保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH
答案　D
解析　低温条件下，酶活性很低，但酶的空间结构稳定，酶制品最好在低温条件下保存，D错误。
2．(2022·江苏海安高一期末)南酸枣内含有多酚氧化酶，因能氧化多酚类物质极易发生褐变，很大程度上影响了其品质，科研人员用南酸枣粗酶液和邻苯二酚(多酚类物质)探究温度对多酚氧化酶活性的影响。实验步骤如下：
①制备南酸枣粗酶液：取适量南酸枣肉，加入100 mL pH＝7的磷酸盐缓冲液，混合搅拌，置于冷冻离心机中离心，取上清液，4 ℃保存备用。
②取16支试管，分为A、B、C、D、E、F、G、H八组，每组两支试管，其中一支试管加入0.5 mL邻苯二酚和磷酸盐缓冲液，另一支试管加入0.5 mL的南酸枣粗酶液。
③将八组试管分别置于不同温度水浴保温5 min。
④将每组两支试管中的溶液混合后在原水浴中保温，5 min后检测试管中邻苯二酚的含量，计算多酚氧化酶的活性，实验结果如图所示。
(1)多酚氧化酶催化多酚类物质氧化的机理是________________。
(2)步骤①和②中均加入pH＝7的磷酸盐缓冲溶液的目的是控制________变量。步骤③将八组试管分别置于不同温度水浴保温5 min的目的是____________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)实验结果显示________条件下多酚氧化酶的活性最高，________条件下邻苯二酚的含量最高，此时酶的空间结构是否遭到破坏？____________________________________________。
(4)为了在运输和储藏中减轻褐变，请你依据研究结果给出合理的建议：________________
______________________________________________________________________________。
(5)科研人员在研究中发现，一定浓度的乳酸能抑制多酚氧化酶的活性，其原理是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)降低化学反应的活化能　(2)无关　保证了反应开始即是预设温度　(3)50 ℃　10 ℃　否　(4)低温运输和储藏　(5)乳酸能破坏多酚氧化酶的空间结构

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