第3課時(shí)酶的催化功能受多種條件的影響課標(biāo)要求1.酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響。2.活動(dòng)：探究影響酶活性的因素?？键c(diǎn)一影響酶促反應(yīng)速率的因素1．影響酶促反應(yīng)速率的因素(1)酶促反應(yīng)速率：用酶做催化劑催化化學(xué)反應(yīng)的快慢程度，可以用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。(2)影響因素①通過影響酶活性影響反應(yīng)速率，如溫度、pH和各種化合物等。②通過影響酶與底物的接觸面積影響反應(yīng)速率，而不影響酶活性，如酶濃度、底物濃度。2．酶特性曲線的分析(1)酶高效性的曲線(2)酶專一性的曲線只有酶A能催化底物A參與的反應(yīng)，說明酶具有專一性。3．影響酶促反應(yīng)速率的因素曲線分析(1)通過影響酶活性影響酶促反應(yīng)速率的因素①pH對(duì)酶活性的影響a．不同酶的最適pH不同，在最適pH下，酶的活性最高；高于或低于最適pH，酶的活性都會(huì)降低，甚至失活。b．過酸、過堿的條件下，都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性。②溫度對(duì)酶活性的影響a．不同種酶的最適溫度不同，高于或低于最適溫度，酶的活性都會(huì)降低。b．高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性；低溫使酶的活性降低，在適宜溫度下，酶的活性可以恢復(fù)。所以，酶一般在較低溫度條件下保存。③此外，有機(jī)溶劑、重金屬離子、酶的濃度、酶的激活劑和抑制劑等都會(huì)影響酶的活性。(2)直接影響酶促反應(yīng)速率的其他因素①底物濃度②酶濃度(3)兩種抑制劑的作用機(jī)理1．(2023·嘉興高三期末)科學(xué)家從大洋深處的某種細(xì)菌體內(nèi)分離出了一種嗜冷性蛋白酶，并在其他反應(yīng)條件適宜的情況下，探究了溫度對(duì)該酶活性的影響(不同溫度下反應(yīng)體系的底物量充足，反應(yīng)時(shí)間相同)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，其中a、b為實(shí)線和虛線的交點(diǎn)，c點(diǎn)為虛線與橫軸的交點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中實(shí)線和虛線分別表示反應(yīng)物剩余量相對(duì)值和酶活性相對(duì)值B．a(chǎn)點(diǎn)制約反應(yīng)物剩余量相對(duì)值的主要因素為該反應(yīng)體系的溫度C．若在b點(diǎn)降低反應(yīng)體系的pH，則反應(yīng)物剩余量相對(duì)值將增加D．由圖可知，反應(yīng)體系溫度越高，該嗜冷性蛋白酶的活性越低答案D解析a點(diǎn)，酶活性隨著溫度的上升而上升，a點(diǎn)制約反應(yīng)物剩余量相對(duì)值的主要因素為反應(yīng)體系的溫度，B正確；圖示曲線是在最適pH條件下測(cè)得的，若b點(diǎn)溫度條件下降低反應(yīng)體系的pH，酶活性降低，則反應(yīng)物剩余量相對(duì)值將增加，C正確；由圖可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶活性增大，到達(dá)最適溫度時(shí)酶活性最大；超過最適溫度，隨著溫度的升高，酶活性降低，最后由于溫度太高酶變性失活，D錯(cuò)誤。2．已知酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑可以和底物競(jìng)爭(zhēng)與酶結(jié)合的位點(diǎn)，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑可以改變酶的空間結(jié)構(gòu)。圖乙中的曲線a為無抑制劑時(shí)的反應(yīng)速率。下列敘述正確的是()A．圖甲中，影響曲線2和曲線3的因素分別是pH和溫度B．圖甲曲線1中，B點(diǎn)時(shí)增加底物濃度不會(huì)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響C．圖甲曲線1中，在A點(diǎn)之前加入酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，會(huì)使曲線1變?yōu)閳D乙中的曲線bD．可以利用圖甲曲線2中的C點(diǎn)和曲線3中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的條件，對(duì)酶進(jìn)行保存答案C解析高溫、過酸、過堿都會(huì)使酶因空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而永久失活，低溫不會(huì)導(dǎo)致酶失活，據(jù)此可推知，在圖甲中，影響曲線2的因素是溫度，影響曲線3的因素是pH，A錯(cuò)誤；圖甲的曲線1起點(diǎn)不為0，即沒有酶時(shí)底物也可以進(jìn)行微弱的反應(yīng)，因此該曲線可以表示酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響，在B點(diǎn)時(shí)限制反應(yīng)速率的因素是底物濃度等，所以在B點(diǎn)時(shí)增加底物濃度會(huì)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，B錯(cuò)誤；依題意可知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑可以和底物競(jìng)爭(zhēng)與酶結(jié)合的位點(diǎn)，從而降低酶對(duì)底物的催化效應(yīng)，因此圖乙中的曲線b表示競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在時(shí)的作用效果。圖甲的曲線1中，在A點(diǎn)之前加入酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后，會(huì)導(dǎo)致與酶分子結(jié)合的底物分子的數(shù)量減少，酶促反應(yīng)速率下降，會(huì)使曲線1變?yōu)閳D乙中的曲線b，C正確；圖甲曲線2中的C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是低溫條件，曲線3中的F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH呈現(xiàn)強(qiáng)酸性、I點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH為最適pH，酶應(yīng)在最適pH、低溫條件下保存，D錯(cuò)誤。方法規(guī)律“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線考點(diǎn)二活動(dòng)：探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響1．實(shí)驗(yàn)原理：肝臟中的過氧化氫酶能將H2O2催化分解成H2O和O2。用不同的pH緩沖液處理過氧化氫酶和H2O2，收集O2的產(chǎn)生量，比較在不同pH下過氧化氫酶的催化活性。2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)取上圖裝置，向反應(yīng)小室加入適量的H2O2溶液和pH_5.0的緩沖液。(2)將大小相同的8片濾紙片放在新鮮肝臟勻漿中浸泡1min，然后取其中2片貼到反應(yīng)小室上側(cè)內(nèi)壁。(3)翻轉(zhuǎn)反應(yīng)小室，適宜時(shí)間后，讀取量筒水平面刻度并記錄。(4)反復(fù)沖洗小室，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)量pH6.0、pH7.0、pH8.0下H2O2在酶催化下釋放的氣體量。3．實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題(1)探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量是pH，因變量是過氧化氫的分解速率。(2)本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)指標(biāo)為氣體產(chǎn)生量的多少，以此反映酶活性的高低。故將有刻度的量筒灌滿水倒置于托盤中，以排出量筒內(nèi)的空氣，保證收集到的氣體只有過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣。(3)在探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，需要保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)。3．(2024·溫州瑞安中學(xué)高三?？?某生物興趣小組設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案如表所示，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是()試管編號(hào)底物和試劑實(shí)驗(yàn)條件11cm3的正方體蛋白質(zhì)塊＋4mL蒸餾水37℃水??；pH＝1.521cm3的正方體蛋白質(zhì)塊＋4mL胃蛋白酶37℃水?。籶H＝1.531cm3的正方體蛋白質(zhì)塊＋4mL胃蛋白酶37℃水?。籶H＝8A.該實(shí)驗(yàn)探究的是pH對(duì)胃蛋白酶活性的影響B(tài)．該實(shí)驗(yàn)可刪除試管1組別，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出C．該實(shí)驗(yàn)可通過觀察相同時(shí)間后，各組剩余蛋白質(zhì)塊的大小來比較胃蛋白酶的活性D．蛋白質(zhì)塊的初始體積、形狀以及水浴溫度等為該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量答案B解析根據(jù)表格信息，實(shí)驗(yàn)的自變量是pH，該實(shí)驗(yàn)探究的是pH對(duì)胃蛋白酶活性的影響，A正確；試管1是對(duì)照組，1和2比較可證明胃蛋白酶具有催化作用，即該酶的活性正常，進(jìn)而2和3比較可研究pH對(duì)胃蛋白酶活性的影響，B錯(cuò)誤；相同時(shí)間后，各組剩余蛋白質(zhì)塊的大小可代表胃蛋白酶的活性，剩余體積較大的組，胃蛋白酶的活性較低，C正確；自變量是pH，蛋白質(zhì)塊的初始體積、形狀以及水浴溫度等為該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量，需相同且適宜，D正確。4．(2024·杭州第二中學(xué)高三模擬)某興趣小組同學(xué)利用下圖中的兩個(gè)裝置探究pH對(duì)豬肝勻漿中過氧化氫酶活性的影響。將圖示反應(yīng)小室在適宜的溫度下旋轉(zhuǎn)180°后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)注射器內(nèi)氣體體積逐漸增大，至不再增大時(shí)所需要的時(shí)間相等。下列敘述正確的是()A．反應(yīng)完成兩個(gè)注射器內(nèi)收集到的氣體體積不一定相等B．在較低的環(huán)境溫度下，兩個(gè)裝置完成反應(yīng)所需的時(shí)間一定不相等C．兩反應(yīng)所需要的時(shí)間相等，可以推斷過氧化氫酶的最適pH介于6～8之間D．應(yīng)先將H2O2溶液和緩沖液加入小室，后將浸過肝臟勻漿的濾紙片貼在小室上方的內(nèi)壁上答案C解析兩個(gè)反應(yīng)小室內(nèi)底物量相同，最終產(chǎn)生的氧氣量相等，A錯(cuò)誤；低溫抑制酶的活性，所以在低溫條件下，兩個(gè)裝置完成反應(yīng)所需時(shí)間可能相等，B錯(cuò)誤；底物量相等，反應(yīng)時(shí)間相等，說明反應(yīng)速率相等，說明最適pH應(yīng)介于6和8之間，C正確；應(yīng)先將浸過肝臟勻漿的濾紙片貼在小室上方的內(nèi)壁上，將緩沖液加入小室，再加入H2O2溶液，D錯(cuò)誤。1．(2021·浙江6月選考，16)下列關(guān)于酶的特性及其影響因素相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．“酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同B．“探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響”實(shí)驗(yàn)中，分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物C．“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)酶液中是否混有還原糖D．設(shè)計(jì)溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，可選擇本尼迪特試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物答案B解析“酶的催化效率”實(shí)驗(yàn)中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，熟馬鈴薯塊莖中的過氧化氫酶已經(jīng)失活，不能催化過氧化氫分解；探究“酶的專一性”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置1、2號(hào)試管的目的是檢驗(yàn)淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有還原糖；設(shè)計(jì)溫度對(duì)蛋白酶活性影響的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，不可選擇本尼迪特試劑檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物，本尼迪特試劑需加熱使用，影響變量溫度。2．(2020·浙江7月選考，10)為研究酶作用的影響因素，進(jìn)行了“探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響”的活動(dòng)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)小室應(yīng)保持在適宜水溫的托盤中B．加入各組反應(yīng)小室中含有酶的濾紙片的大小和數(shù)量應(yīng)一致C．將H2O2加到反應(yīng)小室中的濾紙片上后需迅速加入pH緩沖液D．比較各組量筒中單位時(shí)間內(nèi)收集的氣體量可判斷過氧化氫酶作用的適宜pH范圍答案C解析加入含酶的濾紙片后，應(yīng)先加入pH緩沖液調(diào)節(jié)好不同pH，再將H2O2加到反應(yīng)小室中，避免未達(dá)到預(yù)設(shè)的pH時(shí)過氧化氫酶已催化H2O2分解，C錯(cuò)誤。3．(2021·海南，11)某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該酶可耐受一定的高溫B．在t1時(shí)，該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大C．不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率時(shí)所需時(shí)間不同D．相同溫度下，在不同反應(yīng)時(shí)間該酶的催化反應(yīng)速率不同答案D解析相同溫度下，不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)該酶的催化反應(yīng)速率可能相同，如達(dá)到最大反應(yīng)速率(曲線平緩)之后的催化反應(yīng)速率相同，D錯(cuò)誤。4．(2022·全國乙，4)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件，某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實(shí)驗(yàn)(表中“＋”表示有，“－”表示無)。實(shí)驗(yàn)組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2＋＋＋＋－－高濃度Mg2＋－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是()A．酶P必須在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2＋濃度升高而升高C．在高濃度Mg2＋條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2＋條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性答案C解析由①組可知，酶P在低濃度Mg2＋條件下也有產(chǎn)物的生成，說明并非一定要在高濃度Mg2＋條件下酶P才具有催化活性，A錯(cuò)誤；由第③組和第⑤組對(duì)比可知，只有蛋白質(zhì)組分的酶存在時(shí)，在低濃度Mg2＋和高濃度Mg2＋的條件下，均無產(chǎn)物的生成，說明在兩種條件下蛋白質(zhì)組分都沒有催化活性，B錯(cuò)誤；由第④組和第⑤組對(duì)比可知，在高濃度Mg2＋條件下，第④組有產(chǎn)物的生成，第⑤組沒有產(chǎn)物的生成，說明RNA組分具有催化活性，蛋白質(zhì)組分沒有催化活性，C正確，D錯(cuò)誤。5．(2022·廣東，13)某同學(xué)對(duì)蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結(jié)果見下表。下列分析錯(cuò)誤的是()組別pHCaCl2溫度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分別表示有/無添加，反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白。A．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結(jié)合①②組的相關(guān)變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應(yīng)的最適溫度為