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第2課時
影響酶促反應速率的因素
第三章　第一節　生命活動需要酶和能源物質
學習目標
1.歸納影響酶促反應速率的因素。
2.設計實驗探究pH和溫度變化對酶活性的影響。
教材梳理
1.酶活性
(1)酶活性是指酶催化生化反應的能力，酶催化作用的效率可以通過酶______________的速率來衡量。
(2)酶活性不僅與反應體系中的酶濃度和_________等有密切關系，還受多種環境因素如溫度、pH等的影響。
催化生化反應
底物濃度
2.探究pH對酶活性的影響
(1)實驗操作
①將若干同樣大小(如1 cm2)的濾紙片浸入酵母菌液，取出后晾干，濾紙片上附著___________。
②在四只燒杯中盛入體積分數為2%，pH分別為___、___、___、___的H2O2溶液(溫度相同)，將濾紙片分別放入燒杯中。濾紙片接觸液面后會_____，直至燒杯底部。
③及時記錄濾紙片從_________到_________所用的時間(t)。以____為縱坐標(代表酶促反應速率)、____為橫坐標，繪制曲線圖。
過氧化氫酶
5
7
9
11
下沉
液面下沉
浮出液面
1/t
pH
(2)實驗結果的曲線圖
3.pH對酶活性的影響
(1)酶活性會受到pH的影響，酶的適宜pH一般在6～8之間。
(2)酶活性最大時的pH稱為酶的_______。
(3)在過酸或過堿條件下，酶活性一般會明顯_____，甚至會_________。
最適pH
降低
變性失活
4.溫度對酶活性的影響
(1)在一定的溫度范圍內，酶活性隨著溫度的_____而_____，超過一定溫度后，酶活性反而______。
(2)在一定條件下，酶活性最高時的溫度稱為酶的_________。
(3)不同生物體內酶的_________有所不同。如：動物體內酶的最適溫度一般為___________，植物體內酶的最適溫度一般為45～50 ℃。
(4)適當升高溫度，能加快生化反應速率，但溫度過高會使酶_________，從而降低生化反應速率。適當降低溫度，可以______酶活性，降低生化反應速率，但一般______使酶失活。
升高
上升
下降
最適溫度
最適溫度
35～40 ℃
變性失活
抑制
不會
(1)酶具有專一性、高效性，且受溫度和pH的影響(　　)
(2)探究酶的最適pH，需要在酶的最適溫度條件下進行(　　)
(3)高溫、低溫都使酶活性降低，二者的作用實質相同(　　)
×
√
√
任務一：探究溫度對酶活性的影響
分析以下實驗，回答相關問題：
核心探討
取六支試管編號 A A′ B B′ C C′
分別加入1 mL 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶
分別保溫5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃ 將兩試管混合搖勻 A′加入A中 B′加入B中 C′加入C中 分別保溫5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃ 取出冷卻滴加稀碘液 1滴 1滴 1滴 實驗結果 變藍 不變藍 變藍 (1)為什么要先將底物控制到預設溫度，再混合反應？
提示　酶具有高效性，若酶和底物沒有在對應溫度混合，一經混合就已發生反應，降低了實驗的說服力。
(2)分析實驗結果，你有什么結論？
提示　B試管中的淀粉被完全水解了，A、C試管中的淀粉沒有被水解，說明酶活性受溫度的影響。酶發揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度偏高或偏低，都會影響酶活性。
(3)能否在反應后加入新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成，來判斷試管中的淀粉是否被水解了？
提示　不能。因為這個實驗要嚴格控制溫度，而斐林試劑的反應需要水浴加熱。
(4)能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做這個實驗？
提示　不能。在不同溫度下過氧化氫本身就存在分解速率的差異，會干擾實驗結果。
(5)如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？
提示　縮小溫度梯度，重復進行上述實驗。
任務二：分析酶活性受溫度和pH影響的曲線
分析以下圖示，回答相關問題：
(1)分析圖1和圖2，描述溫度和pH是如何影響酶活性的？
提示　在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。
(2)為什么酶制劑適宜在低溫下保存？
提示　溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。在低溫下，酶活性很低，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。
(3)胃蛋白酶進入小腸還能不能發揮催化作用，為什么？
提示　不能，因為胃液的pH為2.0左右，小腸液的pH為7.8左右，胃蛋白酶進入小腸會失活。
核心歸納
探究影響酶活性的因素的設計思路和設計方案
(1)探究酶的最適溫度
①設計思路
②設計方案
核心歸納
(2)探究酶的最適pH
①設計思路
②設計方案
1.甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數學模型。下列有關說法錯誤的是
A.甲、乙兩圖中B點對應的溫
度和pH分別是酶的最適溫
度和最適pH
B.甲、乙兩圖中A點對應的溫度或pH對酶活性的影響不相同
C.甲、乙兩圖中C點對應的溫度或pH對酶活性的影響相同
D.保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應的溫度和pH
典題應用
√
低溫條件下，酶活性很低，但酶的空間結構穩定，酶制品最好在低溫條件下保存，D錯誤。
2.(2022·江蘇海安高一期末)南酸棗內含有多酚氧化酶，因能氧化多酚類物質極易發生褐變，很大程度上影響了其品質，科研人員用南酸棗粗酶液和鄰苯二酚(多酚類物質)探究溫度對多酚氧化酶活性的影響。實驗步驟如下：
①制備南酸棗粗酶液：取適量南酸棗肉，加入100 mL pH＝7的磷酸鹽緩沖液，混合攪拌，置于冷凍離心機中離心，取上清液，4 ℃保存備用。
②取16支試管，分為A、B、C、D、E、F、G、H八組，每組兩支試管，其中一支試管加入0.5 mL鄰苯二酚和磷酸鹽緩沖液，另一支試管加入0.5 mL的南酸棗粗酶液。
(1)多酚氧化酶催化多酚類物質氧化的機理是_____________________。
(2)步驟①和②中均加入pH＝7的磷酸鹽緩沖溶液的目的是控制_____變量。步驟③將八組試管分別置于不同溫度水浴保溫5 min的目的是__________
____________________。
③將八組試管分別置于不同溫度水浴保溫5 min。
④將每組兩支試管中的溶液混合后在原水浴中保溫，5 min后檢測試管中鄰苯二酚的含量，計算多酚氧化酶的活性，實驗結果如圖所示。
降低化學反應的活化能
無關
保證了反
應開始即是預設溫度
(3)實驗結果顯示______條件下多酚
氧化酶的活性最高，______條件下
鄰苯二酚的含量最高，此時酶的空
間結構是否遭到破壞？_____。
(4)為了在運輸和儲藏中減輕褐變，
請你依據研究結果給出合理的建議：
_______________。
(5)科研人員在研究中發現，一定濃度的乳酸能抑制多酚氧化酶的活性，其原理是________________________________。
50 ℃
10 ℃
否
低溫運輸和儲藏
乳酸能破壞多酚氧化酶的空間結構
網絡構建第2課時　影響酶促反應速率的因素
[學習目標]　1.歸納影響酶促反應速率的因素。
2.設計實驗探究pH和溫度變化對酶活性的影響。
1．酶活性
(1)酶活性是指酶催化生化反應的能力，酶催化作用的效率可以通過酶催化生化反應的速率來衡量。
(2)酶活性不僅與反應體系中的酶濃度和底物濃度等有密切關系，還受多種環境因素如溫度、pH等的影響。
2．探究pH對酶活性的影響
(1)實驗操作
①將若干同樣大小(如1 cm2)的濾紙片浸入酵母菌液，取出后晾干，濾紙片上附著過氧化氫酶。
②在四只燒杯中盛入體積分數為2%，pH分別為5、7、9、11的H2O2溶液(溫度相同)，將濾紙片分別放入燒杯中。濾紙片接觸液面后會下沉，直至燒杯底部。
③及時記錄濾紙片從液面下沉到浮出液面所用的時間(t)。以1/t為縱坐標(代表酶促反應速率)、pH為橫坐標，繪制曲線圖。
(2)實驗結果的曲線圖
3．pH對酶活性的影響
(1)酶活性會受到pH的影響，酶的適宜pH一般在6～8之間。
(2)酶活性最大時的pH稱為酶的最適pH。
(3)在過酸或過堿條件下，酶活性一般會明顯降低，甚至會變性失活。
4．溫度對酶活性的影響
(1)在一定的溫度范圍內，酶活性隨著溫度的升高而上升，超過一定溫度后，酶活性反而下降。
(2)在一定條件下，酶活性最高時的溫度稱為酶的最適溫度。
(3)不同生物體內酶的最適溫度有所不同。如：動物體內酶的最適溫度一般為 35～40_℃，植物體內酶的最適溫度一般為45～50 ℃。
(4)適當升高溫度，能加快生化反應速率，但溫度過高會使酶變性失活，從而降低生化反應速率。適當降低溫度，可以抑制酶活性，降低生化反應速率，但一般不會使酶失活。
判斷正誤
(1)酶具有專一性、高效性，且受溫度和pH的影響(　　)
(2)探究酶的最適pH，需要在酶的最適溫度條件下進行(　　)
(3)高溫、低溫都使酶活性降低，二者的作用實質相同(　　)
答案　(1)√ 　(2)√ 　(3)×
任務一：探究溫度對酶活性的影響
分析以下實驗，回答相關問題：
取六支試管編號 A A′ B B′ C C′
分別加入1 mL 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶 淀粉 唾液淀粉酶
分別保溫5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃
將兩試管混合搖勻 A′加入A中 B′加入B中 C′加入C中
分別保溫5 min 0 ℃ 37 ℃ 100 ℃
取出冷卻滴加稀碘液 1滴 1滴 1滴
實驗結果 變藍 不變藍 變藍
(1)為什么要先將底物控制到預設溫度，再混合反應？
提示　酶具有高效性，若酶和底物沒有在對應溫度混合，一經混合就已發生反應，降低了實驗的說服力。
(2)分析實驗結果，你有什么結論？
提示　B試管中的淀粉被完全水解了，A、C試管中的淀粉沒有被水解，說明酶活性受溫度的影響。酶發揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度偏高或偏低，都會影響酶活性。
(3)能否在反應后加入新配制的斐林試劑觀察是否有磚紅色沉淀生成，來判斷試管中的淀粉是否被水解了？
提示　不能。因為這個實驗要嚴格控制溫度，而斐林試劑的反應需要水浴加熱。
(4)能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做這個實驗？
提示　不能。在不同溫度下過氧化氫本身就存在分解速率的差異，會干擾實驗結果。
(5)如何進一步探究淀粉酶的最適溫度？
提示　縮小溫度梯度，重復進行上述實驗。
任務二：分析酶活性受溫度和pH影響的曲線
分析以下圖示，回答相關問題：
(1)分析圖1和圖2，描述溫度和pH是如何影響酶活性的？
提示　在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。
(2)為什么酶制劑適宜在低溫下保存？
提示　溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。在低溫下，酶活性很低，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶活性會升高。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。
(3)胃蛋白酶進入小腸還能不能發揮催化作用，為什么？
提示　不能，因為胃液的pH為2.0左右，小腸液的pH為7.8左右，胃蛋白酶進入小腸會失活。
　探究影響酶活性的因素的設計思路和設計方案
(1)探究酶的最適溫度
①設計思路
②設計方案
(2)探究酶的最適pH
①設計思路
②設計方案
1．甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數學模型。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．甲、乙兩圖中B點對應的溫度和pH分別是酶的最適溫度和最適pH
B．甲、乙兩圖中A點對應的溫度或pH對酶活性的影響不相同
C．甲、乙兩圖中C點對應的溫度或pH對酶活性的影響相同
D．保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應的溫度和pH
答案　D
解析　低溫條件下，酶活性很低，但酶的空間結構穩定，酶制品最好在低溫條件下保存，D錯誤。
2．(2022·江蘇海安高一期末)南酸棗內含有多酚氧化酶，因能氧化多酚類物質極易發生褐變，很大程度上影響了其品質，科研人員用南酸棗粗酶液和鄰苯二酚(多酚類物質)探究溫度對多酚氧化酶活性的影響。實驗步驟如下：
①制備南酸棗粗酶液：取適量南酸棗肉，加入100 mL pH＝7的磷酸鹽緩沖液，混合攪拌，置于冷凍離心機中離心，取上清液，4 ℃保存備用。
②取16支試管，分為A、B、C、D、E、F、G、H八組，每組兩支試管，其中一支試管加入0.5 mL鄰苯二酚和磷酸鹽緩沖液，另一支試管加入0.5 mL的南酸棗粗酶液。
③將八組試管分別置于不同溫度水浴保溫5 min。
④將每組兩支試管中的溶液混合后在原水浴中保溫，5 min后檢測試管中鄰苯二酚的含量，計算多酚氧化酶的活性，實驗結果如圖所示。
(1)多酚氧化酶催化多酚類物質氧化的機理是________________。
(2)步驟①和②中均加入pH＝7的磷酸鹽緩沖溶液的目的是控制________變量。步驟③將八組試管分別置于不同溫度水浴保溫5 min的目的是____________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)實驗結果顯示________條件下多酚氧化酶的活性最高，________條件下鄰苯二酚的含量最高，此時酶的空間結構是否遭到破壞？____________________________________________。
(4)為了在運輸和儲藏中減輕褐變，請你依據研究結果給出合理的建議：________________
______________________________________________________________________________。
(5)科研人員在研究中發現，一定濃度的乳酸能抑制多酚氧化酶的活性，其原理是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)降低化學反應的活化能　(2)無關　保證了反應開始即是預設溫度　(3)50 ℃　10 ℃　否　(4)低溫運輸和儲藏　(5)乳酸能破壞多酚氧化酶的空間結構

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