第15課時影響酶促反應速率的因素[目標導讀]1.結合教材P67，設計實驗探究pH和溫度變化對酶活性的影響。2.結合教材P68，歸納影響酶促反應速率的因素，并能分析相關曲線。[重難點擊]溫度和pH變化對酶活性影響的有關曲線。一pH對酶促反應速率的影響一個小組的同學利用酵母菌液中的過氧化氫酶、過氧化氫溶液、濾紙、pH試紙、溫度計、燒杯等器具和材料，設計了如下實驗(實驗裝置如圖)，請結合教材P67“課題研究”分析pH對酶促反應速率的影響。1．實驗過程(1)將若干同樣大小的濾紙片(1cm2)浸入酵母菌溶液，取出后晾干，濾紙片上附著有過氧化氫酶。(2)在4只燒杯中盛入體積分數為2%、pH分別為5、7、9、11的過氧化氫溶液(溫度相同)，再一片片地放入相同數量的濾紙片。在濾紙片上過氧化氫酶的催化下，H2O2分解為H2O和O2，氧氣泡會附著在濾紙片上。隨著氧氣泡的增多，燒杯底部的濾紙片會上浮，直至浮出液面。(3)濾紙片接觸液面后會下沉，直至燒杯底部，然后由燒杯底部上浮，直至浮出液面，及時記錄整個過程所用的時間(t)。(4)以1/t為縱坐標(酶促反應速率)，pH為橫坐標，繪制曲線圖。2．在下面坐標系中畫出實驗結果的圖像。答案3．下圖是pH對胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影響曲線，請分析：(1)酶的作用需要適宜的pH：每一種酶只在一定限度的pH范圍內才有活性，pH偏高或偏低都會影響酶的活性。一種酶在某一pH時活性最大，此pH稱為該酶的最適pH。(2)不同的酶，最適pH可能不同。(3)過酸、過堿會導致酶的空間結構破壞，使酶變性失活。特別提醒在設計該實驗時，特別應注意的一點就是，對照組與各實驗組除pH不同外，其他條件都要完全相同。否則，不能說明酶的活性出現差異就是pH影響的結果，這就是“單一變量原則”。至于讓哪個因素成為變量，要根據實驗目的而定?；顚W活用1．判斷下列關于酶說法的正誤。(1)不同的酶可能有不同的pH范圍()(2)同一生物體內的酶最適pH一定相同()(3)pH越高酶的活性越高()(4)低于或高于最適pH都會使酶的活性降低甚至喪失()(5)胃蛋白酶到了小腸內不能發揮作用()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√解析(2)同一生物體內不同部位的酶的最適pH不一定相同，如胃蛋白酶最適pH是2左右，而胰蛋白酶的最適pH是8左右。(3)在一定的pH下，酶活性最大，高于或低于此pH，酶活性均降低。二溫度對酶促反應速率的影響下面是某小組設計的探究溫度變化對工業淀粉酶(適宜溫度60℃)催化作用的影響實驗，思考下列問題：

步驟試管編號123加入3%可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL提供環境溫度60℃的水沸水冰塊保溫5min5min5min注入2%新鮮淀粉酶溶液1mL1mL1mL繼續保溫5min5min5min滴入碘液1滴1滴1滴實驗現象無明顯顏色變化藍色藍色號試管的現象說明淀粉被完全分解了，2、3號試管的現象說明淀粉沒有被完全分解。2．該實驗說明：溫度會影響酶活性，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分解了？答案不能。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．該實驗中能否在提供環境溫度之前，注入2%新鮮淀粉酶溶液？答案不能。因為提前混合酶和底物后，二者會提前反應，影響實驗的準確性。5．能否用過氧化氫和過氧化氫酶來做這個實驗？答案不能。過氧化氫本身在不同溫度下就存在分解速率的差異，會干擾實驗結果。歸納提煉溫度對酶促反應速率的作用曲線解讀(1)在一定的溫度范圍內，酶促反應速率隨著溫度的升高而加快；但當溫度升高到一定限度時，酶促反應速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。(2)在一定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的最適溫度。(3)低溫影響酶的活性，但不會使酶的空間結構被破壞，溫度升高后，酶仍能恢復活性。但高溫會導致酶變性，使其永久失活?；顚W活用2．如圖表示酶活性與溫度的關系，下列敘述正確的是()A．當反應溫度由t1調到最適溫度時，酶活性下降B．當反應溫度由t1調到最適溫度時，酶活性上升C．酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶的保存D．酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶的空間結構破壞更嚴重問題導析(1)在最適宜的溫度下，酶的活性最高，溫度偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。(2)t1時酶沒有失活，當反應溫度由t1調到最適溫度時，酶活性上升。(3)高溫會使酶的空間結構遭到破壞，因此t2時酶的空間結構破壞更嚴重，t1時更適合酶的保存。答案B解析在最適宜的溫度下，酶的活性最高，溫度偏高或偏低，酶活性都會明顯降低；當反應溫度由t1調到最適溫度時，酶活性上升；溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活；0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結構保持穩定；在適宜的溫度下酶的活性可以恢復，酶適于在低溫下保存，故C、D錯誤。三影響酶促反應速率的其他因素影響酶促反應速率的因素除了pH、溫度之外，還有酶濃度、反應物濃度等，結合教材P68第三自然段，分析下列曲線，回答以下問題：1．圖1探究的是酶濃度對酶促反應速率的影響在當反應物濃度大大超過酶濃度時，酶濃度與酶促反應的速率成正比例關系。2．圖2探究的是反應物濃度對酶促反應速率的影響在一定的反應物濃度范圍內，酶促反應速率隨反應物濃度的增加而上升；當反應物濃度達到某一定值后，再增加反應物濃度，酶促反應速率也不再上升。這是受酶濃度或酶活性的限制。易混易錯(1)底物濃度不能影響酶活性。(2)影響酶活性的因素，一定會影響酶促反應的速率，但影響酶促反應的速率的因素不一定影響酶的活性，這是易錯點。(3)pH、溫度、紫外線、重金屬鹽、抑制劑、激活劑等通過影響酶的活性來影響酶促反應的速率；酶的濃度、反應物的濃度等不會影響酶活性，但可以影響酶促反應速率?；顚W活用3．某同學在研究化合物P對淀粉酶活性的影響時，得到如圖所示的實驗結果。下列有關敘述不正確的是()A．在一定范圍內，底物濃度影響著酶促反應速率B．曲線①作為對照實驗C．化合物P對該酶的活性有抑制作用D．若反應溫度不斷升高，則A點持續上移問題導析(1)在一定范圍內，酶促反應速率隨反應物濃度的增加而增加，當反應物達到某一定值后，再增加反應物濃度，反應速率不再上升。(2)欲探究化合物P對淀粉酶活性的影響，需要設置對照實驗，其中“僅有酶”的為對照組，“酶＋P”的為實驗組。(3)比較圖中兩曲線，“酶＋P”的一組的反應速率較低，得出結論：化合物P對該酶有抑制作用。(4)在一定的溫度范圍內，酶促反應速率隨著溫度的升高而加快；但當溫度升高到一定限度時，酶促反應速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。答案D解析①②兩條曲線對照可以說明P對該酶的活性有抑制作用；一定范圍內升高溫度，酶活性可能上升，但溫度過高也會使酶活性降低，甚至失活。當堂檢測1．在探究影響酶活性的因素的實驗中，探究不同的溫度對酶活性的影響時，溫度和pH值分別屬于()A．自變量和因變量B．因變量和無關變量C．自變量和無關變量D．自變量和對照變量答案C解析根據實驗目的，溫度為自變量，pH值為無關變量，酶活性為因變量，故C正確。2．下表是探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用實驗設計及結果。試管編號①②③④⑤⑥2mL3%的淀粉溶液＋＋＋－－－2mL3%的蔗糖溶液－－－＋＋＋1mL2%的新鮮淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反應溫度(℃)4060804060802mL斐林試劑＋＋＋＋＋＋磚紅色深淺*＋＋＋＋＋＋－－－注：“＋”表示有；“－”表示無。*：此行“＋”的多少代表顏色的深淺。根據實驗結果，以下結論正確的是()A．蔗糖被水解成非還原性糖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℃時高D．淀粉酶對蔗糖的水解具有專一性答案C解析酶具有專一性，一種酶只能對一定的反應物(底物)發生催化作用，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故A、D兩項錯誤；有淀粉溶液的三支試管都出現了磚紅色沉淀，這說明淀粉酶將淀粉水解成了還原性糖，但是這種還原性糖是麥芽糖，不是葡萄糖，故B項錯誤；可以看出在60℃的條件下磚紅色沉淀量比40℃條件下多，說明60℃條件下的試管中還原性糖含量比40℃多，這證明淀粉酶的活性在60℃時比40℃時高，故C項正確。3.圖1是某有機物中加入酶后，置于0℃到80℃溫度不斷變化的環境中有機物分解總量與溫度的關系圖。根據該圖判斷，如果把這些物質置于80℃至0℃的環境中處理，其關系圖應為圖2中的()圖1圖2答案B解析解題時常出現的錯誤是：酶在80℃時，由于溫度過高而使其活性很低，隨溫度逐漸降低活性回升。要明確酶大多數是蛋白質，80℃時因溫度過高使分子結構遭到破壞，以后不管溫度多么適宜，酶也不再具有催化作用。4．胰蛋白酶作用于一定量的某種物質(底物)，溫度保持在37℃，pH保持在最適值，生成物量與反應時間關系如下圖。請回答下列問題：(1)該酶作用的底物是__________________。(2)在140min后，曲線變成水平，這是因為________________________________。(3)若增加胰蛋白酶濃度，其他條件不變，請在原圖上畫出生成物量變化的示意曲線。(4)若胰蛋白酶濃度和其他條件不變，反應液pH由2逐漸升高到10，則酶催化反應的速率將________________，原因是____________________________________。(5)下圖中能正確表示胰蛋白酶對底物的分解速率和反應溫度關系的是__________________。答案(1)蛋白質(2)底物量一定，底物已被耗盡(3)見下圖(4)不變在pH＝2時酶已經失活(5)C解析酶有專一性，一種酶只能催化一定的反應物(底物)發生反應。第(1)小題蛋白酶只能催化蛋白質水解。酶催化反應，只能改變反應速率，不能改變反應結果，故第(3)小題畫坐標曲線時，反應速度加快，時間縮短，最終生成物量不變。受pH影響，酶在強酸或強堿環境中會因結構改變而變性失活。酶受溫度的影響，低溫影響酶活性，但不變性失活，隨溫度升高，反應速率加快，超過最適溫度，隨溫度升高而下降，但第(5)小題側重于考查胰蛋白酶的最適溫度為37℃。另外第(2)小題考查化學反應的常識，隨著反應時間推移，反應底物耗盡，生成物量不再增加。40分鐘課時作業基礎過關知識點一pH對酶促反應速率的影響1．唾液淀粉酶進入胃后就失去其催化作用，主要原因是()A．酸堿度不適宜B．胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用C．胃中沒有淀粉D．唾液淀粉酶被分解答案A2．下圖表示某反應物剩余量隨pH及溫度的變化情況，正確的是()A．在一定范圍內，隨著pH的升高，酶的活性先降低后升高B．酶的最適pH是一定的，不隨溫度升高而升高C．該酶的最適溫度是37℃D．隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低答案B解析在一定范圍內，隨著pH的升高，酶的活性先升高后降低，故A錯；三條曲線的低峰值一樣，最適pH都是8，故B正確；由圖可知，反應物剩余量在35℃最少，故該酶的最適溫度不是37℃，故C錯；30℃至35℃隨著溫度的升高，酶的活性逐漸升高，超過35℃，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低，故D錯。知識點二溫度對酶促反應速率的影響3．分別用0℃和100℃的溫度處理某種酶后，酶都沒有活性，但()A．經過0℃處理的酶的活性能夠恢復B．經過100℃處理的酶的活性能夠恢復C．經過0℃處理的酶的空間結構遭破壞D．經過100℃處理的酶被水解成了氨基酸答案A解析高溫和低溫對酶活性的影響不同，低溫不會破壞酶的分子結構，只會抑制酶的活性，若升高溫度，酶活性可以恢復；高溫破壞酶的分子結構，使酶活性喪失。4．為了驗證溫度對酶活性的影響，某同學設計了如下實驗方案和步驟：取三支大小相同的試管，編號為甲、乙、丙，分別向三支試管中加入3mL漿糊，再各加入2mL新鮮的α－淀粉酶溶液，振蕩后，將甲、乙、丙三支試管分別置于0℃、35℃、100℃下約5min，取出試管，各加入2mL斐林試劑(邊加邊振蕩)，用熱水浴檢驗，觀察試管內物質顏色的變化。下列對實驗的評價正確的是()①實驗步驟不正確②溫度設置不合理③不能用斐林試劑檢驗A．只有①正確 B．只有②正確C．①和②正確 D．①②③都正確答案D解析應該先將淀粉酶和淀粉溶液設置為相同溫度后再混合，如果先加入淀粉酶，會將淀粉先分解，故①實驗步驟不正確；α－淀粉酶最適溫度在60℃左右，故②溫度設置不合理；斐林試劑檢測還原性糖需要水浴加熱，因而會影響酶活性，故不能用斐林試劑檢驗。5．如圖表示的是溫度和酶的關系曲線，此曲線不能說明的是()A．在B點之前，酶的活性與溫度呈正相關，之后呈負相關B．當溫度達到B點時酶的活性最高C．A點時，酶的活性很低，但隨著溫度的升高，酶的活性可以上升D．C點時，酶的活性也很低，當溫度降低時，酶的活性可以恢復上升答案D解析從圖中可以看出，隨著溫度的不斷升高，酶的催化作用也在上升，等達到B點時，酶的催化作用達到最高；隨后，隨著溫度的繼續上升，酶的催化活性迅速下降。但是A點和C點相比，雖然酶的催化活性都很低，但是A點是低溫條件，對酶的分子結構無影響，所以，隨著溫度的上升，其催化活性也會不斷上升，而C點是高溫條件，當溫度過高時，會破壞酶的分子結構，使酶發生不可逆的變化。知識點三其他因素對酶促反應速率的影響6．下圖縱軸為酶促反應速率，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時，底物濃度和反應速率關系的是()答案B解析酶是生物催化劑，具有高效性。當酶的濃度增加一倍時，酶充分與底物接觸，加快反應速率；而當反應速率到達一定值時，速率不再增加。底物濃度雖然增加，但并不能使反應速率呈直線，最終使速率保持在一定水平。7.若底物足夠多，其他條件相同且適宜條件下，某酶在不同溫度下反應曲線和時間的關系如圖所示，從圖中不能獲得的信息是()A．酶促反應的最適溫度范圍B．酶因受熱而失活C．酶促反應生成物量與時間的關系D．酶促反應速率和酶量的關系答案D解析酶是生物體內的催化劑，其催化作用受溫度、pH的影響。從圖中曲線可以看出：70℃時是一條直線，說明酶因受熱而失去活性；50℃時，隨著時間的增加，其曲線斜率在減小，最后為零，這說明酶逐漸變性失活；40℃時，其曲線斜率不變，生成物的量一直在等比例增加，故該酶促反應的最適溫度范圍是40℃～50℃。圖中不能體現酶促反應速率和酶量的關系。8．影響酶催化反應速率的因素有溫度、反應物濃度、酶的濃度等。下圖表示在最適溫度下，某種酶的催化反應速率與反應物濃度之間的關系。有關說法正確的是()A．若在B點增加酶的濃度，反應速率會減慢B．若在A點增加反應物的濃度，反應速率將加快C．若在C點增加反應物濃度，反應速率將加快D．若在A點提高反應溫度，反應速率會加快答案B解析A點限制酶促反應速率的因素是反應物濃度，所以在A點增加反應物濃度，反應速率將加快；B、C點限制酶促反應速率的因素是除反應物濃度之外的因素，如酶濃度等，所以在B點增加酶濃度，反應速率將加快；在C點增加反應物濃度，反應速率不變；此曲線設置的溫度是最適溫度，因此若在A點提高反應溫度，反應速率會減慢，故本題選B。9．下列有關酶的實驗設計思路，正確的是()A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性C．利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響答案C解析因加熱會使過氧化氫分解，故不能用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性，A錯誤；淀粉是否被分解可用碘液來檢測，但蔗糖和蔗糖的水解產物葡萄糖和果糖都不能和碘液發生顏色反應，故不能用蔗糖和碘液驗證酶的專一性，B錯誤；酶的高效性是指酶和無機催化劑相比具有較高的催化效率，新鮮的豬肝研磨液含過氧化氫酶屬于有機催化劑，氯化鐵溶液中的鐵離子是無機催化劑，二者都可使過氧化氫分解，故可利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性，C正確；胃蛋白酶的最適pH是，在pH為7和11的環境中變性失活，其pH值梯度設置不合理，故無法驗證pH對酶活性的影響，D錯誤。能力提升10．如圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時H2O2分解產生的O2量隨時間的變化曲線。若該酶促反應過程中改變某一初始條件，以下敘述正確的是()A．溫度降低時，e點不移，d點右移B．H2O2量增加時，e點不移，d點左移C．pH＝c時，e點為0D．pH＝a時，e點下移，d點左移答案A解析溫度降低時，酶活性下降，反應變慢，生成的氧氣量不變，e點不動，達到平衡的時間變長，d點右移。H2O2量增加時，生成的氧氣量增多，e點上移，反應時間變長，d點右移。pH＝c時，酶失活，反應無酶催化仍能進行，e點不為0。pH＝a時酶活性下降，e點不動，d點右移。11．下表是H2O2在不同條件下的分解。據表回答：試管號處理現象(略)12mLH2O2＋2滴蒸餾水產生氣泡很少22mLH2O2＋2滴FeCl3產生氣泡較多32mLH2O2＋2滴肝臟研磨液產生氣泡很多42mLH2O2＋2滴(煮沸)肝臟研磨液基本同152mLH2O2＋2滴肝臟研磨液＋2滴5%HCl基本同162mLH2O2＋2滴肝臟研磨液＋2滴5%NaOH基本同17基本同3(1)1號與3號試管的對照實驗說明酶具有________。(2)2號與3號試管的對照實驗說明酶具有__________，其中自變量是__________________。(3)要說明酶的活性受溫度的影響，可以通過________和__________號試管的對照。(4)設置5號、6號、7號試管對照實驗是要探究__________________。7號試管的處理為____________________________________。答案(1)催化作用(2)高效性催化劑(3)34(4)pH對酶活性的影響2mLH2O2＋2滴肝臟研磨液＋2滴蒸餾水12．下列A、B、C三圖依次表示酶濃度一定時，反應速率和反應物濃度、溫度、pH的關系。請據圖回答下列問題：(1)圖A中，反應物達到某一濃度時，反應速率不再上升，其原因是__________________。(2)圖B中，a點所對應的溫度稱____________________________________________。(3)圖B中，a點到b點的曲線急劇下降，其原__________________________________________________________________________________________________________。(4)將酶與反應物混合后，裝入甲、乙兩試管并分別放入12℃和75℃水浴鍋中,20min后取出轉入37℃的水浴鍋中保溫，兩試管內的反應分別為：甲______________，乙______________。(5)圖C表示了__________催化反應的速率變化曲線。A．唾液淀粉酶 B．胃蛋白酶C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶答案(1)受反應液中的酶濃度限制(2)酶促反應的最適溫度(3)溫度升高，使酶活性下降(4)催化速度加快無催化反應(5)C解析(1)圖A中，當反應物在低濃度范圍內增加時，反應速率上升。當反應物達到某一濃度時，反應速率不再上升，這是因為雖然酶具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的，當所有的酶都發揮了最高催化效能后，反應物濃度增加，反應速率也不會再增加，這是受酶濃度的限制。(2)圖B中，a點對應的酶的催化效率最高，說明它對應的溫度就是酶促反應的最適溫度。(3)從a點到b點，由于溫度逐漸升高，酶的分子結構逐漸被破壞，從而使酶活性降低，反應速率下降。(4)由于甲試管的溫度較低，所以酶的活性較低，反應速率很慢，當轉入37℃的水浴鍋中保溫后，其反應速率會迅速增加。乙試管在75℃的高溫下，酶的空間結構被破壞，酶喪失活性，即使再轉入37℃的水浴鍋中保溫，酶的活性也不能恢復，不再催化反應。(5)圖C中，酶的最適pH為弱堿性，唾液淀粉酶和植物淀粉酶的最適pH近于中性，胃蛋白酶的最適pH為強酸性，只有胰蛋白酶的最適pH為弱堿性。個性拓展13．某校學習小組要研究溫度對酶活性的影響，做了以下實驗：①將某種玉米