1、影响酶活性(反应速率)的条件(B级要求)影响酶活性(反应速率)的因素很多。诸如温度、PH、底物浓度、酶自身的浓度、激活剂、抑制剂等。一温度对酶活性的影响1、实验原理:在较低的温度范围内,酶促反应的速率随温度的升高而 ,但超过一定的温度后,反应速率 。反应速率最高时的温度通常称为酶促反应的 低温与高温对酶结构(活性)的影响不同,不同在哪里?能否用数学曲线模型表示出来?2、实验设计前思考:本实验需要控制的变量(自变量)是什么?如果要探究温度对酶活性的影响,你将设定哪几个温度?怎样将不同溶液的温度分别调到设定的温度?影响本实验的其他变量(无关变量)有哪些?怎样排除PH对实验结果的干扰?3、实验设计思
2、路:(1)取3只洁净的试管,编上号,分别注入2mL质量分数为3%的可溶性淀粉液;同时,再取3支洁净试管,分别注入2mL质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。(2)将3支盛有淀粉液的试管分别放入60左右的热水、沸水、冰块中,同时,在三种温度中各放入一个盛有淀粉酶溶液的试管,维持各自的温度5min。(3)将三种温度下的淀粉酶溶液分别倒入各自温度下的3支淀粉液试管中,摇匀后,维持各自的温度5min。(4)在3支试管中各滴入1滴碘液,摇匀,观察其颜色变化。请将上述实验设计的过程用实验表格的形式展示出来。二PH对酶活性的影响1、实验原理:PH对酶促反应速率也有影响,在一定的PH下,酶表现出最大活性,高于或低于
3、这个PH,活性均降低。酶表现出最大活性时对应的PH称为酶的最适PH。强酸和强碱对酶活性的影响一样(胃蛋白酶除外),都能使酶的空间结构被破坏,从而使酶丧失活性。能否用数学曲线模型表示出来?2、实验设计前思考:本实验需要控制的变量(自变量)是什么?如果要探究PH对酶活性的影响,你将设定哪几个PH值?怎样将不同溶液的PH分别调到设定的数值?影响本实验的其他变量(无关变量)有哪些?怎样排除温度对实验结果的干扰?3、实验设计思路(见下表):编号123pH2713H2O2溶液2 mL2 mL2 mL猪肝研磨液(含过氧化氢酶)两滴两滴两滴预期结果(气泡数目多少)实验结果 请将实验设计思路用语言表达出来。综合
4、思考:在实验一中,如果将碘液换成斐林试剂来检验实验的结果是否可行?如果用猪肝研磨液(含过氧化氢酶)做实验一是否可行?为什么?例:为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响,请根据提供的材料用具,完成下面的实验,并回答有关问题:材料用具:试管,量筒,滴管,试管架,pH试纸;新鲜的质量分数为20的鸡肝研磨液;新配制的体积分数为3的过氧化氢溶液,质量分数为5的盐酸溶液,质量分数为5的氢氧化钠溶液,蒸馏水等。(1)实验步骤:如图所示,先在1号、2号、3号试管中各加入2 mL新配制的体积分数为3的过氧化氢溶液,再向l号试管内加入l mL蒸馏水,向2号试管内加入 ,向3号试管内加入 ,并振荡试管。向l号、2号、3
5、号试管内各滴入2滴 。仔细观察各试管内 ,并记录。(2)实验结果: 。(3)实验结论:pH为7左右时过氧化氢酶的活性较高,而pH偏高、偏低时过氧化氢酶的活性降低。(4)除pH外,还有其它环境因素会影响过氧化氢酶的活性,请你就此提出相关研究课题(只要求写出课题名称): 。参考答案:(1)1mL(等量)氢氧化钠溶液(试剂量和试剂名缺一不给分) 1mL(等量)盐酸溶液(试剂量和试剂名缺一不给分) 鸡肝研磨液 产生气泡的多少(2)1号试管内产生的气泡较多,2号和3号试管内产生的气泡较少(3)探究温度对过氧化氢酶活性的影响(或其他合理答案)说明:在学业水平试题中,酶这一部分内容相对比较重要,就考试的题型
6、看,本部分主要以实验题的形式出现,可以考查我们对生物学实验设计的思路。再如下面以题:例:为了探究酶的专一性,现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液(两者都是非还原糖)以及淀粉酶溶液、斐林试剂等材料进行实验。(1)实验步骤:取两支洁净的试管,编上号,然后按照下表中的要求进行操作。轻轻振荡这两支试管,使试管内的液体混合均匀,然后将试管的下半部浸到60左右的热水中,保持5min。取出试管,各加入1mL 并振荡摇匀。将两支试管的下半部放进5060的热水中,保持2min。观察并记录两支试管内溶液发生的变化。(2)实验结果: 。(3)结果分析: 。(4)实验结论:酶具有专一性。参考答案: B蔗糖溶液 C淀粉酶溶液
7、斐林试剂 1号试管出现砖红色沉淀 , 2号试管不出现砖红色沉淀 淀粉酶能将可溶性淀粉分解成葡萄糖(麦芽糖),葡萄糖与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。淀粉酶不能将蔗糖分解成葡萄糖,蔗糖不与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。三酶浓度、底物浓度、激活剂、抑制剂对酶活性的影响本部分内容主要是高考要求,在学业水平测试中,也有可能在选择题中低频率出现,例如下面一题:例:影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。右下图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是AA点增加反应物浓度,反应速率将加快BC点增加反应物浓度,反应速率将加快C在A点提高反应温度,反应
8、速率会加快D在B点增加酶的浓度,反应速率会减慢试题分析:我们首先来看看曲线模型,该曲线反映了“反应物浓度”与“反应速率”之间的关系,在A点,反应速率还没有受反应物浓度的制约,曲线“平区”(如BC段),反应速率已受到限制,此时,增加反应物浓度,反应速率将不会增加(B选项错误);B点时限制反应速率的因素可能是其他方面的因素,如酶的浓度(数量有限),所以此时如果增加酶的浓度,反应速率将可能增加;由于本实验是在酶的最适温度下进行的,所以在任何时刻提高温度,将会使反应速率下降。从本题的分析看,温度、酶浓度、底物浓度对酶的活性都有影响,只有我们弄清这些因素各自对酶活性的影响之后,再在某一具体问题情境中去综
9、合考虑,才能解决这一类问题。例:)在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如图甲所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图甲、所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题:(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与底物结合,这说明酶的催化作用具有 。(2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似,故能抑制细菌合成细胞壁相关酶的活性,其原因是 。(3)据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制效力变得越来越小的是 抑制剂,原因是 。(4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率变化如图丙。若将温度提高5,请在图丙内绘出相应变化曲线。参考答案:(1)专一性(2)青霉素能与这些酶的活性位点结合(或:酶活性位点被封闭),使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降(3)竞争性 底物浓度越高,底物与酶活性位点结合机会越大,竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小(4)见右图