内容正文:
第2课时 酶的催化功能受多种条件的影响
[课标要求]
1.通过实验探究影响酶催化功能的因素(如pH对过氧化氢酶的影响)。
2.掌握pH、温度对酶活性影响典型曲线的分析。
[主干知识梳理]
一、pH对酶活性的影响
典型曲线
曲线解读
①酶通常在一定的pH范围内才起作用,而且在某一pH下作用最强,该pH称为最适pH。
②在一定pH范围内,随着pH的升高,酶的活性逐渐增强,酶促反应速率逐渐加快;在最适pH时,酶的活性最大,酶促反应速率最快;超过最适pH,随着pH的升高,酶的活性逐渐减弱,酶促反应速率逐渐减慢。
③不同的酶最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶的特性
二、温度对酶活性的影响
典型曲线
曲线解读
1.酶促反应都有一个最适温度,在此温度以上或以下酶活性均要下降。
2.温度对酶促反应的影响有两个方面
(1)温度升高,反应物分子具有的能量增加,反应速度加快,如图示中曲线a所示。
(2)温度影响酶的空间结构,温度升得越高,酶变性的速率越快,升到一定温度,酶将完全失活,如曲线b所示。
(3)(1)(2)所述的作用叠加在一起,使得酶催化的反应表现出最适温度,如曲线c所示
三、其他影响因素
除pH和温度外,有机溶剂、重金属离子、酶的浓度、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。
[预习效果自评]
1.判断下列有关叙述的正误
(1)酶具有专一性、高效性,且受温度和pH的影响(√)
(2)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(×)
提示:低温会使酶的活性降低,但不会破坏酶的分子结构。
(3)人体在发热感冒时,常出现厌食恶心现象,这与人体内酶的活性有关,说明酶活性的发挥离不开适宜的温度等(√)
(4)酶活性最高时的温度适合酶的保存(×)
提示:酶活性最高时酶分子不稳定,不利于保存,一般在温度较低时保存酶。
(5)温度较高时,反应物分子具有的能量增加会使反应速度加快(√)
2.(2023·杭州期中)下列各项因素中,不能破坏酶的分子结构,从而使酶失去活性的是( )
A.强酸 B.强碱
C.低温 D.高温
解析:选C 强酸、强碱和高温均能破坏酶的分子结构,从而使酶失去活性;低温能降低酶的活性,但不能破坏酶的分子结构。
3.下图是探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置,写出标号的名称
①浸过肝脏匀浆的滤纸片;②2_mL_3%过氧化氢溶液+2_mL缓冲液;③倒置的量筒;④气体是氧气。
4.【教材P76“课外读”】阅读酶底物复合物学说的相关内容,思考以下问题:
(1)你认为S与酶的化学本质有什么关系?
提示:酶的化学本质是蛋白质(少数为RNA),而蛋白质有特定的空间结构,能够与底物(S)特异性地结合。
(2)请推测通过结合形成SE直接说明酶的什么催化特性?
提示:酶的专一性。
(3)酶的活性部位会发生改变,这与蛋白质结构有什么关系呢?
提示:蛋白质结构是可以发生变化的,当酶与底物结合后,可能引起了酶的活性部位发生变化。
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.酶通常在一定pH范围内起作用,而且在某一pH下作用最强;不同酶的适宜的pH范围不同。
2.酶促反应都有一个最适温度,在此温度以上或以下酶活性都会下降。
3.酶分子会随温度的升高而发生空间结构改变,导致热变性,升高到一定温度,酶将完全失去活性。低温会使酶的活性降低,但不会破坏酶的分子结构。
提能点 酶的催化功能受多种条件的影响
[发展认知]
酶的催化功能受多种条件的影响
酶浓度的影响
在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比
底物浓度的影响
其他条件一定且适宜,在底物浓度较低时,反应速率随底物浓度的增加而加快;当底物浓度达到一定程度时,所有的酶都参与催化反应,反应速率达到最大,此时即使再增加底物浓度,反应速率也不会加快
温度影响
每种酶的作用均有最适温度,此温度下,酶活性最强。低温会抑制酶活性,但酶分子的空间结构不发生变化,高温会破坏酶分子的空间结构
pH的影响
不同酶,其最适pH不同,如胃蛋白酶最适pH为1.5~1.8,而胰蛋白酶最适pH则接近8。过酸、过碱均会破坏酶分子的空间结构
[交流探讨]
20世纪60年代以前,医用葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法生产的,生产过程需要在245 kPa的高压和140~150 ℃的高温下进行,并且需要耐酸的设备。60年代后改用酶解法生产。技术改革后,有人提出了不同技改方案。
方案一:如果用盐酸加酶可以结合两种生产方法的优势,生产效率会更高。
方案二:如果把酶和高温高压结合可以充分利用原来的设备,生产效率会更高。
你同意上述材料中这些方案吗?请简要说明理由。
提示:方案一不可行,酶遇到强酸分子后