影響酶活力的因素的曲線分析

關(guān)于影響酶活力的因素的曲線分析12比較：酶與無機(jī)催化劑相同點(diǎn)：①改變反應(yīng)速度，但本身的質(zhì)、量不變；

【但是，所有酶都必須參與反應(yīng)過程！】②只能催化熱力學(xué)允許進(jìn)行的反應(yīng)；③加快v，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)；④降低活化能，使v加快。不同點(diǎn)：①高效性；②專一性（酶對底物）；③多樣性；④易變性；⑤反應(yīng)條件的溫和性；⑥酶活性受到調(diào)節(jié)、控制；⑦有些酶的活性需要輔助因子。第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天3影響酶促反應(yīng)速度的主要因素

反應(yīng)速率：單位時(shí)間內(nèi)生成物的增加量，或底物的消耗量＝酶活力＝酶的催化效率底物濃度酶酶濃度酶活性溫度抑制劑或激活劑等pH

競爭性抑制可逆（降低酶活性，但不使酶變性）抑制劑作用機(jī)制（形成氫鍵）非競爭性抑制

不可逆使酶永久性失活

（抑制劑與酶共價(jià)連接）第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天4酶活性易受多種因素制約，常用坐標(biāo)圖來表示.在解讀坐標(biāo)圖題型時(shí)，要注意以下要點(diǎn)：●看坐標(biāo)軸含義——了解兩個(gè)變量的關(guān)系●看曲線走勢——掌握變量的增減快慢特征與意義●看特殊點(diǎn)——理解特殊點(diǎn)的意義（起止點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)）●看不同曲線的異同——理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別酶作用曲線第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天5反應(yīng)速度的測定：▲測定反應(yīng)速度時(shí)，可以測定產(chǎn)物增加量或底物減少量。▲如果底物過量，則測定底物減少量不容易精確，而產(chǎn)物從無到有，便于測定，只要方法靈敏。據(jù)圖分析回答：▲如何計(jì)算反應(yīng)速度（v）?

△濃度

V＝＝斜率

t▲描述反應(yīng)速度變化的特征：

v只是在最初一段時(shí)間保持恒定，隨著時(shí)間延長，v逐漸下降直到0?！磻?yīng)速度下降的原因是什么？

底物濃度的降低，產(chǎn)物濃度的增加，

pH或溫度的變化等。產(chǎn)物濃度時(shí)間反應(yīng)速度時(shí)間?最初階段最初階段第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天6關(guān)于酶的常見曲線圖【關(guān)注坐標(biāo)軸的含義】1.催化劑加快反應(yīng)速度的本質(zhì)原因：降低反應(yīng)活化能。2.開始時(shí)的反應(yīng)物總量、酶濃度均不變。

時(shí)間——產(chǎn)物濃度；時(shí)間——反應(yīng)物濃度。每圖再增加：①酶濃度增加一倍；②反應(yīng)物濃度增加一倍。3.底物濃度——反應(yīng)速度。再增加：①酶濃度增加一倍;

②加入競爭性抑制劑；

③非競爭性抑制劑4.酶濃度——反應(yīng)速度。再增加：①底物濃度增加一倍；

②溫度降低10℃；

③反應(yīng)開始時(shí)加入一定量的不可逆抑制劑。5.溫度——酶活性。再增加：①嗜冷微生物、嗜熱微生物的酶

【加酶洗衣粉、TaqDNA聚合酶】

②人體內(nèi)呼吸作用酶活性與環(huán)境溫度；6.pH——唾液淀粉酶活性。再增加：①胃蛋白酶；②腸肽酶。第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天7●描述曲線①的特征（分段、準(zhǔn)確）；解釋曲線變化的原因（底物濃度降低，產(chǎn)物濃度增加，可能pH或溫度發(fā)生變化等）●在①的基礎(chǔ)上，酶濃度增加一倍的曲線【②】●在①的基礎(chǔ)上，反應(yīng)物濃度增加一倍的曲線【③】☆4條豎線提示：斜率、拐點(diǎn)的變化。①②③反應(yīng)物濃度時(shí)間改變縱坐標(biāo)含義●比較①與②●比較①與

③產(chǎn)物濃度時(shí)間①②③2.開始時(shí)的反應(yīng)物濃度、酶濃度均不變。

時(shí)間——產(chǎn)物濃度；時(shí)間——反應(yīng)物濃度。

每圖再增加：①酶濃度增加一倍；②反應(yīng)物濃度增加一倍。第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天8描述曲線特征：（當(dāng)酶濃度、溫度和pH恒定時(shí)）在底物濃度很低的范圍內(nèi)，反應(yīng)速度與底物濃度成正比；繼續(xù)增加底物濃度，反應(yīng)速度增加轉(zhuǎn)慢；達(dá)到最大后保持不變。解釋：酶數(shù)量一定時(shí)，底物濃度越大，形成的酶—底物復(fù)合物越多；達(dá)到一定程度后，有限的酶全部與底物結(jié)合而達(dá)到飽和。

BC段有限的酶被飽和，反應(yīng)速度達(dá)到最大，再增加底物濃度，底物濃度并不影響酶的活性。3.底物濃度——反應(yīng)速度第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天9②酶濃度增加1倍，曲線發(fā)生怎樣的變化？

如圖的紅色曲線。

【理解走勢、斜率、拐點(diǎn)等特征性變化】

相同底物濃度下，酶濃度越高，形成的酶—底物復(fù)合物越多，v越大；酶濃度越高，使酶飽和需要的底物濃度越大。說出曲線幾段的限制因素。③請舉出兩種能夠影響這一曲線形狀的因素。

酶濃度、溫度和pH等思考：①限制OA段的因素是底物濃度；限制BC段的因素是酶濃度。第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天10底物濃度反應(yīng)速度酶濃度增加一倍;【紅線，注意斜率和拐點(diǎn)變化】底物濃度反應(yīng)速度溫度或PH改變;【紅線，注意斜率和拐點(diǎn)變化】第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天113.底物濃度——反應(yīng)速度（酶濃度不變）

再增加：加入競爭性/非競爭性抑制劑

O

底物濃度反應(yīng)速率②③①●競爭性抑制劑與底物競爭性地與酶的活性部位結(jié)合。它既與酶結(jié)合，又與酶分離，即酶與競爭性抑制劑的結(jié)合是可逆的。競爭性抑制劑的效應(yīng)取決于抑制劑與底物的相對濃度。增加底物濃度，使反應(yīng)液中的底物分子％增大，進(jìn)而使v不斷接近vmax,即競爭性抑制劑可以通過增加底物濃度來降低抑制劑與酶結(jié)合的概率，以緩解抑制。因此②表示競爭性抑制劑加入后的情形，隨底物濃度的增加抑制作用逐漸減弱并接近正常的最大反應(yīng)速度。曲線③屬于非競爭性抑制劑作用情形，類似于不可逆抑制劑霸占酶。因此，存在非競爭性抑制劑相當(dāng)于降低了酶的濃度，曲線斜率變小，很快達(dá)到最大。第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天12▲某些抑制劑能可逆地與酶結(jié)合和分離?？赡嬉种苿┛煞譃楦偁幮砸种苿?/p>

和非競爭性抑制劑。①競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，都結(jié)合在酶活性部位上，從而阻止酶與底物的結(jié)合。★可通過增加底物濃度而解除抑制。VVmax無抑制劑底物濃度加競爭性抑制劑●使v下降的原因：酶（E）與抑制劑（I）結(jié)合，使部分酶被抑制劑占據(jù)而不能再同時(shí)與底物結(jié)合，但EI不能生成產(chǎn)物?！裨黾拥孜餄舛?，使反應(yīng)液中的底物分子％增大，進(jìn)而使v接近vmax。【E總】＝【E游離】＋【ES】＋【EI】●例如：喝酒能治療甲醇中毒。因?yàn)榧状寂c乙醇競爭性結(jié)合酶的活性部位。競爭性抑制劑競爭性抑制劑的效應(yīng)取決于抑制劑與底物的相對濃度。改變S/I的比值可證明之。抑制劑——能與酶結(jié)合并降低酶活性的分子第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天13解讀：加入競爭性抑制劑；【藍(lán)線】底物濃度反應(yīng)速度酶濃度限制vV受底物濃度限制底物濃度反應(yīng)速度●競爭性抑制劑既與酶結(jié)合，又與酶分離?！窀偁幮砸种苿┑男?yīng)取決于抑制劑與底物的相對濃度。●增加底物濃度，使反應(yīng)液中的底物分子％增大，進(jìn)而使v不斷接近vmax?！窨赏ㄟ^增加底物濃度而解除抑制。競爭性抑制劑第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天14②非競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)毫無關(guān)系，其結(jié)合的部位不是酶活性部位，酶與非競爭性抑制劑結(jié)合后改變了活性部位的空間結(jié)構(gòu)，使酶不能與底物結(jié)合。只要有非競爭性抑制劑存在，總有相應(yīng)數(shù)量的酶不能與底物結(jié)合，損失“無法彌補(bǔ)”，結(jié)果與不可逆抑制劑的效果相似。加非競爭性抑制劑無抑制劑Vmax底物濃度Vmax變小●●非競爭性抑制劑“損失”掉的酶★非競爭性抑制劑的效應(yīng)取決于抑制劑的濃度。增加底物濃度并不能克服抑制。第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天15解讀：非競爭性抑制劑.【紫線】底物濃度反應(yīng)速度酶濃度限制vV受【底物】限制●只要有非競爭性抑制劑存在，總有相應(yīng)數(shù)量的酶被霸占而不能與底物結(jié)合，相當(dāng)于降低了酶的濃度?！駬p失“無法彌補(bǔ)”，結(jié)果與不可逆抑制劑的效果相似。●非競爭性抑制劑的效應(yīng)取決于抑制劑的濃度。●增加底物濃度并不能克服抑制。底物濃度反應(yīng)速度非競爭性抑制劑“損失”掉的酶第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天16抑制劑【C1P60】

第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天17●有些酶必需在有激活劑的條件下才具有活性。下列是有關(guān)某種酶的實(shí)驗(yàn)，處理方式及結(jié)果如下表及圖所示。根據(jù)結(jié)果判斷，敘述不正確的是A.甲物質(zhì)是該酶的激活劑B．35分鐘后試管Ⅱ中底物已被消耗殆盡C．該酶在80℃的環(huán)境下已經(jīng)失活D．該酶在中性環(huán)境中的活性比在弱堿性環(huán)境中高●如圖表示某種酶在不同處理?xiàng)l件（a、b、c）下催化某反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物的體積和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，解讀此圖可獲得的信息是A．a(chǎn)、b、c表示溫度，則a>b>cB．a(chǎn)、b、c表示酶的濃度，則a>b>cC．a(chǎn)、b、c表示底物的濃度，則a>b>cD．a(chǎn)、b、c表示pH，則a>b>c第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天18●青霉素為何能夠阻止細(xì)菌的繁殖？青霉素為何對一般的人無害？但人又為何不能濫用抗生素？【阻止細(xì)菌繁殖的原因】：抑制細(xì)菌形成細(xì)胞壁的酶，即：是細(xì)胞壁合成酶的抑制劑?！緹o害的原因】：人沒有合成細(xì)胞壁的酶。但青霉素對某些人來說是過敏原?！静荒転E用】：①青霉素會殺死腸道中對人體有益的細(xì)菌，降低免疫力和維生素的供應(yīng)；②增加了對病原菌的選擇壓力，加速了耐藥性進(jìn)化?！駷楹斡煤嗝顾氐倪x擇培養(yǎng)基能篩選出酵母菌和霉菌等？青霉素是細(xì)菌細(xì)胞壁合成酶的不可逆抑制劑。真菌的細(xì)胞壁與細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)成分不同，合成細(xì)胞壁有關(guān)的酶也不同。青霉素對酵母菌和霉菌中合成細(xì)胞壁的酶不起作用。●不可逆抑制劑如很多毒氣和有機(jī)磷農(nóng)藥能對乙酰膽堿酯酶產(chǎn)生不可能抑制作用，一旦被抑制，肌肉受到連續(xù)刺激將處于永久收縮狀態(tài)。第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天194.酶濃度——反應(yīng)速度曲線解讀：：在底物足夠大（足以使酶飽和），而又不受其他因素影響下，v與酶濃度成正比。酶濃度反應(yīng)速度

再增加下列曲線：

①②③①底物濃度增加一倍；②溫度降低10℃；③反應(yīng)開始時(shí)加入一定量

的不可逆抑制劑。第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天20③反應(yīng)開始時(shí)加入一定量不可逆抑制劑，使部分酶失活，當(dāng)加入的酶量使重金屬離子完全與酶結(jié)合后，繼續(xù)加入的酶開始表現(xiàn)酶活力，此時(shí)v與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。④溫度降低10℃酶濃度反應(yīng)速度②底物濃度增加1倍①底物濃度低③開始時(shí)加入不可逆抑制劑解釋曲線①：相同底物濃度下，酶濃度與v成正比。因?yàn)椋好笣舛仍礁撸纬傻摹懊浮孜铩睆?fù)合物越多④溫度降低10℃，分子運(yùn)動速度減慢，與酶結(jié)合的底物減少，v減慢。②底物濃度增加1倍，相同酶濃度下形成的“酶—底物”復(fù)合物越多第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天21溫度影響分子運(yùn)動。溫度高，則反應(yīng)物自由能提高，與酶的接觸機(jī)會多。但溫度過高，酶變性失活。（超過60℃，大多數(shù)失活）思考：酶的最適溫度是個(gè)體生長的最適溫度嗎？不一定。不同的酶對生長所起的作用可能不同，有的甚至起抑制或破壞作用。人體溫的相對恒定有何意義？體溫的相對恒定對于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，保證新陳代謝等生命活動正常進(jìn)行的必要條件。5.溫度——酶活性解釋①：較低溫度范圍內(nèi)，溫度越高，分子運(yùn)動速度越快，與酶結(jié)合的底物越多，v越大。溫度過高，酶逐漸失活。

曲線終點(diǎn)則為0，因?yàn)楦邷厥姑缸冃允Щ?；但曲線起點(diǎn)不為0，因?yàn)榈蜏叵旅富钚匀醯蛔冃浴囟让富钚郧€在最適溫度兩側(cè)不對稱，因?yàn)槊笇Ω邷睾苊舾?。?1頁,共35頁，2024年2月25日，星期天22溫度酶活性●●●

耗氧量/

產(chǎn)熱量/

代謝強(qiáng)度

203040溫度（℃）溫度酶活性嗜冷微生物，如加酶洗衣粉中的酶嗜熱微生物如：TaqDNA聚合酶人體內(nèi)細(xì)胞的呼吸作用酶活性與環(huán)境溫度的關(guān)系人離體細(xì)胞的呼吸作用酶活性與環(huán)境溫度的關(guān)系第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天23●為何酸雨能殺死很多水生生物？酸雨改變了水環(huán)境的pH，影響了水生生物細(xì)胞內(nèi)酶的活性和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，甚至使包括酶在內(nèi)的所有蛋白質(zhì)變性失活，細(xì)胞死亡。6.pH——酶活性

2468pH酶活性

唾液淀粉酶腸肽酶胃蛋白酶●添加胃蛋白酶和腸肽酶（胰蛋白酶）的相應(yīng)曲線?！窠忉屚僖旱矸勖富钚郧€：過酸、過堿都不可逆破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶變性失活?！裎傅鞍酌冈谛∧c腔中能發(fā)揮催化作用嗎？不能。因?yàn)樾∧c腔中的堿性環(huán)境使胃蛋白酶變性失活。像其它蛋白質(zhì)一樣，胃蛋白酶被胰蛋白酶和腸肽酶分解，最終變成氨基酸?！袷姑缸冃允Щ畹囊蛩刂饕校簭?qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫、紫外線、金屬離子等【注意溫度、pH與酶活性關(guān)系的異同】第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天24●胰蛋白酶作用于一定量的某種物質(zhì)（底物），溫度保持37℃，pH保持在最適值，生成物量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如下圖。（1）該酶作用的底物是蛋白質(zhì)。

（2）在140分鐘后，曲線變成水平，這是因?yàn)榈孜锪恳欢?，底物已被消耗盡。（3）若增加胰蛋白酶濃度，其他條件不變，請?jiān)谠瓐D上畫出生成物量變化的示意曲線。見上圖（4）若酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH值由2逐漸升高到10.則酶催化反應(yīng)的速度將不變，原因是在pH2時(shí)酶已經(jīng)失活。（5）右圖中能正確表示胰蛋白酶對底物的分解速度和溫度關(guān)系的是C第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天25◆下左圖表示某有機(jī)物加入相應(yīng)的水解酶后，置于0℃至80℃環(huán)境中，有機(jī)物被分解的總量與溫度的關(guān)系。據(jù)圖判斷把這些混合物（包括某有機(jī)物，分解的產(chǎn)物，催化劑）作降溫80℃→0℃處理，其關(guān)系圖應(yīng)為◆下左圖示某有機(jī)物加入催化劑后置于25o℃→-25℃的環(huán)境中有機(jī)物的分解量與溫度的關(guān)系曲線圖。如果將之再置于-25℃→25℃的環(huán)境中，則此時(shí)有機(jī)物分解量與溫度的關(guān)系曲線如圖第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天26◆右圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時(shí)間的關(guān)系，從圖中不能獲得的信息是A．酶反應(yīng)的最適溫度B．酶因熱而失活C．酶反應(yīng)生成物量與時(shí)間的關(guān)系D．酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系

時(shí)間生成物量40℃30℃50℃20℃60℃70℃◆下圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時(shí)氣體產(chǎn)生量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。由圖可知①有多種酶參與②最適pH是7③最適溫度是40℃④50℃時(shí)酶逐漸失活

⑤0℃時(shí)酶逐漸失活A(yù)．①③B．②⑤

C．③④

D．④⑤【可以認(rèn)為酶的活性與時(shí)間沒有關(guān)系?！靶畔ⅰ奔唇Y(jié)果和合理推論。要能寫！】第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天27◆右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是A．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升C．酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存D．酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重◆右圖表示單位時(shí)間內(nèi)某反應(yīng)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(nèi)，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℃

隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天28◆下圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速度或生成物的變化。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．圖①虛線表示酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系B．圖②虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時(shí)，生成物量與時(shí)間的關(guān)系C．若圖②中的實(shí)線表示Fe3+的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率D．圖③表示胃蛋白酶在pH為10情況下反應(yīng)速度與時(shí)間的關(guān)系第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天29圖1產(chǎn)物CO2濃度隨時(shí)間變化曲線

（注：酶濃度固定）◆（07廣東）動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酶，能專一催化1mol谷氨酸分解為1molγ－氨基丁酸和1molCO2。某科研小組從小鼠的腦中得到該酶后，在谷氨酸起始濃度為10mmol/L、最適溫度、最適PH值的條件下，對該酶的催化反應(yīng)過程進(jìn)行研究，結(jié)果見圖1和圖2。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖2酶催化反應(yīng)速率

隨酶濃度變化曲線

（注：反應(yīng)物濃度過量）第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天30（1）在圖1畫出反應(yīng)過程中谷氨酸濃度隨時(shí)間變化的曲線（用“1”標(biāo)注）●●●●●每分解1mmol谷氨酸則產(chǎn)生1mmolCO2。根據(jù)CO2濃度變化曲線，可得到嚴(yán)格的谷氨酸濃度隨時(shí)間變化曲線。（2）當(dāng)一開始時(shí)，將混合物中谷氨酸脫羧酶增加50%,畫出理想條件下CO2濃度隨時(shí)間變化的曲線（用“2”標(biāo)注），說明原因其原因是：酶濃度與v成正比。酶量增加到1.5倍，v也是原來的1.5倍，完成反應(yīng)的時(shí)間＝30÷1.5＝20min。當(dāng)一開始時(shí)，降低反應(yīng)溫度10℃，畫出理想條件下CO2濃度隨時(shí)間變化的曲線（用“3”標(biāo)注），說明原因。原因是：溫度降低，酶活性降低但不失活，v下降.反應(yīng)完成所需時(shí)間增加。第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天31（3）重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結(jié)合，不可解離，迅速使酶失活【此為不可逆抑制劑】。在反應(yīng)物濃度過量的條件下，向反應(yīng)物中加入一定量的重金屬離子后，請?jiān)趫D2中畫出酶催化反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線（請用“4”標(biāo)注），并說明其原因。注：曲線4為一條不經(jīng)過原點(diǎn)的平行直線，平移距離不限。其原因是：一定量的重金屬離子使一定量的酶失活，當(dāng)加入的酶量使重金屬離子完全與酶結(jié)合后，繼續(xù)加入的酶開始表現(xiàn)酶活力，此時(shí)v與酶濃度變化的直線關(guān)系不變?！窈芏嗌窠?jīng)毒氣和有機(jī)磷農(nóng)藥能對乙酰膽堿酯酶產(chǎn)生不可逆抑制作用，一旦被抑制，肌肉受到連續(xù)刺激并處于永久的收縮狀態(tài)。青霉素能對細(xì)胞壁形成過程中的一個(gè)關(guān)鍵酶起不可逆抑制作用。第3