影響酶活力的因素的曲線分析

1、關(guān)于影響酶活力的因素的曲線分析1第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三2比較：酶與無機催化劑相同點：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！】只能催化熱力學(xué)允許進行的反應(yīng)；加快v，縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點；降低活化能，使v加快。不同點：高效性；專一性（酶對底物）；多樣性；易變性；反應(yīng)條件的溫和性；酶活性受到調(diào)節(jié)、控制；有些酶的活性需要輔助因子。第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三3影響酶促反應(yīng)速度的主要因素 反應(yīng)速率： 單位時間內(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

2、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 （抑制劑與酶共價連接）第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三4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，要注意以下要點：看坐標(biāo)軸含義了解兩個變量的關(guān)系看曲線走勢掌握變量的增減快慢特征與 意義看特殊點理解特殊點的意義 （起止點、拐點、交叉點）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，2022年，5月20日，14點49分，星期三5反應(yīng)速度的測定：測定反應(yīng)速度時，可以測定 產(chǎn)物增加量 或

3、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只是在最初一段時間保持恒定， 隨著時間延長，v逐漸下降直到0。反應(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)物濃度時間反應(yīng)速度時間?最初階段最初階段第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三6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.開始時的反應(yīng)物總量、酶濃度均不變。 時間產(chǎn)物濃度；時間反應(yīng)物濃度。 每圖再增

4、加：酶濃度增加一倍；反應(yīng)物濃度增加一倍。3.底物濃度反應(yīng)速度。 再增加：酶濃度增加一倍; 加入競爭性抑制劑； 非競爭性抑制劑4.酶濃度反應(yīng)速度。 再增加：底物濃度增加一倍； 溫度降低10； 反應(yīng)開始時加入一定量的不可逆抑制劑。5.溫度酶活性。 再增加：嗜冷微生物、嗜熱微生物的酶 【加酶洗衣粉、TaqDNA聚合酶】 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：胃蛋白酶； 腸肽酶。第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三7描述曲線 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）在的基礎(chǔ)上，酶濃度增加一倍的

5、曲線【 】在的基礎(chǔ)上，反應(yīng)物濃度增加一倍的曲線【 】4條豎線提示：斜率、拐點的變化。反應(yīng)物濃度時間改變縱坐標(biāo)含義比較 與 比較 與 產(chǎn)物濃度時間2.開始時的反應(yīng)物濃度、酶濃度均不變。 時間產(chǎn)物濃度；時間反應(yīng)物濃度。每圖再增加：酶濃度增加一倍；反應(yīng)物濃度增加一倍。第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三8描述曲線特征：（當(dāng)酶濃度、溫度和pH恒定時）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；達到最大后保持不變。解釋：酶數(shù)量一定時，底物濃度越大，形成的酶底物復(fù)合物越多；達到一定程度后，有限的酶全部與底物結(jié)合而達到飽和。 BC段有限的酶

6、被飽和，反應(yīng)速度達到最大，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，2022年，5月20日，14點49分，星期三9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。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：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，2022年，5月20日，14點49分，星期三10底物濃度反應(yīng)速度酶濃度增加一倍;【紅線，注意

7、斜率和拐點變化】底物濃度反應(yīng)速度溫度或PH改變;【紅線，注意斜率和拐點變化】第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三113.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

8、接近正常的最大反應(yīng)速度。曲線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，很快達到最大。第11頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三12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?和 非競爭性抑制劑。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)而不能再同時與底物結(jié)合，但EI不能生成產(chǎn)物。增加底物濃度，使反應(yīng)液中的底物分子增

9、大，進而使v接近vmax?！綞總】【E游離】【ES】【EI】例如：喝酒能治療甲醇中毒。因為甲醇與乙醇競爭性結(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，2022年，5月20日，14點49分，星期三13解讀：加入競爭性抑制劑；【藍線】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。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，進而使v不斷接近vmax。可通過增加底物濃度而解除抑制。競爭性抑制劑第1

10、3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三14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”，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，2022年，5月20日，14點49分，星期三15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

11、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。損失“無法彌補”，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，2022年，5月20日，14點49分，星期三16抑制劑【C1P60】 第16頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三17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)某種酶的實驗，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 B35分鐘后試管中底物已被消耗殆盡C該酶在80

12、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條件（a、b、c）下催化某反應(yīng)時，反應(yīng)物的體積和反應(yīng)時間的關(guān)系，解讀此圖可獲得的信息是Aa、b、c表示溫度，則abcBa、b、c表示酶的濃度，則abcCa、b、c表示底物的濃度，則abcDa、b、c表示pH，則abc第17頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三18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。【不能

13、濫用】： 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)； 增加了對病原菌的選擇壓力，加速了耐藥性進化。為何用含青霉素的選擇培養(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，2022年，5月20日，14點49分，星期三194.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

14、度成正比。酶濃度反應(yīng)速度再增加下列曲線：底物濃度增加一倍；溫度降低10；反應(yīng)開始時加入一定量 的不可逆抑制劑。第19頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三20反應(yīng)開始時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v與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。溫度降低10酶濃度反應(yīng)速度底物濃度增加1倍底物濃度低 開始時加入不可逆抑制劑解釋曲線：相同底物濃度下，酶濃度與v成正比。因為：酶濃度越高，形成的“酶底物”復(fù)合物越多溫度降低10，分子運動速度減慢，與酶結(jié)合的底物減少，v減慢。底物濃度增加1倍，相同酶濃度下形成的“酶底物”復(fù)

15、合物越多第20頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三21溫度影響分子運動。溫度高，則反應(yīng)物自由能提高，與酶的接觸機會多。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行的必要條件。5.溫度酶活性解釋：較低溫度范圍內(nèi)，溫度越高，分子運動速度越快，與酶結(jié)合的底物越多，v越大。溫度過高，酶逐漸失活。 曲線終點則為0，因為高溫使酶變性失活；但曲線起點不為0，因為低溫下酶活性弱但不變性。

16、溫度酶活性曲線在最適溫度兩側(cè)不對稱，因為酶對高溫很敏感。第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三22溫度酶活性 耗氧量/ 產(chǎn)熱量/ 代謝強度 20 30 40 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，2022年，5月20日，14點49分，星期三23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

17、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。解釋唾液淀粉酶活性曲線：過酸、過堿都不可逆破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶變性失活。胃蛋白酶在小腸腔中能發(fā)揮催化作用嗎？不能。因為小腸腔中的堿性環(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。使酶變性失活的因素主要有：強酸、強堿、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，2022年，5月20日，14點49分，星期三24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)時間關(guān)系如下圖。（1）該酶作用的底物是蛋白質(zhì)。 （2）在

18、140分鐘后，曲線變成水平，這是因為底物量一定，底物已被消耗盡。（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。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，2022年，5月20日，14點49分，星期三25下左圖表示某有機物加入相應(yīng)的水解酶后，置于0至80環(huán)境中，有機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（包括某有機物，分解的產(chǎn)物，催化劑）作降溫800處理，其關(guān)系圖應(yīng)為 下左圖示某有機物加入催化劑后

19、置于25 -25的環(huán)境中有機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，則此時有機物分解量與溫度的關(guān)系曲線如圖第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三26右圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時間的關(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)生成物量與時間的關(guān)系D酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系 時間生成物量403050206070下圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時氣體產(chǎn)生量與反應(yīng)時間的關(guān)系。由圖可知 有多種酶參與 最適pH是7 最適溫度是4050時酶逐漸失活 0時酶逐漸失活A(yù) B C D【可以認(rèn)為酶的活性與時間沒有關(guān)系。 “信息”即結(jié)果和

20、合理推論。要能寫！】第26頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三27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，酶活性下降B當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)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(jié)構(gòu) 破壞更嚴(yán)重 右圖表示單位時間內(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，2022年，5月20日，

21、14點49分，星期三28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)敘述錯誤的是 A圖虛線表示酶量增加一倍時，底物濃度和反應(yīng) 速度關(guān)系B圖虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時， 生成物量與時間的關(guān)系C若圖中的實線表示Fe3+的催化效率，則虛線可 表示過氧化氫酶的催化效率D圖表示胃蛋白酶在pH為10情況下反應(yīng)速度與 時間的關(guān)系第28頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三29圖1產(chǎn)物CO2濃度隨時間變化曲線（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1mol 氨基丁酸和1mol CO2。某科研小組從小鼠的腦中得到

22、該酶后，在谷氨酸起始濃度為10 mmol/L、最適溫度、最適PH值的條件下，對該酶的催化反應(yīng)過程進行研究，結(jié)果見圖1和圖2。根據(jù)以上實驗結(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，2022年，5月20日，14點49分，星期三30（1）在圖1畫出反應(yīng)過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線（用“1”標(biāo)注）每分解1 mmol谷氨酸則產(chǎn)生1 mmol CO2。根據(jù)CO2濃度變化曲線，可得到嚴(yán)格的谷氨酸濃度隨時間變化曲線。（2）當(dāng)一開始時，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

23、增加到1.5 倍，v也是原來的1.5 倍，完成反應(yīng)的時間301.520min。當(dāng)一開始時，降低反應(yīng)溫度10，畫出理想條件下CO2濃度隨時間變化的曲線（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)完成所需時間增加。第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三31（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，請在圖2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v與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。很多神經(jīng)毒氣和有機磷農(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關(guān)鍵酶起不可逆抑制作用。第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點49分，星期三32總結(jié)提醒：1.試題中出現(xiàn)的曲線圖，可能會是完整曲線圖的截??！如下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 2