資源簡介

環境因素對酶活性的影響
【學習目標】
1．說明溫度、PH對酶活性的影響。
2．通過探究“影響酶活性的條件”發展科學探究能力。
【學習重難點】
說明溫度、PH對酶活性的影響。
【學習過程】
一、自主學習
尋找證據——實驗（探究PH對過氧化氫酶活性的影響）
閱讀課本P90-91頁資料，根據實驗獲得的信息，思考下列問題：
1．不同pH下過氧化氫酶的催化能力是否相同？pH對過氧化氫酶的活性是否有影響？
2．分析第9步中獲得的曲線，可以得出什么結論？
3．除了pH外還有哪些因素會影響酶活性？
二、知識鞏固
1．下面是酶活性受pH影響的示意圖，其中正確的是
(
)
2．如圖是某課外活動小組探究pH對唾液淀粉酶活性影響時繪制的實驗結果圖(實驗中用鹽酸創設酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關敘述正確的是(
)
A．在適宜條件下，與鹽酸相比，淀粉酶催化作用更顯著
B．pH為1時有淀粉水解，則過酸條件下酶沒有失活
C．pH為3時酶的活性等于pH為9時酶的活性
D．根據實驗結果可推測出淀粉酶的最適pH為7
3．加酶洗衣粉的使用說明中一般都有“使用溫水洗滌效果更佳”的提示。該項提示的理論依據是(
)
A．酶的活性受pH影響
B．酶具有高效性
C．酶的活性受溫度影響
D．酶具有專一性
4．酶很“嬌氣”，只有在適宜的溫度和pH時，其活性才最高。將腸淀粉酶(最適pH=7.8)溶液的pH由1.8調高至12的過程中，其催化活性表現為圖中的(縱坐標代表催化活性，橫坐標代表pH)
(
)
5．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。下列有關敘述中正確的是(
)
A．在一定范圍內，底物濃度影響酶的活性
B．曲線②為對照組實驗結果
C．若反應溫度不斷升高，則A點將持續上移
D．P對該酶的活性有抑制作用
答案
1．【解析】選A．酶活性受pH的影響，在最適pH時，酶活性最高，pH過低或過高，酶分子結構受到破壞，酶活性喪失，不可恢復；在一定范圍內，酶活性隨pH增大而增加，超過了最適pH，酶活性隨pH增大而降低。
2．【解析】選A．酶具有高效性，在適宜條件下，淀粉酶催化作用比鹽酸更顯著，A正確；過酸條件下酶失活，pH為1時有淀粉水解是鹽酸催化的結果，B錯誤；pH為3時淀粉水解有鹽酸的作用，不能說明此時酶的活性等于pH為9時酶的活性，C錯誤；根據實驗結果只能推測，在現有的數據中pH為7時淀粉酶的催化效率最高，D錯誤。
3．【解析】選C．酶的活性受溫度影響，不同酶有其自己的最適溫度，高于或低于最適溫度，酶的活性都會降低。加酶洗衣粉使用溫水效果更佳，主要是因為溫度對酶活性的影響。
4．【解析】選C．腸淀粉酶最適pH為7.8，當pH為1.8時，酶的活性已經喪失，并且不能恢復，因此在pH由1.8調高至12的過程中，酶的催化活性始終為0，所以C正確。
5．【解析】選D．底物濃度可影響酶促反應速率，但不影響酶的活性，A錯誤；曲線①為對照組，②為實驗組，由圖可知，化合物P對該酶的活性有抑制作用，D項正確；其他條件適宜，當反應溫度超過最適溫度后，溫度不斷升高，酶活性將減弱，A點將持續下移，C項錯誤。(共17張PPT)
環境因素對酶活性的影響
為什么加酶洗衣粉需要用溫水浸泡？這是否意味著酶的催化效率受到溫度和PH等環境因素的影響呢？
尋找證據
實
驗
目的要求：
1.比較不同pH條件下過氧化氫酶的活性。
2.嘗試構建過氧化氫酶活性受pH影響的數學模型。
3.闡述pH對酶活性的影響。
實驗原理：
酶活性指的是酶催化化學反應的能力，用一定條件下酶催化化學反應的速率來表示。過氧化氫酶能催化H2O2，分解成O2和H2O，通過記錄不同pH條件下一定時間內O2的生成量，計算出酶促反應連率，可知pH對酶活性的影響。
PH對酶活性的影響
材料用具：
質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液；體積分數為3%的H2O2，pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0的緩沖液；小圓形濾紙片，細胞培養瓶，帶孔橡皮塞，玻璃彎管，水槽，溫度計，量筒，計時器，鑷子等。
方法步驟：
1.向水槽加入37℃的水，并保持水溫相對穩定。
2.左手持細胞培養瓶，上壁在下，用鑷子在細胞培養瓶上壁內側小心貼上4張浸有肝臟研磨液的小圈形濾紙片，彼此不要重疊。
3.翻轉培養瓶，使貼有濾紙片的上壁在上，小心倒入pH5.0的緩沖液2mL，再加入5mLH2O2，切勿使上述混合液與上壁的濾紙片接觸。
4.用連有玻璃彎管的橡皮塞塞緊瓶口（圖4-4）。
5.將量簡灌滿清水，倒置在水槽中。
6.將培養瓶平放在水槽中，玻璃彎管管口伸到倒置的量筒內（圖4-5）。
7.堵緊培養瓶的瓶塞，將培養瓶旋轉l80°，使H2O2接觸濾紙片（圖4-6）。同時開始計時，每30s讀取并記錄量簡中氣體的體積，共讀取4min。
8.換用其他pH的緩沖液，重復第2～7步操作。
9.以時間為橫坐標，以釋放的O2量為縱坐標，將不同pH條件下H2O2隨時間推移分解產生的氣體體積標記在坐標圖中，并繪制成曲線。
根據實驗獲得的信息，思考下列問題：
1.不同pH下過氧化氫酶的催化能力是否相同？pH對過氧化氫酶的活性是否有影響？
2.分析第9步中獲得的曲線，可以得出什么結論？
3.除了pH外還有哪些因素會影響酶活性？
不相同；PH影響酶的活性。
過氧化氫酶在PH為7.0時，活性最高（釋放的氧氣最多），PH升高或者降低，過氧化氫酶的活性都會降低。
溫度、重金屬鹽離子等能夠影響蛋白質結構的因素都會對酶的活性產生影響。
（1）在一定范圍內，隨著pH的升高，
酶的活性逐漸增強；
（2）達到最適pH時，酶的活性最高；
（3）超過最適pH時，隨著pH的繼續升高，酶的活性逐漸下降；
（4）過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。
溫度對酶活性的影響
溫度對酶的活性有很大影響，酶的催化作用應具備適宜的溫度。
（1）在一定范圍內，隨著溫度的升高，
酶的活性逐漸增強；
（2）達到最適溫度時，酶的活性最高；
（3）超過最適溫度時，隨著溫度的繼續升高，酶的活性逐漸下降；
（4）溫度過高會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。
不同酶的最適溫度和最適pH條件是有差異的。人體內大多數酶的最適溫度是37℃左右，最適pH為6.5～8.0，但也有少數例外。例如，溶酶體中各種水解酶的最適pH是5.0左右，胃蛋白酶的最適pH是1.6左右。細菌和真菌細胞內酶的最適條件往往與它們的生活環境相關。例如，某種生活在熱泉中的細菌的DNA聚合酶最適溫度可高達72℃。
除了溫度和pH之外，重金屬鹽離子等能夠影響蛋白質結構的因素都會對酶的活性產生影響。
此外，細胞代謝中很多酶的活性受到特定的調節物質的影響。例如，大腸桿菌中以蘇氨酸為原料合成異亮氨酸的反應途徑分為五步，每一步反應都由特定的酶催化，異亮氨酸可以與其中的酶1發生可逆性結合，降低其活性（圖4-8）。如果大腸桿菌產生的異亮氨酸超過了其蛋白質合成的需求，未被利用的異亮氨酸就會積累，對酶1產生顯著的抑制作用，從而降低異亮氨酸的產量，避免細胞內物質和能量的浪費。
圖4-8
大腸桿菌中異亮氨酸合成途徑示意圖
酶的活性常受到某些物質影響，有些物質能增加酶的活性，稱為酶的激活劑；另一些物質則降低酶的活性，稱為抑制劑。
少量的激活劑或抑制劑就會影響酶的活性，而且常具有特異性。
激活劑和抑制劑
加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更強的去污能力，能把衣物清洗得更加干凈鮮亮。
多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時可以服用。
果膠酶能分解果肉細胞壁中的果膠，提高果汁產量，使果汁變得清亮。
阿司匹林通過抑制前列腺素合成中相關酶的活性起到止痛的作用。
知識梳理
環境因素對酶活性的影響
PH
溫度
重金屬鹽離子
激活劑
抑制劑
當堂檢測
1.
加酶洗衣粉不能用沸水溶解，這說明了酶的作用（
）
A．適用低溫下催化
B．具有高效性
C．需適宜的溫度
D．具有專一性
C
2.人在發高燒時，常常不思飲食，其根本原因是(
)
A.消化道內的食物尚未消化
B.發燒使胃腸蠕動減弱
C.體內的食物殘渣排出受阻
D.高燒使酶的活性減弱
D
3.唾液中的唾液淀粉酶，進入胃后，催化作用大大降低，這是由于(
)
A.酶發揮催化作用只有一次
B.唾液內的溫度高于胃內的溫度
C.唾液內的pH比胃內的pH高
D.唾液內的pH比胃內的pH低
C
謝
謝環境因素對酶活性的影響
【教學目標】
1．說明溫度、PH對酶活性的影響。
2．通過探究“影響酶活性的條件”發展科學探究能力。
3．通過合作探討，培養學生合作意識，體會團隊力量；通過對問題思考，培養自主解決問題的能力，感受解決問題的思路和方法；通過對知識的拓展，領會生物的深奧，樹立不斷探索的愿望。
【教學重難點】
說明溫度、PH對酶活性的影響。
【教學過程】
一、導入新課
我們日常生活中常用的加酶洗衣粉，往往在包裝上注明產品適用的溫度范圍。這是否意味著酶的催化效率受到溫度和pH等環境因素的影響呢？這節課我們就來學習環境因素對酶活性的影響。
二、講授新課
PH對酶活性的影響
尋找證據——實驗
目的要求：1．比較不同pH條件下過氧化氫酶的活性。
2．嘗試構建過氧化氫酶活性受pH影響的數學模型。
3．闡述pH對酶活性的影響。
實驗原理：酶活性指的是酶催化化學反應的能力，用一定條件下酶催化化學反應的速率來表示。過氧化氫酶能催化H2O2，分解成O2和H2O，通過記錄不同pH條件下一定時間內O2的生成量，計算出酶促反應連率，可知pH對酶活性的影響。
材料用具：質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液；體積分數為3%的H2O2，pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0的緩沖液；小圓形濾紙片，細胞培養瓶，帶孔橡皮塞，玻璃彎管，水槽，溫度計，量筒，計時器，鑷子等。
方法步驟：1．向水槽加入37℃的水，并保持水溫相對穩定。
2．左手持細胞培養瓶，上壁在下，用鑷子在細胞培養瓶上壁內側小心貼上4張浸有肝臟研磨液的小圈形濾紙片，彼此不要重疊。
3．翻轉培養瓶，使貼有濾紙片的上壁在上，小心倒入pH5.0的緩沖液2mL，再加入5mLH2O2，切勿使上述混合液與上壁的濾紙片接觸。
4．用連有玻璃彎管的橡皮塞塞緊瓶口（圖4-4）。
5．將量簡灌滿清水，倒置在水槽中。
6．將培養瓶平放在水槽中，玻璃彎管管口伸到倒置的量筒內（圖4-5）。
7．堵緊培養瓶的瓶塞，將培養瓶旋轉l80°，使H2O2接觸濾紙片（圖4-6）。同時開始計時，每30s讀取并記錄量簡中氣體的體積，共讀取4min。
8．換用其他pH的緩沖液，重復第2～7步操作。
9．以時間為橫坐標，以釋放的O2量為縱坐標，將不同pH條件下H2O2隨時間推移分解產生的氣體體積標記在坐標圖中，并繪制成曲線。
根據實驗獲得的信息，思考下列問題：
1．不同pH下過氧化氫酶的催化能力是否相同？pH對過氧化氫酶的活性是否有影響？
2．分析第9步中獲得的曲線，可以得出什么結論？
3．除了pH外還有哪些因素會影響酶活性？
每個學生先自己獨立完成，然后以組為單位進行討論，各組代表回答上述問題。教師點評，展示相應問題的答案。
由此可以得出結論：在一定條件下，酶活性最大時的PH值稱為該酶的最適PH。偏離該PH，不論升高還是降低，酶促反應速率都會下降。
溫度對酶活性的影響
觀察視頻，探究溫度對酶活性的影響。
每個學生先自己獨立思考，然后以組為單位進行討論，各組代表回答觀察的結果。教師點評并總結：在一定條件下，酶活性最大時的溫度稱為該酶的最適溫度。在一定溫度范圍內，酶促反應速率隨溫度的升高而加快；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。
不同酶的最適溫度和最適pH條件是有差異的。人體內大多數酶的最適溫度是37℃左右，最適pH為6.5～8.0，但也有少數例外。例如，溶酶體中各種水解酶的最適pH是5.0左右，胃蛋白酶的最適pH是1.6左右。細菌和真菌細胞內酶的最適條件往往與它們的生活環境相關。例如，某種生活在熱泉中的細菌的DNA聚合酶最適溫度可高達72℃。
除了溫度和pH之外，重金屬鹽離子等能夠影響蛋白質結構的因素都會對酶的活性產生影響。
此外，細胞代謝中很多酶的活性受到特定的調節物質的影響。例如，大腸桿菌中以蘇氨酸為原料合成異亮氨酸的反應途徑分為五步，每一步反應都由特定的酶催化，異亮氨酸可以與其中的酶1發生可逆性結合，降低其活性（圖4-8）。如果大腸桿菌產生的異亮氨酸超過了其蛋白質合成的需求，未被利用的異亮氨酸就會積累，對酶1產生顯著的抑制作用，從而降低異亮氨酸的產量，避免細胞內物質和能量的浪費。
酶活力的激活（激活劑）：酶活力的激活是指代謝途徑中催化后面反應的酶活力被前面的中間代謝產物（分解代謝時）或前體（合成代謝時）所促進的現象。例如，糞腸球菌的乳酸脫氫酶活力為1，6-二磷酸果糖所促進，粗糙脈孢菌的異檸檬酸脫氫酶活力為檸檬酸所促進，這是分解代謝途徑中酶活力激活的例子。在大腸桿菌、節桿菌和深紅紅螺菌等合成糖原時，1-磷酸葡萄糖對焦磷酸酶促反應有激活作用。
酶活力的抑制（抑制劑）：酶活力的抑制主要為產物抑制，它發生在酶促反應的產物沒有被后面反應用去的時候。一個酶與其底物結合在一起便發生酶促反應，同時有反應產物釋放出來。因為酶促反應通常都是平衡反應，所以如果有反應產物積累，催化該步反應的酶活力就受到抑制。抑制大多屬反饋抑制類型。
例如，加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更強的去污能力，能把衣物清洗得更加干凈鮮亮。多酶片中含有多種消化酶，人在消化不良時可以服用。果膠酶能分解果肉細胞壁中的果膠，提高果汁產量，使果汁變得清亮。阿司匹林通過抑制前列腺素合成中相關酶的活性起到止痛的作用。
【板書設計】

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