影响酶促反应速度的因素
酶促反应速率的影响因素
酶促反应速率的影响因素酶是一种特殊的蛋白质，它们能够催化化学反应并加速反应速率。
酶促反应速率受多种因素的影响，这些因素可以分为物理因素和化学因素两类。
一、物理因素1.温度：酶的反应速率随着温度的升高而增加，直至达到最适温度，此时反应速率最大。
但是，如果温度过高，酶的结构就会发生变化，导致失活。
因此，温度的升高对酶的活性具有双重影响，需要控制在适宜范围内。
2. pH值：不同的酶在不同的pH值下具有最适活性。
例如，胃蛋白酶在酸性环境下具有最高活性，而肠蛋白酶则在碱性环境下具有最高活性。
当环境pH值偏离最适值时，酶的活性会降低。
3.底物浓度：底物浓度对酶反应速率的影响呈现一定的规律。
当底物浓度较低时，酶活性受限于底物浓度；当底物浓度逐渐增加时，酶反应速率也呈现出增加的趋势，但是当底物浓度达到一定程度时，酶的活性已经达到饱和状态，继续增加底物浓度也不会增加酶的反应速率。
二、化学因素1.酶和底物的亲和力：酶和底物的亲和力越大，酶反应速率就越快。
酶和底物的亲和力受到酶的三级结构和底物的形状等因素的影响。
2.离子强度：离子强度对酶的活性也有一定的影响。
当离子强度过高时，离子和酶的结合会阻碍酶和底物之间的结合，导致酶的活性下降。
3.抑制剂：抑制剂是一种能够抑制酶活性的物质。
抑制剂可以分为可逆抑制剂和不可逆抑制剂。
可逆抑制剂可以通过改变酶和底物之间的亲和力来抑制酶活性，而不可逆抑制剂则通过破坏酶的结构来抑制酶活性。
酶促反应速率受到多种因素的影响，需要在实验设计和操作中充分考虑这些因素，以保证实验结果的可靠性和准确性。
同时，对于酶催化反应机理的研究，也需要深入探究这些因素的作用机制，以加深对酶催化反应的认识。
酶的专一性及影响酶促反应的因素
酶的专一性及影响酶促反应的因素一实验目的通过本实验，证明酶对底物催化的专一性，以及PH、温度、激活剂、抵制剂对酶促反应速度的影响。
二实验原理唾液淀粉酶能专一的催化淀粉水解，生成一系列水解产物，即糊精、麦芽糖、葡萄糖等。
麦芽糖或葡萄糖都属于还原糖，能使班氏试剂中的二价铜离子还原成亚铜，并生成砖红色的氧化亚铜。
淀粉酶不能催化蔗糖水解，且蔗糖本身不是还原糖，所以不能与班氏试剂作用呈色。
以此证明酶催化底物的专一性。
淀粉或淀粉的水解产物遇碘会呈现不同的颜色，淀粉遇碘变蓝色；糊精遇碘则根据其分子量的大小依次呈现紫色、褐色、红色；而麦芽糖、葡萄糖遇碘不呈色。
通过颜色变化可以了解淀粉的程度，以观察PH、温度激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响。
三药品器材试管、试管夹、样品杯、滴瓶、温度计、恒温水浴箱，冰箱等。
1.1%淀粉溶液称取可溶性淀粉1g，加5ml蒸馏水调成糊状，徐徐倒入80ml煮沸的蒸馏水中，不断搅拌，待其溶解后，加蒸馏水至100ml。
此液应新鲜配制，防止细菌污染。
2．1%蔗糖溶液称1g蔗糖，加蒸馏水至100ml溶解。
3．PH6.8缓冲液取0.2mol/L磷酸氢二钠溶液154.5ml，0.1mol/L柠檬酸溶液45.5ml混合即可。
4．PH4.8缓冲液取0.2mol/L磷酸氢二钠溶液98.6ml，0.1mol/L柠檬酸溶液101.4ml混合即可。
5．PH8.0缓冲液取0.2mol/L磷酸氢二钠溶液194.5ml，0.1mol/L柠檬酸溶液5.5ml混合即可。
6．班氏试剂溶解结晶硫酸铜17.3g于100ml热的蒸馏水中，冷却后加水至150ml 为A液。
取柠檬酸钠173g和无水碳酸钠100g，加蒸馏水600ml ,加热溶解，冷却后加水至850ml为B液。
将A液缓慢倒入B液中，混合即可。
7．稀碘液称取碘1g，碘化钾2g ,溶于300ml蒸馏水中。
8．0．9%NaCl溶液。
9．0．9%CuSO4溶液。
10．0．1%Na2SO4溶液。
实验22 影响酶促反应因素——温度、
1.实验目的
（1）通过本实验了解pH、温度、抑制剂对 酶活力的影响。 （2）通过实验掌握控制变量法，并能使用控 制变量法设计实验。
2.实验原理
本实验通过对胰蛋白酶的测试，考察温 度、pH、抑制剂对酶活性的影响。 （1）温度的影响：酶是生物体内一类具 有催化活性的蛋白质，与一般催化剂一样 存在温度效应。开始时，酶促反应的速率 随温度的增加而增加，达到最大反应速率 时的温度为酶的最适温度，而超过最适温 度，会引起蛋白质变性，使酶促反应速率 降低直至停止。
（2）pH组 设置空白组：取一支试管，加入1.0mL1%酪 蛋白溶液和3.0mL5%三氯乙酸溶液，摇匀后加入 0.2mL酶液和0.8mL蒸馏水，在37oC下恒温10min。 对pH的测试：取3支试管，依次编号1、2、3， 向3支试管中分别加入0.2mL胰蛋白酶溶液，向1 号试管中加入0.8mLpH=7.4的硼酸缓冲液，向2号 试管中加入0.8mLpH=8.0的硼酸缓冲液，向3号试 管中加入0.8mLpH=9.0的硼酸缓冲液，上述试管 置于37oC水浴中恒温2min，然后加入各加入 1.0mL1%酪蛋白溶液，在37oC水浴中继续恒温 10min后加入三氯乙酸切断反应。将上述试管以 3000r/min离心5min，取上清液在280nm波长测定 吸光度。
（3）抑制剂组 设置空白组：取一支试管，加入1.0mL1%酪蛋 白溶液和3.0mL5%三氯乙酸溶液，摇匀后加入 0.2mL酶液和0.8mL蒸馏水，在37oC下恒温10min。 对抑制剂作用的测试：取两支试管，编号1、2， 在两支试管中分别加1.0mL1%酪蛋白溶液，然后 在1号试管中加入0.8mL蒸馏水，在2号试管中加 入0.1mL1mmol/mL苯甲脒溶液和0.7mL蒸馏水， 在37oC水浴中恒温2min，然后向两支试管中各加 入0.2mL的胰蛋白酶溶液，在37oC水浴中继续恒 温反应10min，最后加入三氯乙酸终止反应。将 上述试管以3000r/min离心5min，取上清液在 280nm波长测吸光度。
酶促反应动力学(有方程推导过程)
酶促反应动力学(kinetics of enzyme- catalyzed reactions)是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。酶促反应的影响因素主要包括酶的浓度、底物的浓度、pH、温度、抑制剂和激活剂等。
01
酶促反应动力学
02
3.4 酶促反应动力学
酶浓度的影响
在一定温度和pH下，酶促反应在底物浓度大于100 Km时，速度与酶的浓度呈正比。 酶浓度对速度的影响机理：酶浓度增加，[ES]也增加，而V=k3[ES]，故反应速度增加。
，所以
(2)
将（2）代入（1）得：
(3)
当[Et]=[ES]时，
(4)
所以
将（4）代入（3），则：
01
Vmax指该酶促反应的最大速度，[S]为底
02
物浓度，Km是米氏常数，V是在某一底物浓
03
度时相应的反应速度。从米氏方程可知：
04
当底物浓度很低时
05
<< Km,则 V≌Vmax[S]/Km ，反应速度
〔E〕〔S〕
〔ES〕
〔E〕〔I〕
〔EI〕
ki
解方程①②③得： 〔ES〕=
〔E〕t
（1 + ）＋1
Km
〔S〕
〔I〕
Ki
又因vi＝k3〔ES〕,代入上式得： Vi＝
（1 + ）＋〔S〕
Km
〔I〕
Ki
Vmax〔S〕
〔I〕
Ki
很多药物都是酶的竞争性抑制剂。例如磺胺药与对氨基苯甲酸具有类似的结构，而对氨基苯甲酸、二氢喋呤及谷氨酸是某些细菌合成二氢叶酸的原料，后者能转变为四氢叶酸，它是细菌合成核酸不可缺少的辅酶。由于磺胺药是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，进而减少细菌体内四氢叶酸的合成，使核酸合成障碍，导致细菌死亡。抗菌增效剂-甲氧苄氨嘧啶(TMP)能特异地抑制细菌的二氢叶酸还原为四氢叶酸，故能增强磺胺药的作用。
酶促动力学
H C
S CHCl E S As
H C
CHCl + 2HCl
巯基酶
S E S
路易士气
H2C SH
失活的酶
酸
H As C CHCl + HC SH H2C OH
H SH H2C S As C CHCl + HC S E SH H2C OH
失活的酶
BAL
巯基酶 BAL与砷剂结合物
三、酶的抑制作用
（五）一些重要的抑制剂
*竟争性抑制举例
1.丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制
琥珀酸
琥珀酸脱氢酶 FAD FADH2
延胡索酸
COOH CH2 C H2 COOH 琥珀酸
COOH CH2 COOH 丙二酸
•
磺胺类药物的抑菌机制
与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶
二氢蝶呤啶 ＋ 对氨基苯甲酸 ＋ 谷氨酸
二氢叶酸 合成酶 二氢叶酸
H2N
加入非竞争性抑制 剂后，Km 不变，而 Vmax减小。
非竞争性抑制作用的Lineweaver–Burk图 ：
加入非竞争性抑制剂 后，Km 不变，而 Vmax减小。
非竞争性抑制剂与酶活 性中心以外的基团结合。 这类抑制作用不会因提高 底物浓度而减弱
三、酶的抑制作用
(二) 抑制作用的类型
（3）反竞争性抑制
影响因素包括有
底物浓度、pH、温度、 抑制剂、激活剂、酶浓度等。
※ 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。
影响酶促反应速率的因素：
底物浓度[S] 酶浓度[E] 反应温度 pH 值 抑制剂I 激活剂A
二、底物浓度对酶反应速度的影响
355
当底物浓度达到一定值 反应速度达到最大值 （Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加
高一生物酶促反应的影响因素
2014--2015学年生物（苏教版）必修一同步导学案4.1.3酶促反应的影响因素一、目标导航1．酶促反应的影响因素二、知识网络1．影响酶活性的因素：温度和pH。
①温度：在较低的温度范围内，酶促反应的效率随着温度的升高而加快。
反应速率最高时的温度称为酶促反应的最适温度。
适当升高温度能加速酶促反应，但过高的温度又加速了酶蛋白的变性。
②pH：在一定的pH下，酶表现出最大活性，此时的pH称为最适pH，高于或低于此pH，酶的活性均降低。
过酸、过碱会使蛋白质变性而失去活性。
不同的酶最适pH是不同的。
（6）影响酶促反应速率的因素：pH、温度、酶的浓度、底物浓度等。
三、导学过程知识点一影响酶催化作用的因素甲乙丙1．酶相关实验的设计思路（1）根据两类催化剂催化H 2O 2产生O 2的多少判断酶的高效性 2H 2O 2――→H 2O 2酶2H 2O ＋O 2↑（气泡多而大）；2H 2O 2――→Fe 3＋2H 2O ＋O 2↑（气泡少而小）。
（2）根据斐林试剂与还原糖发生氧化还原反应判断酶的专一性蔗糖――→淀粉酶蔗糖(非还原糖)＋斐林试剂→蔗糖＋斐林试剂（无砖红色）。
（3）根据碘试剂与淀粉的颜色变化判断淀粉的水解淀粉＋蒸馏水→淀粉＋碘液→蓝紫色复合物（淀粉未被水解）； 淀粉＋淀粉酶→麦芽糖＋碘液→无蓝紫色复合物（淀粉已被水解）。
（4）根据温度变化来判断酶的活性和结构的变化温度：低温（0 ℃）→升温→最适温度（37 ℃）→再升温→高温（大于70 ℃）| | | | | 活性：活性低―→活性增高→活性最高―→活性降低→无活性 | | | | | 结构：未变性―→未变性―→未变性―→渐变性―→已变性 （5）根据酸碱度变化来判断酶的活性和结构的变化 酸碱度：过酸←酸性增强←最适酸碱度→碱性增强→过碱 | | | | | 活性：无活性←活性降低←活性最高→活性降低→无活性 | | | | | 结构：变性← 渐变性 ← 未变性 ―→ 渐变性―→变性 【例1】 甲、乙、丙三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。
“影响酶促反应速度的因素”教学设计与反思
广东职业技术教育与研究2019年第1期1教学目标1.1知识与技能掌握底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂和抑制剂对酶促反应速度的影响。
熟悉米-曼氏方程式、V max及K m的意义。
了解单一变量原则实验探究法和酶促反应在医学上的应用，提高学生的学习兴趣。
1.2过程与方法教学以PPT方式为主，借助图表、动态图画展示。
课堂举例讲授，掌握对照法的理论基础。
通过知识拓展，学以致用，锻炼学生自主学习的能力。
通过实验探究，学生根据实验原理讨论分析得出实验结论，实现一体化教学。
1.3情感与价值培养学生提出问题、解决问题的能力。
结合临床、日常生活的实例，拉近学生和生化的距离，让学生感知生化就在我们的身边，生化源于生活，激发学生学习生化的兴趣。
2教学重难点2.1教学重点底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂和抑制剂对酶促反应速度的影响。
2.2教学难点米-曼氏方程式、V max及K m的意义。
3学情分析授课对象为高职护理、助产专业一年级的学生。
经过第一学期对无机化学和正常人体学的学习，已经具备一定的生物和化学学科基础。
思维活跃，充满好奇心，学习能力较好。
但是抽象逻辑性、独立性仍有待加强，学习强度伴随学习课程难度的提高而下降。
依赖心理较强，希望得到教师关注、督促、激励和赞许。
4课程分析生物化学是众多医学课程的基础，起到承前启后的作用。
全书的内容以抽象为主。
本章前面已经介绍了酶的分子结构与功能、酶促反应的特点与催化机制。
在此基础上，定量描述了6种因素，分别是底物浓度、酶的浓度、pH、温度、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响，具有理论性强、内容枯燥、理解难等特点。
它是酶的结构对功能影响的进一步讨论，也是后面物质代谢章节的理论基础。
解释了低温保存疫苗、低温麻醉的原理［1］。
5教学内容及方法【复习回顾】①从酶的分子结构开始，结构决定功能，酶的功能是催化作用和代谢调节元件。
②酶促反应的表达式（单底物、单产物的反应）。
【教学方法】通过对学生进行集体提问，起温故而知新的作用。
酶促反应影响因素
酶促反应影响因素酶促反应影响因素1. 温度：温度高于酶的最适活性温度，会加速酶分子的活性，而酶活性过高则可导致酶烧伤或破坏，从而降低反应的速率，所以保持合适的温度是影响酶促反应的重要因素之一。
2. 酶浓度：酶浓度是影响酶促反应速率的主要因素，它直接影响反应中酶与底物之间的接触次数，当酶浓度增加时，酶与底物越多，接触次数越多，反应速率自然越快，反之，当酶浓度过低时，反应速率就变慢。
3. pH值：pH值也会影响酶促反应，每种酶都有自己最适宜的pH值，若pH值过高或过低，酶活性可能会下降，甚至在一定的极端条件下可能造成酶的解离，因此需要控制反应的pH值。
4. 辅助因子：对于一些特定的酶，还需要加入某些激活剂或辅助因子，才能促进反应，引起酶活性。
例如，维生素是不可缺少的辅助因子，它们可能和一些酶结合形成介质型酶，影响酶促反应的反应速率。
5. 抑制剂：在生理反应过程中，也需要抑制酶的活性，而一些有机分子可以抑制酶的活性，从而降低反应的速率。
抑制剂的效果受其类型、浓度和pH值等影响，如果抑制剂的浓度过高，将会完全抑制酶活性，从而降低反应的速率。
6. 氧化剂和还原剂：氧化剂和还原剂都会影响酶促反应，氧化剂可以促进酶的反应速率，而还原剂则可以降低酶的反应速率。
例如，苯酚可以作为氧化剂加速酶促反应，而过氧化氢则可以作为还原剂，降低酶促反应的速率。
7. 金属离子：一些金属离子也可以影响酶的反应速率，其中锰、铜、铁等离子可能介导酶的正向活性，而硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝等离子可能起抑制作用，降低酶的反应速率。
因此，温度、酶浓度、pH值、辅助因子、抑制剂、氧化剂和还原剂以及金属离子等都是影响酶促反应速率的重要因素。
基于此，实验室工作者可以在有效控制这些条件条件的基础上，改善反应的质量和效率，从而获得更佳的实验结果。
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