跳到正文
IGCSE·Tuition
生物 · 课程

区分变性与碰撞变慢

冷的试管和很热的试管都显示反应很慢,但两者的原因并不相同。

本页内容
  1. 两种解释有什么不同?
  2. 下笔前先问自己
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么?

低温使反应变慢,是因为分子碰撞的次数减少。高温或极端 pH 使酶停止工作,是因为它的形状改变了。前者可以逆转,后者则不能。

这一课完成生物分子与酶的学习,并把专一性与读图连起来。

两种解释有什么不同?

特征低温(碰撞变慢)高温或极端 pH(变性)
酶的形状不变活性位点形状改变
限制速率的因素碰撞更少、能量更低底物不再吻合
条件回到最适值后速率恢复速率不恢复
在图上的位置上升段下降段

下笔前先问自己

  1. **问题出在酶的形状吗?**如果是,写“变性”和“活性位点”。
  2. **还是碰撞的频率?**如果是,写“碰撞更少”和“动能更低”。
  3. **速率能恢复吗?**这是你判断哪一种适用的证据。

例题

取等量的酶和底物,按下表处理。数据是为练习而编的。

试管处理之后在 37 °C 的反应速率
A在 5 °C 放 10 分钟,然后加热到 37 °C每分钟 14 单位
B在 80 °C 放 10 分钟,然后冷却到 37 °C每分钟 0 单位
C始终保持在 37 °C每分钟 15 单位

**试管 A:**速率与试管 C 接近。所以低温没有改变酶,只是让碰撞变慢,回暖后碰撞恢复。

**试管 B:**即使冷却后速率仍为零。高温改变了酶的形状,所以活性位点不再与底物吻合,冷却也无法修复。

**结论:**低温使反应变慢但不损坏酶,而 80 °C 使酶变性。A 与 C 之间很小的差距(每分钟 1 单位)并不表示受损,因为单次读数会有波动。

要留意的错误

学生常写“酶在低温下变性”。这给了低温下速率慢的错误原因。

另一个常见的措辞错误是“酶被杀死了”。酶不是生物,所以只能说它变性。

对冷试管的改正:“酶没有变性;碰撞不那么频繁、能量较低,所以速率较低”。

自我检测

1. 某反应在 40 °C 很快,但在 70 °C 几乎停止,冷却后也不恢复。请解释。

查看答案

在 70 °C 时酶变性:活性位点改变形状,底物不再吻合。冷却不能恢复形状,所以速率不恢复。

2. 某反应在 10 °C 比在 30 °C 慢。请用粒子的角度给出原因。

查看答案

在 10 °C 时粒子运动较慢,所以酶与底物碰撞更少、能量更低。每分钟发生的成功反应更少。

3. 一位学生说在 0 °C 的试管显示了变性。什么简单的测试可以检验这一点?

查看答案

把试管加热到最适温度。如果速率恢复,酶就没有变性,速率慢是因为碰撞更少、能量更低。

接下来学什么?

在生物分子与酶练习题中测试整个主题。遗传模型板展示了如何在说明假设的前提下使用简单模型,这个习惯对酶的示意图同样有用。

如果你的解释总把两种原因混在一起,可以先练习下笔前问自己那三个问题。线上一对一生物补习的老师会给你一道道短题,让你每次都先判断是变性还是碰撞,再写答案。

常见问题

什么是变性?

变性(denaturation)是酶的形状因高温或极端 pH 而改变,使活性位点不再与底物吻合。酶停止工作,在 IGCSE 阶段这种改变被视为永久性的。

低温会使酶变性吗?

不会。低温下酶保持原来的形状,但分子运动缓慢,酶与底物的碰撞更少、能量更低。速率很低,而混合物回暖后速率会再次上升。

为什么温度升高时酶会加快?

温度升高时粒子运动更快,酶与底物分子碰撞得更频繁、能量更高。更多的碰撞带来每分钟更多的成功反应,直到变性开始为止。

酶会被高温“杀死”吗?

不会。酶是分子,不是生物,所以不能被杀死。请用“变性”这个词:活性位点的形状已经改变,底物不再吻合。

更新于:

下一步

如果你两种概念都懂,但在解释时选错了,一对一的老师可以给你一个简短的问题,让你下笔前先问自己。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

家长:在这里咨询

  • 已通过我们的服务帮助 9,000+ 名学生
  • 9+ 年帮助 IGCSE 学生