酶和酶促反应
酶促反应和酶的作用机制
酶促反应和酶的作用机制酶是一种生物催化剂，也是生命体系中非常重要的一种蛋白质。
酶的作用机制是通过酶促反应来完成的，这种反应是基于酶与底物之间的相互作用。
酶与底物结合形成酶底物复合物，反应后酶与产物解离，使得底物转化为产物。
酶促反应往往速度非常快，特异性较高，因此具有非常广泛的应用前景。
下面将从酶促反应的基本原理和酶的作用机制两方面来详细阐述。
一、酶促反应的基本原理酶促反应是一种基于酶与底物之间的相互作用来进行的化学反应。
这种反应不仅与物质的性质、反应条件有关，而且也与酶的特定性质以及生物环境下的活性相关。
在酶促反应中，酶与底物通过多种非共价键相互作用形成酶底物复合物，复合物中活性中心的化学性质被改变，从而产生反应。
这种反应可以简化为以下四个步骤：1. 亲和力：酶能够与底物结合的过程称为亲和力。
这种相互作用的前提是酶要具有适当的构象，与底物结合必须与一个特定的位点相互作用。
2. 过渡态：酶底物复合物中活性位点经历了一系列形态变化，从而形成一个临时的稳定结构，称为过渡态。
3. 成品生成：过渡态分解后，产生的产物与酶比较弱的相互作用，从而释放酶，进行下一次反应。
4. 酶活性的调节：酶活性的调节是由于底物、产物或其他非底物分子对酶的亲和力和/或立体结构的变化所引起的。
二、酶的作用机制酶的作用机制是基于其分子结构和学问性质的，主要有以下几种：1. 酶催化作用：酶可以促进底物分子之间的反应，降低反应的能垒，从而使化学反应更加容易进行。
2. 特异性：酶的活性中心由一定的氨基酸序列组成，这种序列的三级结构决定了酶的特异性。
在酶底物复合物中，酶能够与特定的底物结合，由于底物在酶的活性中心区域上的结构与底物的大小、形状和化学性质互相适应而产生特异性。
3. 反应速率：酶催化反应的速度比无酶反应快得多，因为酶结构中的活性中心能够提醒底物之间的相互作用。
酶催化反应的速率取决于反应底物的浓度、酶催化的速率常数和反应条件等。
酶与酶促反应课件
C、脂肪酶
D、麦芽糖酶
A
B C D 1 A
A C
A
E
F
2
3
反应前后本身 不变
专一性
BCD同时存ห้องสมุดไป่ตู้时，只催化C物质的反应。 葡萄糖 麦芽糖酶
葡萄糖
酶的产生场所
酶(Enzyme)是活细胞产生的一类 具有生物催化作用的有机物.
酶的作用 酶的化学本 质
绝大多数是蛋白质， 少数是RNA
强氧化性，不稳定，易分解。
H2O2 H2O + O2
新鲜酵母菌液含有过氧化氢酶。
实验1 酶的催化性
H2O2溶液 3mL
新鲜酵母菌液
蒸馏水
1号试管
2号试管
无机催化剂
H2O2
FeCl3
H2O + O2
生物催化剂
H2O2
过氧化氢酶
H2O + O2
认识酶
H2O2
酶的特性之一：高效性
过氧化氢酶
Fe3+
H2O+O2
酶的催化效率一般是无机催化剂的107-1013倍
保 证 细 胞 中 化 学 反 应 快 速 进 行
酶 的 高 效 性 的 意 义 ：
实验二（P65）：
实验结果 及 原因？ 实验结论？
最适PH=8
酶促反应：由酶催化的化学反应称为酶促反应。
酶活性：酶的催化效率。
影响酶促反应速率的其它因素：
酶的浓度：反应速率随
酶浓度的升高而加快。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
底物浓度：在一定浓度
范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化
酶 促 反 应 速 率
酶和酶促反应
思考：低温和高温使酶活性下降的原理相同吗？ 低温：暂时抑制酶活性，但酶的分子结构没有 被破坏，酶的活性在适宜温度下可以恢复 高温：导致酶的结构彻底破坏，使酶活性完全 丧失，不可再恢复
（2）PH
序号 项目 1号 1 注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL 2 调节酶溶液的PH 1m蒸馏水 5 注入可溶性淀粉 2mL 6 水浴保温处理 60℃5min 7 注入斐林试剂 2mL 8 水浴加热 1min 9 现象记录 ？ 2号 1mL 1mL NaOH 2mL 60℃5min 2mL 1min ？ 3号 1mL 1mL盐酸 2mL 60℃5min 2mL 1min ？
• 3.特性
• （1）催化性 • （2）高效性 • 思考：酶具有催化高效性的原因是什么？ • 酶能降低化学反应所需要的活化能 • （3）专一性（特异性） • 思考：酶具有专一性的原因是什么？ • 酶的活性中心与底物分子在空间结构上就有特 殊的匹配关系
强氧化性，不稳定，易分解。
2H2O2 2H2O + O2
新鲜酵母菌液（或新鲜猪肝研磨液） 含有过氧化氢酶。
实验1 酶的催化性
H2O2溶液 3mL
1.哪只试管产生的气泡多？ 2.这个实验说明了什么？
新鲜酵母菌液 蒸馏水
1号试管
2号试管
无机催化剂
2H2O2
FeCl3
2H2O + O2
生物催化剂
2H2O2
过氧化氢酶
2H2O + O2
无机催化剂和生物催化剂，究竟 哪种催化效率更高呢？
授课人：孙艳娟
酶与生 活密切 相关
1.概念
酶通常是指由活细胞产生的具有催化活性的有机物
2.本质
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
第三章酶与酶的促反应
第三章酶与酶的促反应名词解释全酶对于大多数化学本质为蛋白质的酶来说，按照化学组成可分为单纯酶和结合酶两大类。
全酶（又称结合酶）除了蛋白质组分外，还含有对热稳定的小分子物质。
前者称为酶蛋白，后者称为辅因子。
酶蛋白和辅因子单独存在时，均无催化活力。
只有二者结合成完整的分子时，才具有活力。
此完整的酶分子称为全酶。
全酶=酶蛋白+辅因子酶的辅助因子：主要包括金属离子和小分子有机化合物，在酶促反应中主要决定反应的种类和性质，在反应中起到传递电子、原子或某些化学基团的作用。
辅酶和辅基：辅酶是指以非共价键和酶蛋白结合的小分子有机物质，通过透析或超滤等物理方法可以除去。
辅基是指以共价键和酶蛋白结合的小分子有机物质，不能通过透析或超滤的方法除去酶的活性中心是指酶分子能与底物特异性结合并将底物转化为产物，具有特定空间结构的区域。
使酶分子执行其催化功能的部位同工酶催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构，理化性质及免疫学性质不同的一组酶（5种乳酸脱氢酶同工酶）变构调节变构调节（也叫别构调节）是指一些代谢物与某些酶分子活性中心以外的某一部位可逆的结合（非共价结合），引起酶构象变化、从而改变酶的催化活性，此种调节方式叫做变构调节。
共价修饰调节在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基因可与某种化学基因发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程成为共价修饰。
抑制剂凡能是酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。
Km米氏常数（Km）的含义是酶促反应达最大速度（Vm）一半时的底物(S)的浓度。
竞争性抑制抑制剂的结构与底物结构相似，能与底物竞争结合在酶的活性中心，从而降低或抑制酶活性这种抑制作用称竞争性抑制剂，这种抑制作用称竞争性抑制作用。
底物浓度增大，抑制下降。
Km增大，亲和力下降，Vm不变非竞争性抑制有些抑制剂可与酶活性中心以外的必需基团结合，不影响酶与底物的结合，抑制剂和底物可同时结合在酶分子上，形成酶-底物-抑制剂复合物，不能释放出产物，使酶活性丧失，这种抑制剂称为非竞争性抑制剂，这种抑制作用称为非竞争性作用。
4.1酶与酶促反应
第二节酶与酶促反应撰写人：孟祥成审定人：卢华香编号：13 2009-10-28一、学习目标1、说明酶在细胞代谢中的作用，本质和特性。
2、通过对材料的分析，初步具有信息处理能力；进行有关的探究实验，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照实验。
3、正确解读坐标数据图表，分析影响酶活性的各种因素。
（温度，pH，酶的浓度，反应物浓度）二、学习重点和难点1、酶的作用、本质和特性；2、酶能够降低化学反应的活化能；3、控制变量、设置对照实验的科学方法；4、依据实验现象分析得出实验结论；三、学习过程（一）酶的概念、特性、功能、本质。
1、酶的概念；酶是产生的具有作用的有机物，其中绝大多数酶是少数酶是。
2、酶的特性；（1）：酶的催化效率大约是无机无机催化剂的107~1013倍（2）：每一种酶只能催化一种或一类化学反应（3）酶的作用条件酶在，其活性最高。
温度和pH偏高或偏低，酶的活性都。
3、酶的功能：是生物催化剂，反应前后酶量和化学性质。
（“改变”或“不变”）4、酶的本质：大多数是，少数是。
合成原料：或。
（二）影响酶活性的因素1、温度：酶的催化作用只有在一定温度下才能表现出来。
酶的活性与温度的关系为：当酶蛋白没有变性时，随之温度的升高，酶的活性逐渐，但温度升高到一定限度后，酶的活性就会钝化，直至完全失活。
2、pH：酶的催化作用，只有在一定pH下才能表现出来。
pH过高或过低都会使酶的结构破坏，导致酶的活性永久性的丧失。
最适pH 10例题：实验研究pH对酶的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于250C室温条件下，将各试管蛋白块消（1）酶活性最强时的pH是。
（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是。
（3）请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。
（4）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计？（B级）（三）、影响酶促反应的因素1、酶的活性：酶的活性越高酶促反应的速度越快，凡是影响酶活性的因素（温度、pH等）都会影响酶促反应的速度。
酶和酶促反应
中，在各自温度下保持一定的时间 第五步：取出123三支试管，加入碘液，混合均匀后，观察试管 溶液颜色深浅
实验结果： 2号试管溶液颜色最浅
能否先将底物和酶混合后再进行不同温度的处理？ 能否将碘液换成本尼迪特试剂，热水浴后观察比较各组的红黄色 沉淀的量？
四、影响酶促反应的因素
1.pH 2.温度 3.底物浓度 4.酶浓度
7
现象记录 有砖红色 无砖红色沉 无砖红色 沉淀生成 沉淀生成 淀生成或偏低都会影响酶活性。 步骤2和3不能颠倒，若颠倒，容易使底物在酶 的作用下水解，无法证实环境过酸过碱对酶活性 的影响
温度对酶促反应的影响
步骤 1 2 3 4 5
1号试管2号试管 3号试管 注入3%淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 温度（保温5min） 60℃ 100℃ 0℃ 注入新鲜淀粉酶并摇匀 1 mL 1 mL 1 mL 滴入碘液,并摇匀 1滴 1滴 1滴 不变蓝 变蓝 变蓝 现象记录
参与反应，不提供能量 75 无催化剂催化
用胶态铂催化
过氧化氢酶
54
29
产物
反应进程
二、酶在细胞代谢中的作用
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才 能在温和的条件下快速进行
酶促反应 (1)概念：由___ 酶 催化的化学反应。 催化效率 。。 (2)酶活性：酶对化学反应的_________
三、酶的特性
1、高效性 2、专一性 3、作用条件温和
谢谢大家！
酶
产 物
酶与底物 结合
酶-底物 复合体
酶恢复原状 其数量和性 质未发生改 变
注入3％溶液 2 注入新鲜淀粉酶溶 2mL 2mL 液，并振荡 60℃温水保温 3 5min 5min 注入斐林试剂，并 4 2mL 2mL 振荡 加热煮沸 1min 1min 5 现象记录 6 生成砖红色沉淀 无砖红色沉淀 实验结论：酶的催化作用具有专一性 检测底物是否被分解宜选用斐林试剂。不能用碘液进行 检测，碘液无法检测蔗糖是否被水解，淀粉用尽时1和2 均显示碘液颜色
酶与酶促反应
活化能: 活化能:
分子从常态变为容易发生化学反应的 活跃状态所需要的能量。 活跃状态所需要的能量。
酶催化作用实质： 酶催化作用实质： 降低化学反应的活化能 降低化学反应的活化能
2.作用机理： 2.作用机理： 作用机理
加入催化剂相当于给汽车找到了一条穿山隧道 活化能 活跃状态 分子初态
酶的催化机理是降低活化能 酶的催化机理是降低活化能
二、酶与酶促反应
细胞内成千上万个化学反应 为什么能在常温、 为什么能在常温、常压下高 效有序地进行呢？ 效有序地进行呢？
1. 酶的概念 酶的概念:
酶是活细胞产生的一类具有催化作用 酶是活细胞产生的一类具有催化作用 活细胞产生的一类具有
来源 功能
的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。 蛋白质
本质
绝大多数酶是蛋白质, 绝大多数酶是蛋白质 少数的酶是RNA 少数的酶是
P57记忆 记忆
酶促反应： 酶促反应： 由酶催化的化学反应 酶活性： 酶活性： 酶对化学反应的催化效率
提高化学反应速率的途径：（P57课本） 提高化学反应速率的途径：（P57课本） ：（P57课本 用加热或光照给反应体系提供能量。 (1) 用加热或光照给反应体系提供能量。 使用催化剂，降低活化能。 (2) 使用催化剂，降低活化能。
70℃ 时间
三图依次表示酶浓度一定时， 例2：下列 、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应 ：下列A、 、 三图依次表示酶浓度一定时 物浓度、温度、 值的关系 请据图回答下列问题： 值的关系。 物浓度、温度、pH值的关系。请据图回答下列问题： （1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因 ） 中 反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升， 是 受反应液中的酶浓度的限制 。 （2）图B中，a点所对应的温度称 酶反应的最适温度 ） 中 点所对应的温度称 。 点到b点曲线急剧下降 （3）图B中，a点到 点曲线急剧下降，其原因是 ） 中 点到 点曲线急剧下降， 温度升高使酶活性下降 。 （4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入 ℃和75℃水浴 ）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃ ℃ 锅中， 分钟后取出转入 分钟后取出转入37℃的水浴锅中保温， 锅中，20分钟后取出转入 ℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别 应为甲 速度加快 ，乙 无催化反应 。 C 催化反应的速率变化曲线。 （5）图C表示了 ） 表示了 催化反应的速率变化曲线。 A、唾液淀粉酶 B、胃蛋白酶 C、胰蛋白酶 D、植物淀粉酶 、 、 、 、
酶和酶促反应
酶和酶促反应酶和酶促反应在生物学和化学领域中扮演着重要的角色。
酶是一种生物催化剂，能够加速化学反应速率，并在反应结束时保持其不被改变。
本文将介绍酶的特性、分类以及酶促反应的机理和应用。
一、酶的特性酶是一种由活性蛋白质构成的生物催化剂。
它们能够在低温和生理条件下加速化学反应的速率，同时具有以下特点：1. 高度特异性：每种酶通常只催化特定的底物转化为特定的产物，与其结构和功能密切相关。
2. 高效：酶通过提供适当的环境和催化机制，大大加速了反应速率，使其比非酶催化的反应快数百倍甚至数万倍。
3. 易受环境影响：酶对温度、pH值和离子浓度等环境条件十分敏感。
过高或过低的条件会导致酶的失活或结构变化，从而影响其催化活性。
二、酶的分类酶根据其催化反应类型可分为六类：1. 氧化还原酶：包括氧化酶、过氧化酶和还原酶等，催化氧化还原反应。
2. 转移酶：如激酶、转移酶和乙醛酸性酯酶等，催化底物分子间的转移反应。
3. 水解酶：如脱氧核苷酸水解酶和纤维蛋白分解酶等，催化水解反应。
4. 合成酶：如DNA合成酶和RNA聚合酶等，催化有机化合物的合成反应。
5. 同分解和异分解酶：如异构酶和脱氢酶等，催化同分解和异分解反应。
6. 缺陷酶：如醣酸差氧酸化酶和肠激酶等，催化产生代谢异常。
三、酶促反应的机理酶促反应基本上遵循“酶-底物-产物”互相作用的机制。
具体而言，这个机制可以分为以下几个步骤：1. 亲和作用：酶与底物通过亲和作用结合，形成酶底物复合物。
2. 过渡态形成：酶底物复合物发生物理或化学变化，形成过渡态。
3. 反应发生：酶通过提供合适的微环境和功能基团，在过渡态下发生催化反应。
4. 产物释放：产物从酶中释放，酶恢复其初始结构。
四、酶促反应的应用酶促反应在多个领域都得到了广泛应用，例如：1. 生物工程：通过改变酶的底物特异性、催化效率和稳定性，可以生产各种高附加值的化学品、药物和生物燃料。
2. 医学诊疗：酶促反应被用于临床检测和诊断，如测定血糖、肝功能和肿瘤标记物等。
酶的结构与酶促反应
酶的结构与酶促反应酶是一类生物催化剂，能够在生物体内加速化学反应的进行。
酶可以通过特定的结构来催化特定的反应，这种结构与功能的关系被称为“锁与钥”模型。
本文将探讨酶的结构特点以及酶促反应的机制。
一、酶的结构酶的结构通常由蛋白质组成。
蛋白质由氨基酸经过肽键连接而成，形成了多肽链。
在多肽链的折叠过程中，酶蛋白质链会形成不同的二级、三级和四级结构。
1. 二级结构二级结构是指蛋白质链在空间上的折叠形态，其中最常见的二级结构是α螺旋和β折叠。
α螺旋是由多个氨基酸残基以螺旋形式排列而成，而β折叠则是由多个氨基酸残基以折叠形式排列而成。
这些二级结构的存在以及相对稳定的形态为酶的整体结构提供了基础。
2. 三级结构三级结构是指蛋白质链在空间上的整体折叠形态。
酶的三级结构是由不同的二级结构单元按照一定的方式排列组成的。
这些二级结构单元之间可以通过氢键、离子键、范德华力等相互作用力相连。
这些相互作用力的存在使得酶的结构相对稳定，并且能够保持特定的构象。
3. 四级结构四级结构是指由多个多肽链相互组装而成的酶的整体结构。
多肽链之间可以通过非共价键相互作用，如氢键、离子键、疏水作用力等。
这些多肽链的组装可以使得酶的结构更加复杂，形成活性中心。
二、酶促反应的机制酶促反应是指酶催化下的生物化学反应。
酶在反应中的作用是提供一个活性中心，使得底物能够与酶结合并发生特定的化学反应。
在酶促反应中，通常存在以下几个步骤：1. 亲合作用酶与底物之间通过非共价键的相互作用力来形成酶底物复合物。
这种亲合作用可以使酶底物复合物更加稳定，并增加反应速率。
2. 反应酶底物复合物在活性中心的催化下发生化学反应。
催化作用通常包括底物的分解、合成、重排等过程。
3. 产物释放反应完成后，酶释放产物，并回归到初始状态，以便继续进行下一轮反应。
产物的释放可以通过多种方式实现，如酶与产物的亲和力下降、反应条件的变化等。
三、酶的调控与应用酶的活性可以通过多种方式进行调控，如温度、pH值、底物浓度等。
酶促反应的四个特点
酶促反应的四个特点酶促反应是指在生物体内，由酶催化而发生的化学反应。
酶是一类特殊的蛋白质，能够降低反应的活化能，并加速反应速率。
酶促反应有以下四个特点：1. 酶促反应具有高效性：酶能够提高反应速率，使得反应在生物体内能够在适当的时间内进行。
酶能够加速化学反应的速率，使得生物体内的代谢过程能够迅速进行，维持生命活动的正常进行。
2. 酶促反应具有高度专一性：酶能够选择性地催化特定的反应。
每种酶只能催化特定的底物转化为特定的产物，具有高度的专一性。
这是因为酶的结构决定了其特异性，酶的活性中心与底物之间形成特异性的亲和力，从而实现特定底物的催化。
3. 酶促反应受环境影响较大：酶的活性受到环境条件的影响较大。
酶的活性受到温度、pH值和离子浓度等环境因素的影响。
适宜的温度和pH值能够使酶的活性达到最佳状态，从而提高酶促反应的效率。
4. 酶促反应受底物浓度影响：底物浓度对酶促反应速率有直接影响。
在酶的催化下，底物与酶结合形成底物-酶复合体，然后通过化学反应生成产物。
底物浓度的增加会提高底物与酶结合的机会，从而增加反应速率。
但当底物浓度过高时，酶的活性可能会受到抑制。
在扩展解释酶促反应的过程中，还可以从以下几个方面展开描述：1. 酶的结构与功能：酶是一种具有特殊的三维结构的蛋白质，其结构决定了其功能。
酶分为两种基本类型：单酶和复酶。
单酶是指能够催化一个底物的酶，而复酶是指需要辅助因子（如辅酶或金属离子）才能催化底物的酶。
酶的活性中心是指参与底物与酶结合和催化反应的特定区域，通常由氨基酸残基组成。
酶的活性中心与底物之间的亲和力决定了酶的专一性。
2. 酶的催化机制：酶促反应的催化机制是指酶如何通过降低反应的活化能来加速反应速率。
酶可以通过多种方式催化反应，包括酸碱催化、共价催化和金属离子催化等。
其中，酸碱催化是指酶通过提供或接受质子来促使反应进行；共价催化是指酶通过与底物形成共价键来催化反应；金属离子催化是指酶中的金属离子作为催化剂参与反应。
酶促反应的名词解释
酶促反应的名词解释酶促反应是一种生物化学反应，其特点是通过酶催化作用来加速化学反应速度。
酶是一类特殊的蛋白质分子，其在生物体内起到调节和促进化学反应的作用。
本文将从酶的结构与功能、酶催化反应的机制、酶促反应的应用以及未来研究方向等几个方面对酶促反应进行解释。
一、酶的结构与功能酶是由一种或多种氨基酸序列组成的蛋白质分子，其结构多样且高度复杂。
酶分子通常由一个或多个催化活性位点组成，可以与底物结合并催化化学反应的进行。
酶具有高度的专一性，只能催化特定的底物与反应物进行特定类型的化学反应。
此外，酶还具有调节化学反应速率的功能，可以根据生物体内的需要来促进或抑制特定反应的进行。
二、酶催化反应的机制酶通过催化剂的作用来加速化学反应的速率，而不改变反应的位置平衡。
酶催化反应的机制涉及酶与底物的结合，底物在酶的作用下形成过渡态，并最终生成产物。
酶催化反应可分为两种主要机制：锁-键模型和诱导拟柔模型。
在锁-键模型中，酶通过与底物结合形成酶-底物复合物，该复合物使底物中的键的形成与断裂更容易。
酶通过减少化学反应所需的活化能，使反应速率远远超过非催化反应速率。
在诱导拟柔模型中，酶与底物结合后，酶分子会发生构象变化，适应底物的形状。
这种适应使酶的活性位点更容易结合和催化底物，从而加速了化学反应的进行。
三、酶促反应的应用由于酶具有高度的专一性和催化效率，酶促反应在生物科学、医学和工业生产等领域具有广泛的应用前景。
在生物科学领域，酶促反应被广泛应用于DNA测序、蛋白质表达和配体-受体相互作用等研究中。
通过利用酶促反应，科学家能够更好地了解生命的基本组成和功能。
在医学领域，酶促反应被用于生物分子标记和药物合成中。
例如，通过标记分子，医生可以使用酶促反应在人体内部可视化病灶位置。
此外，酶促反应还被用于合成药物，从而提高药物的活性和稳定性。
在工业生产中，酶促反应在食品、饮料和纺织等行业具有重要的应用。
通过利用酶促反应，生产商能够减少能耗和化学废物的产生，提高生产效率和产品质量。
酶的底物特异性和酶促反应速率
酶的底物特异性和酶促反应速率酶是生物体内的催化剂，在许多生化反应中起着关键作用。
酶的底物特异性和酶促反应速率是酶学研究中的重要内容。
本文将对酶的底物特异性和酶促反应速率进行探讨，并分析其在生物体内的意义。
一、酶的底物特异性酶的底物特异性指的是酶对底物的选择性。
酶能够识别并结合特定的底物，并将其转化为产物。
酶的底物特异性是由酶的结构决定的。
酶的活性部位有具有特定的结构和电荷，能够与底物形成亲和力较强的结合。
酶的底物特异性可以通过“锁与钥”模型来解释。
在这个模型中，酶的活性部位就像一个锁孔，底物则是适合于这个锁孔的钥匙。
只有当底物的结构与酶的活性部位完全吻合时，才能形成稳定的酶底物复合物，从而进行催化反应。
实际上，酶的底物特异性并不是非常严格的。
一种酶可以与多种底物发生反应，但不同底物的反应速率可能不同。
酶的底物特异性受到多种因素的影响，如酶的空间构象、活性位点的氨基酸残基以及底物的结构。
二、酶促反应速率酶促反应速率是指在酶的作用下，底物转化为产物的速率。
酶促反应速率决定了酶催化的效率和生化反应的速度。
酶促反应速率可以通过酶的催化常数来衡量，常用的催化常数包括酶的最大反应速率（Vmax）和底物浓度为一半时的反应速率（Km）。
Vmax表示在酶浓度饱和的情况下，单位时间内转化的最大底物量。
Vmax取决于酶的浓度和底物浓度。
当底物浓度远远大于Km时，Vmax可以表示为一个恒定值。
而当底物浓度接近Km时，Vmax则表示为底物浓度的函数。
Km表示当反应速率达到Vmax的一半时，底物浓度的大小。
Km可以衡量酶对底物的亲和力和酶的底物特异性。
Km越小，酶对底物的亲和力越强，底物与酶的亲和力越大，Km越大，则表示酶对底物的亲和力越弱，底物与酶的亲和力越小。
酶的底物特异性和酶促反应速率在生物体内具有重要的生理学和生化学意义。
酶的底物特异性使得生物体内的化学反应能够更加高效地进行，减少了底物的能量消耗和副产物的产生。
酶促反应速率可以调节生物体内代谢途径的速度，使其适应外部环境的需求。
化学反应中的酶与酶促反应
化学反应中的酶与酶促反应在化学反应中，酶是一种重要的催化剂。
它们能够加速酶促反应的进行，降低活化能，从而使反应更加高效。
本文将从酶的结构与功能、酶促反应的机制等方面进行讨论。
一、酶的结构与功能酶是一种特殊的蛋白质，由氨基酸组成，具有复杂的三维结构。
它们可以在生物体内特异性地催化化学反应，而不改变自身的化学性质。
酶能够与底物结合形成酶底物复合物，通过改变反应介质中底物的构象，使反应速率增加。
酶的功能主要体现在以下几个方面：1. 催化反应：酶通过提供活化能的途径，降低化学反应的活化能，从而加速反应进行。
这种催化作用可以使反应速率提高几千倍甚至百万倍。
2. 特异性：酶对特定底物有高度的选择性，只与特定的底物结合并催化特定的化学反应。
这种特异性是由酶的结构决定的。
3. 调节反应：酶可以通过调节其自身的活性，根据细胞内外的环境变化，来对化学反应进行调节。
这种调节使生物体能够适应不同的生理和环境需求。
二、酶促反应的机制酶促反应是指在酶存在的条件下，底物发生化学反应，最终生成产物。
酶促反应的机制可以分为以下几个步骤：1. 酶与底物的结合：酶与底物之间通过非共价相互作用力，如氢键、离子键、范德华力等，结合形成酶底物复合物。
2. 底物转化：酶通过改变底物的构象，使其在酶的作用下发生化学变化。
这种构象改变通常涉及底物的键长、键角等参数的变化。
3. 产物释放：酶通过进一步改变底物的构象，使之转化为产物。
产物在酶的作用下与酶解离，释放出来。
通过上述步骤，酶能够在细胞内部发挥催化作用，加速复杂的生物化学反应，从而维持细胞内的代谢平衡。
三、酶与生物反应的应用由于酶对生物反应的催化作用具有高效、特异性和选择性等优点，因此在生物技术领域得到广泛应用。
1. 生物催化：酶在工业生产中被广泛利用，例如酶制剂可以用于制备食品、药物和化妆品等。
利用酶催化反应，可以减少废物产生，提高反应效率。
2. 生物传感器：酶可以被用作生物传感器的生物元件。
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活性都有影响，但其本质咬农夫？ 有人说，将患绝症的人冷冻起来，等到能够治疗时才升 温复活予以治疗，你认为有可能吗？
儿子比老子大20岁的故事
小 结
酶是由活细胞产生的、具有生物催化作用的 1、酶的概念： 有机物；绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
课本P56实践二 探究酶的特异性（专一性） 酶的专一性：每一种酶只能催化一种或者一类反应
操作顺 序 项目 1号试管 2mL淀粉 溶液 2mL 5min 2mL 1min 砖红色 2号试管 2mL蔗糖 溶液 2mL 5min 2mL 1min 无砖红色 注意事项
1 2 3 4
5 6
加入反应底物 加入淀粉酶溶液 保温时间 加入斐林试剂
酶催化的反应物， 称为底物。 酶对化学反应的催化效率，称为酶活性。
催化性 2、酶的特性
阅读课本P56实践一，讨论： 1、新鲜酵母菌液中含有什么？ H2O2酶
2、另一试管加入蒸馏水的目的是什么？ 作为对照
3、实验结果说明了什么？
酶具有催化性
2、酶的特性
催化性 高效性
2
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 H2O2 → 2 H2O + O2
（4）底物浓度：在一定浓度 范围内，反应速率随浓 度的升高而加快，但达 到一定浓度，反应速率 不再变化。
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
酶 促 反 应 速 率
底物浓度
特别提醒： 高温、低温、过酸和过碱对酶
过酸、过碱或温度过高，会使酶的分子 结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活 性明显下降，但不破坏酶的分子结构，在适 宜温度下其活性可以恢复。
（1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？ 奶渍和血渍的主要成分是蛋白质 （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ 酶需要适宜的温度 （3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料？ A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.蚕丝
（4）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中还可以加入 什么酶？
脂肪酶
少量新鲜 肝脏研磨液
1.常温下反应 2.加热
加入试管直接观察
酒精灯加热 滴加FeCl3溶液 2 1 猪肝研磨液
3.Fe3+做催化剂
4.过氧化氢酶 1 2
试验中Fe3+数目是过氧化氢酶数目的25万倍？ 说明酶的催化效率比无机催化剂的高得多（107-1013倍）
2、酶的特性
催化性 高效性 特异性（专一性）
2、酶的特性
催化性 高效性 特异性 适宜的 适宜的 需要______温度和_______pH
探究pH对淀粉酶活性的影响 1号试管 实验 步骤 2号试管 3号试管
一 二 三
四
试管各加入1mL淀粉酶溶液 加入2mL水 加入2mLHCL 加入2mLNaOH 加入2mL淀粉溶液，在60℃下水浴 3支试管分别加入2ml斐林试剂，边加入边振荡， 沸水浴1min，观察颜色变化 砖红色沉淀 无明显变化 无明显变化
二、酶与酶促反应
人为什么能够长大？ 说明人体内每时每刻都在发生着许许 多多的化学变化 酶是哪儿来的？ 化学本质是什么？ 有什么作用？
二、酶与酶促反应
酶是由活细胞产生的、具有生物催化作用的 1、酶的概念： 有机物；绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
来源：活细胞 本质：多为蛋白质，少为RNA 作用： 催化 由酶催化的化学反应， 称为酶促反应。
只有在适宜的pH下酶的催化效率最高
实验现象 结论
2、酶的特性
催化性 高效性 特异性 适宜的 适宜的 需要______温度和_______pH
每种酶都有自己的最适pH 在过酸过碱的条件下，都会使酶的 空间结构 活性 ___________遭到破坏而失去______ 。
3、影响酶促反应速率的因素
（1）温度 （2）pH （3）酶的浓度：反应速率随 酶浓度的升高而加快。
砖红色
1min
无砖红色
2、该实验中能否将斐林试剂改为碘液？ 3、这个实验说明酶具有什么特性？（结论） 1、试验中的自变量是什么？ 反应底物 4、探究酶的专一性的实验思路是什么？ 设置2号试管有什么作用？ 对照 特异性（专一性） 用同一种酶催化不同底物，观察是否反应 不能
2、酶的特性
催化性 高效性 特异性 适宜的 需要______温度和_______pH
2、酶的特性
催化性 高效性 特异性 适宜的 需要______温度和_______pH 每种酶都有自己的最适温度 在最适温度的两侧，反应速率 低 都比较_____ 。较高的温度容易使 空间结构 酶的___________遭到破坏而失去 活性 抑制 _____；较低的温度虽然_____了 酶的活性，但不破坏酶的分子结构。
水浴加热 结果
轻轻振荡
课本P56实践二 探究酶的特异性（专一性）
操作顺 序 1 2 3 4 项目 加入反应底物 加入淀粉酶溶液 保温时间 加入斐林试剂 1号试管 2mL淀粉 溶液 2mL 5min 2mL 2号试管 2mL蔗糖 溶液 2mL 5min 2mL 轻轻振荡 注意事项
5
6
水浴加热
结果
1min
探究温度对淀粉酶活性的影响 1号试管 2号试管 3号试管 试管各加入2mL淀粉溶液 加热至60℃， 保持0℃冰水中 加热至100℃， 反应约5min 反应约5min 反应约5min 加入淀粉酶2滴，振荡 各加入两滴碘液，振荡 无明显现象 蓝色 蓝色
实验 步骤
一 二
三 四
实验现象 结论
只有在一定温度下酶的催化效率最高
3.能够使唾液淀粉酶水解的是 A.淀粉酶 B.脂肪酶 C.蛋白酶 D.肽酶
4.关于酶的特性，下列表述中错误的一项是 A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 B.化学反应前后，酶的化学性质和数量不变 C.酶的催化效率很高，但易受温度和酸碱度影响 D.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力
5.加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面 的问题：
2、酶的特性
3、影响因素
催化性 高效性 特异性 适宜的 适宜的 需要______温度和_______pH （1）温度 （2）PH （3）酶浓度 （4）底物浓度
练 习
1. 人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃没有排空 C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口 2. 胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用， 主要原因是（ ） A.pH不适合 B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了 C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用 D.小肠中没有蛋白质可被消化