酶的研究与应用课件
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学案与测评课件生物人教版选修1专题4 酶的研究与应用
二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1.加酶洗衣粉：是指含有________的洗衣粉，常用酶制剂有 四类：蛋白酶、________、淀粉酶和纤维素酶。
2. 加酶洗衣粉去污机理
碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子________水解成 可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、________和纤维素酶 分别把大分子脂肪、______和纤维素水解为小分子物质。 3. 探究不同种类的洗衣粉的洗涤效果
颜色已消失
(2)化学结合法
(3)活化
果胶酶的作用及用量 一、影响果汁产量的物质及处理方法 1. 影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在
使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时
长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。 2. 酶解法 常用的酶及其作用特点如下：
验结果的可信度和可靠性。
3. 衡量实验结果的指标 以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。
【例1】 如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系， 此曲线不能说明的是( )
A. 在B点之前，果胶酶的活性和温度成正相关；之后，相 反 B. 当温度到达B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用 最高 C. A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶 的活性可以上升 D. C点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活 性也可以上升
果胶酶 纤维素 酶
组成 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶果胶酯 酶 C1酶CX酶葡萄糖苷 酶
本质 蛋白质
作用 催化果胶分解成为可溶 性半乳糖醛酸 纤维素― ― →纤维二糖 CX酶
葡萄糖苷酶 C1酶
1. 原理 本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在 本实验的温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量 应标明温度和pH。 2. 确定最适用量的方法 如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明 酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的 用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经 足够，那么，这个值就是酶的最适用量。
酶动力学分析PPT课件
第20页/共101页
• 式（3-12 ） 即米 氏 方 程 ， 式中 的 两 个 动 力学 参 数 是 KS和 rP,max。 其 中 ：
KS
k1 k1
CSCE C[ ES ]
KS表示了酶与底物相互作用的特性。KS的单位和CS的单位相同， 当rP=1/2 rP,max 时，存在KS=CS关系。
rP,max =k+2CE0。表示当全部酶都呈复合物状态时的反应速率。
• 根据质量作用定律，P的生成速率可表示为：
rP k2CES
( 3-11 )
式中：
C[ES] —中间复合物[ES]的浓度，它为 一难测定的未知量，因而不能用它来 表示最终的速率方程。
第16页/共101页
对上述反应机理，推导动力学方程时的三点假 设：
• （1）在反应过程中，酶的浓度保持恒定，即： CE0=CE+C[ES]。
建立反应动力学方程
确定适宜的操作条件
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酶促反应特征
• 优点：
• 不足：
• 反应在常温、常压、中性pH范围进行，节能且效 率高。
• 反应专一性强，副产物生成少； • 反应体系简单，反应最适条件易于控制。
• 反应仅限少数步骤，经济性差； • 反应周期较长；
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第一节 均相酶促反应动力学
一级反应速率方程。
rS
rmax很大时，大部分酶为游离态的酶，而C[ES] 的量很少。要想提高反应速率，只有通过提高CS值， 进而提高C[ES]，才能使反应速率加快。因而此时反 应速率主要取决于底物浓度的变化。
将上式进行重排，积分，可以推出
rmaxt
Km
ln
CS0 CS
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【智慧测评】2015高考生物(人教版)总复习课件：选修1 第3讲 酶的研究与应用
生物（人教版）
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解析：热水温度高，会使洗衣粉中的酶活性降低甚至
丧失；洗涤效果可通过相同时间内污渍的残留程度来表 示；当酶不在适宜pH范围内，加酶洗衣粉的洗涤效果可能 低于普通洗衣粉；衣物质地和洗衣粉的用量属于无关变 量，会影响实验结果。
答案：B
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2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控 制变量，尽量减少无关变量的影响。 (2) 实验原理：果胶酶活性受温度、 pH 或酶抑制剂的
影响，在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、
果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。
宜的营养条件
D ．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是 作为反应底物
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解析： 本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。 B 选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受
性比较好，和溶解氧没什么关系； C 选项利用固定化酶降
解水体中有机磷农药，纯粹的化学反应，不需要提供营养 条件，固定化细胞发挥作用才需要营养物质。 D选项利用 固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用除了作为反应底物 也作为碳源来调节酵母菌的代谢方式。
4．探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣
粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各 种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量 ①自变量：加酶洗衣粉的种类。
②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。
红对勾2015高考生物一轮课件：选1 专题3 酶的研究与应用
2①葡萄糖异构酶 ②酶颗粒 2.1物理 2①—c 3.活化 酶颗粒 化学 ② —b
③—a 海藻酸钠溶液 固定化酵母细胞
CaCl2溶液
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选修部分 选修1·专题3
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四、1探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6 2对照、单一变量 3②④ 4用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等 写出两项合理答案即可 酶失活
2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制 变量，尽量减少无关变量的影响。 (2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影 响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁 的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。
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(4)酶是生物体内具有催化能力的有机物，绝大多数是 蛋白质，其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。① 图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速 上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反 应速度不再增加。这是因为酶虽然有高效性，但催化能力 也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓 度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。②从a 点到b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线 bc下降，因为温度超过最适温度，酶变性失活。
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加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列 问题： (1)由下图推知，该实验的目的是______________。 50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是 ________%。
酶(生物化学)PPT课件
详细描述
酶的活性中心是酶分子中具有特定空间结构的区域，能够与底物特异结合，并 通过催化反应将其转化为产物。活性中心的氨基酸残基通常是高度保守的，对 酶的催化活性至关重要。
酶的专一性
总结词
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的性质 。
详细描述
酶的专一性是酶的重要特性之一，它决定了酶在生物体内的 功能。一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，这是因为 酶的活性中心具有特定的空间结构和化学环境，只能够与特 定的底物结合并催化相应的反应。
食品保鲜
酶可用于食品保鲜，如抑制果蔬 中酶的活性，延缓成熟和腐烂过 程；也可用于食品中农药残留的
降解。
功能性食品开发
酶可用于开发功能性食品，如通 过酶促反应生产低糖、低脂或高
纤维食品。
酶在环保领域的应用
有毒有害物质降解
酶可用于降解有毒有害物质，如重金属离子、有机溶剂和农药等， 降低其对环境和生物体的危害。
的诊断。
药物生产
酶可用于药物的生产和制造过程中， 如抗生素、激素和蛋白质药物等， 通过酶促反应提高生产效率和纯度。
生物治疗
酶在某些生物治疗过程中起到关键 作用，如基因疗法和细胞疗法中， 酶可促进特定基因的表达或改变细 胞代谢。
酶在食品工业中的应用
食品加工
酶在食品加工过程中起到重要作 用，如淀粉的改性、蛋白质的水 解和油脂的加工等，可改善食品 的口感、营养价值和加工性能。
计算机辅助设计
计算机辅助设计是一种利用计算 机模拟技术来预测和优化酶性能
的方法。
通过计算机模拟，可以预测酶的 催化机制、反应路径和动力学行
为，从而指导酶的优化设计。
计算机辅助设计与其他技术结合， 如量子化学计算和分子动力学模 拟，可进一步提高酶优化效率。
酶的活性中心是酶分子中具有特定空间结构的区域，能够与底物特异结合，并 通过催化反应将其转化为产物。活性中心的氨基酸残基通常是高度保守的，对 酶的催化活性至关重要。
酶的专一性
总结词
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的性质 。
详细描述
酶的专一性是酶的重要特性之一，它决定了酶在生物体内的 功能。一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，这是因为 酶的活性中心具有特定的空间结构和化学环境，只能够与特 定的底物结合并催化相应的反应。
食品保鲜
酶可用于食品保鲜，如抑制果蔬 中酶的活性，延缓成熟和腐烂过 程；也可用于食品中农药残留的
降解。
功能性食品开发
酶可用于开发功能性食品，如通 过酶促反应生产低糖、低脂或高
纤维食品。
酶在环保领域的应用
有毒有害物质降解
酶可用于降解有毒有害物质，如重金属离子、有机溶剂和农药等， 降低其对环境和生物体的危害。
的诊断。
药物生产
酶可用于药物的生产和制造过程中， 如抗生素、激素和蛋白质药物等， 通过酶促反应提高生产效率和纯度。
生物治疗
酶在某些生物治疗过程中起到关键 作用，如基因疗法和细胞疗法中， 酶可促进特定基因的表达或改变细 胞代谢。
酶在食品工业中的应用
食品加工
酶在食品加工过程中起到重要作 用，如淀粉的改性、蛋白质的水 解和油脂的加工等，可改善食品 的口感、营养价值和加工性能。
计算机辅助设计
计算机辅助设计是一种利用计算 机模拟技术来预测和优化酶性能
的方法。
通过计算机模拟，可以预测酶的 催化机制、反应路径和动力学行
为，从而指导酶的优化设计。
计算机辅助设计与其他技术结合， 如量子化学计算和分子动力学模 拟，可进一步提高酶优化效率。
降低化学反应活化能的酶ppt课件
维持酸碱平衡
酶在消化过程中还参与维持酸碱 平衡，如碳酸酐酶能够催化二氧 化碳和水反应生成碳酸，有助于 维持体内酸碱平衡。
促进营养物质吸收
酶能够将食物分解为小分子营养 物质，如氨基酸、单糖和脂肪酸， 便于身体吸收利用。
代谢系统中的酶
01
促进能量转化
代谢系统中的酶能够催化能量转化的 化学反应，如糖解酶、氧化磷酸化酶 等，将食物中的化学能转化为细胞可 利用的ATP。
降低化学反应活化能的酶
目录
• 酶的介绍 • 酶如何降低化学反应的活化能 • 酶在生物体内的功能 • 酶的工业应用 • 酶的研究前景 • 结论
01
酶的介绍
酶的定义
01
酶是一种生物催化剂，通过降低化学反应的活化能 来加速反应速度，但不改变反应的平衡点。
02
酶是由生物体产生的具有高度专一性的蛋白质，能 催化特定化学反应。
蛋白酶
用于水解蛋白质，生成氨 基酸，是生产氨基酸、肽 类等物质的重要原料。
脂肪酶
用于水解脂肪，生成脂肪 酸和甘油，是生产油脂、 香料、化妆品等的重要原 料。
纺织工业中的酶
纤维素酶
用于水解纤维素，生成葡萄糖，是生产生物纤维、 纸张等的重要原料。
蛋白酶
用于水解蛋白质，生成氨基酸，是生产蛋白质纤 维、皮革等的重要原料。
酶的生产与分离纯化
酶的生产
酶的生产方法主要有微生物发酵法、动物组织和植物组织提取法等。随着生物 技术的不断发展，基因工程和蛋白质工程技术为酶的大规模生产提供了新的途 径。
酶的分离纯化
酶的分离纯化是酶研究中的重要环节，主要包括细胞破碎、离心分离、萃取、 层析、电泳等步骤。随着蛋白质纯化技术的不断发展，高效液相色谱、离子交 换色谱等技术为酶的分离纯化提供了更高效的方法。
酶学反应机理的研究方法和应用
酶学反应机理的研究方法和应用酶是一种生物催化剂，它具有高效、特异、可逆和选择性等特性，广泛应用于医药、食品加工、化工等领域。
酶学反应机理是研究酶作用的基础，了解其机理有助于优化反应条件、提高反应效率。
下面将介绍酶学反应机理的研究方法和应用。
一、色谱法色谱法是酶学研究中常用的方法之一。
其原理是利用不同性质的物质在移动相和静相间的分配差异，实现色谱分离和分析。
在酶学反应机理的研究中，可以利用色谱法分离和分析反应产物、底物、中间体等，从而了解反应过程中涉及的化学物质及其浓度变化。
例如，研究酶催化反应产生的乙醇酸，可以采用离子交换色谱法将其与其他酸性物质分离。
通过检测不同反应时间点的样品中乙醇酸的含量变化，可以了解酶催化反应动力学参数，如反应速率常数、亲和力常数等。
二、质谱法质谱法是利用质量分析仪将化合物化为离子，并根据其质量和相对丰度进行检测和分析的方法。
在酶学反应机理的研究中，可以利用质谱法对反应过程中形成的中间体、产物等进行鉴定和定量。
例如，研究酶催化反应产生的黄酮类化合物，可以采用电喷雾质谱法（ESI-MS）进行分析。
通过检测不同反应时间点的样品中黄酮类物质的含量和结构变化，可以了解酶催化反应途径及其动力学参数等信息。
三、动力学分析动力学分析是研究酶催化反应速率和机理的基础。
它包括酶反应速率、酶底物亲和力、反应中间体生成和消失速率等方面的内容。
通过动力学分析，可以了解酶催化反应速率常数、酶抑制剂的作用和机理、酶催化反应的动力学机制等重要信息。
例如，研究酶催化反应的反应速率和动力学机理可以采用酶动力学参数测定仪。
通常通过改变反应底物浓度、温度、pH值等条件，测定反应速率和酶反应的动力学方程，并进一步了解酶催化反应的动力学性质。
四、结构分析结构分析是研究酶催化机制的重要方法之一。
它可以通过研究酶的分子结构、酶活性中心和底物结合模式等方面的信息，深入了解酶催化反应的机理和动力学特性。
例如，利用X射线晶体学可以揭示酶分子结构，并进一步了解酶活性中心的构造和底物结合模式等信息。
第一章 酶学与酶工程 (1节) 酶工程课件
60年代，用小分子化合物修饰酶分子侧链基 团,使酶性质发生改变;
70年代,修饰剂的选用、修饰方法上又有了新 的发展。
此外,对抗体酶,人工酶,模拟酶等方面,以及 酶的应用技术研究 ,在近20年均取得了较大 进展,使酶工程不断向广度和深度发展,显示
退出 出广阔而诱人的前景。
三． 酶工程的研究内容 21世纪酶工程的发展主题
退出
（一）新酶的研究与开发
3.人工模拟酶 人工合成的具有类似酶活性的高聚物。 人工模拟酶在结构上必须具有两个特殊部位，
即一个是底物结合位点，另一个是催化位点 4.杂合酶 是指由来自两种或两种以上的酶的不同结构
片段构建成的新酶。 可以利用高度同源的酶之间的杂交，这种杂
交是通过相关酶同源区间残基或结构的交换 来实现。
退出
1878 德国的Kuhne 定义Enzyme 原意为在酵母中 1896 德国的Buchner证明了酵母无细胞提取液的酒精发酵
作用（1907年诺贝尔奖） 1926 美国的Sumner从刀豆中得到脲酶结晶（1946年诺贝
尔奖） 1969 日本固定化氨基酰化酶，第一次将固定化酶成功地应
用于工业生产。——酶工程诞生 1970 美国的Smith 发现限制性内切酶（1979年诺贝尔奖） 1986 美国cech和Altnan发现核酶（1989年诺贝尔奖）
酶的分子修饰可分为化学修饰和选择性遗传 修饰。
退出
（三）酶的高效应用
3.非水相催化 1984年，美国麻省理工学院从事非水系统内
酶反应的研究，取得成果，由此产生一个全 新的分支学科－－非水酶学 非水相催化的特点： 大多数有机物在非水系统内溶解度高。 一些在水中不可能进行的反应，有可能在非 水系统内进行。 非水系统内酶的稳定性更好。 退出 在非水系统内酶很容易回收和反复使用。
70年代,修饰剂的选用、修饰方法上又有了新 的发展。
此外,对抗体酶,人工酶,模拟酶等方面,以及 酶的应用技术研究 ,在近20年均取得了较大 进展,使酶工程不断向广度和深度发展,显示
退出 出广阔而诱人的前景。
三． 酶工程的研究内容 21世纪酶工程的发展主题
退出
（一）新酶的研究与开发
3.人工模拟酶 人工合成的具有类似酶活性的高聚物。 人工模拟酶在结构上必须具有两个特殊部位，
即一个是底物结合位点，另一个是催化位点 4.杂合酶 是指由来自两种或两种以上的酶的不同结构
片段构建成的新酶。 可以利用高度同源的酶之间的杂交，这种杂
交是通过相关酶同源区间残基或结构的交换 来实现。
退出
1878 德国的Kuhne 定义Enzyme 原意为在酵母中 1896 德国的Buchner证明了酵母无细胞提取液的酒精发酵
作用（1907年诺贝尔奖） 1926 美国的Sumner从刀豆中得到脲酶结晶（1946年诺贝
尔奖） 1969 日本固定化氨基酰化酶，第一次将固定化酶成功地应
用于工业生产。——酶工程诞生 1970 美国的Smith 发现限制性内切酶（1979年诺贝尔奖） 1986 美国cech和Altnan发现核酶（1989年诺贝尔奖）
酶的分子修饰可分为化学修饰和选择性遗传 修饰。
退出
（三）酶的高效应用
3.非水相催化 1984年，美国麻省理工学院从事非水系统内
酶反应的研究，取得成果，由此产生一个全 新的分支学科－－非水酶学 非水相催化的特点： 大多数有机物在非水系统内溶解度高。 一些在水中不可能进行的反应，有可能在非 水系统内进行。 非水系统内酶的稳定性更好。 退出 在非水系统内酶很容易回收和反复使用。
酶工程总结PPT课件
酶固定化技术包括固定化载体、固定化方法、固定化酶的分离和回收等关键技术 ，这些技术的应用能够为酶工程提供高效、连续化的生产方式。
酶的分子改造技术
酶的分子改造技术是通过化学或生物 方法对酶的分子结构进行修饰和改造， 从而改变酶的催化性质和功能的技术。
酶的分子改造技术包括化学修饰、定 向进化、点突变等关键技术，这些技 术的应用能够优化酶的催化性能和稳 定性，提高酶的生产效率和降低成本。
THANKS
生物能源开发
酶工程技术可用于生物能源开发，如生物柴油、生物 酒精等。
06
酶工程的前景与挑战
酶工程的发展前景
酶工程在工业生产中的应用前景广阔，特别是在生物制药、生物燃料、环保等领域。
随着酶工程技术的不断进步，酶的产量、活性和稳定性将得到进一步提高，为工业 生产提供更高效、环保的解决方案。
酶工程在医疗领域的应用前景也十分看好，例如用于药物设计和开发、疾病诊断和 治疗等。
环保领域的应用
有毒有害物质降解
01
酶工程技术可用于降解有毒有害物质，如重金属、有机污染物
等。
废水处理
02
酶工程技术可以用于废水处理，通过酶促反应将废水中的有机
物转化为无害物质。
生物修复
03
酶工程技术可用于生物修复，通过酶促反应降解污染物，恢复
生态环境。
食品工业领域的应用
食品添加剂生产
酶工程技术在食品添加剂生产中发挥着重要作用，如生产甜味剂、 防腐剂等。
专一性
一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，具有明显的专一性。
不稳定性
大多数酶是蛋白质，容易受温度、pH、重金属离子等环境因素的影响，表现出不稳定性。
酶的活性调节
1 2
共价修饰
酶的分子改造技术
酶的分子改造技术是通过化学或生物 方法对酶的分子结构进行修饰和改造， 从而改变酶的催化性质和功能的技术。
酶的分子改造技术包括化学修饰、定 向进化、点突变等关键技术，这些技 术的应用能够优化酶的催化性能和稳 定性，提高酶的生产效率和降低成本。
THANKS
生物能源开发
酶工程技术可用于生物能源开发，如生物柴油、生物 酒精等。
06
酶工程的前景与挑战
酶工程的发展前景
酶工程在工业生产中的应用前景广阔，特别是在生物制药、生物燃料、环保等领域。
随着酶工程技术的不断进步，酶的产量、活性和稳定性将得到进一步提高，为工业 生产提供更高效、环保的解决方案。
酶工程在医疗领域的应用前景也十分看好，例如用于药物设计和开发、疾病诊断和 治疗等。
环保领域的应用
有毒有害物质降解
01
酶工程技术可用于降解有毒有害物质，如重金属、有机污染物
等。
废水处理
02
酶工程技术可以用于废水处理，通过酶促反应将废水中的有机
物转化为无害物质。
生物修复
03
酶工程技术可用于生物修复，通过酶促反应降解污染物，恢复
生态环境。
食品工业领域的应用
食品添加剂生产
酶工程技术在食品添加剂生产中发挥着重要作用，如生产甜味剂、 防腐剂等。
专一性
一种酶通常只能催化一种或一类化学反应，具有明显的专一性。
不稳定性
大多数酶是蛋白质，容易受温度、pH、重金属离子等环境因素的影响，表现出不稳定性。
酶的活性调节
1 2
共价修饰
酶化学PPT课件
多酶体系-multienzyme system：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。 主要指结构化的多酶复合体如丙酮酸脱氢酶系、脂肪酸合成酶复合 体等。
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20
第二节
与分类
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27
X-衍射证明酶与底物结合时，确有显著的构象变化
这个学说说明了在酶促反应中，酶与 底物是如何相互作用和结合的，也解 释了酶为什么具有专一性。
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（六）锁钥假说 Fisher提出“锁钥假说”来解释酶作用的专一性，认为底物分
子或底物分子的一部分象锁钥那样专一地契入到酶的活性中心。 也即底物分子进行化学反应的部位与酶分子上有催化效能的必需 基团具有紧密互补的关系。（酶作用专一性的假说）
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（五）诱导契合学说
▪Koshland提出“诱导契合假说”: 酶与底物给合时，酶构象发生改变的同时， 底物分子也发生形变，从而形成一个互相契合的酶-底物复合物，进一步转换成 过渡态，大大增加了酶促反应速率。该学说的主要内容如下： （1）在酶与底物结合之前，酶分子的构象不一定和底物互相吻合。
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5
活化能
◆活化能—反应需要克服的障碍能阈，分子由常态变 成活化态所需的能量。
◆活化分子—携带足够的能量，能够发生有效碰撞的分子。 ◆有效碰撞—能够使反应顺利进行的分子碰撞。
※酶作为催化剂只降低活化能，但反
应前后底物和产物能量差异不变，只 是改变反应速率，不改变反应性质、 反应方向和反应平衡点。
2018-2019学年高中生物选修一(人教版 课件)：专题4 酶的研究与应用
【例题】 图1、图2、图3依次表示果胶酶浓度一定时,果胶酶催 化的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系,据图完成问 题。
(1)图1中,反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因 是 。 (2)图2中,B点所对应的温度称为 。如果根据实验数 据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度,你将如何改进? 。
解析:(1)酶的催化能力也是有一定限度的,并不会随反应物浓度 的上升而无限上升。(2)图2中B点对应的为酶的最适温度。在适宜 温度附近设置差值更小的温度梯度将有利于确认最适温度。(3)图 2中曲线AB段表明在最适温度之前,随温度升高,酶活性升高,曲线 BC段表明在最适温度之后,随温度升高,酶活性降低。(4)低温可抑 制酶活性,当温度升高时酶活性可恢复,但高温可破坏酶分子的空 间结构,即使温度降低,酶活性也不再恢复。(5)判定果胶酶的活性, 可依据果汁的体积。 答案:(1)酶虽然有高效性,但催化能力也有一定限度,当所有酶都 发挥了最高效能后,即使反应物浓度再增加,反应速度也不再增加, 这时反应速度受酶浓度影响 (2)最适温度 应据适宜温度范围确 定差值更小的温度梯度,重新实验 (3)温度升高,酶活性升高 温 度升高,酶活性降低 (4)反应速度迅速增加 无催化反应 (5)果 汁的体积
专题整合
酶的活性与影响酶活性的因素 1.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力 (1)表示方法:酶的活性用单位时间内、单位体积中反应物的减少 量或产物的增加量来表示。 (2)实例:过氧化氢酶的活性可用单位时间内H2O2(反应物)的消耗 量或O2的生成量来表示。
2.酶活性的影响因素 (1)温度 ①低于最适温度时,随着温度的升高,酶的活性逐渐升高,但低温 不会使酶失活。 ②高于最适温度时,随着温度的升高,酶活性逐渐降低直到活性 全部丧失。如下图所示。
《酶学与酶工程》PPT课件
约有60%以上的酶制剂已用基因改良 菌株生产,
ＮＯＶＯ公司使用的菌种有80%是基因 重组菌株。
二类是非水解酶
主要是分析试剂用酶、医药工业用酶、 淀粉加工用酶、乳制品工业用酶
第二节 酶的分类、组成、结构特 点和作用机制
精品医学
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一、酶的分类 （一）酶的命名法 1、习惯命名法 (1) 依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉酶； (2) 依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶； (3) 结合底物和催化反应的性质命名：琥珀酸脱氢酶； (4) 有时加上酶的来源：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶。
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（二）国际系统命名
➢ 基本原则：明确标明酶的底物及催化反应的性质（底物为 水时可略去不写）。
➢ 举例：
谷丙转氨酶的系统名 称 ： 丙 氨 酸 :- 酮 戊 二酸 氨基转移酶
丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶
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（三）国际系统分类法及编号（EC编号）
（1）按反应性质分六大类，用1、2、3、4、5、 6表示：氧、转、水、裂、异、合；
➢ 1：氧化还原酶 2：转移酶 ➢ 4：裂合酶 5：异构酶
是酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的 一门新的技术科学 。
是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有 机结合而产生的边缘科学技术。
（2）酶工程的历史
1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 治疗消化不良，开创人类有目的地生产和应用酶 制剂的先例。
1908年,德国科学家罗门等利用胰酶 (胰蛋白酶、胰 淀粉酶和胰脂肪酶的混合物)，用于皮革的鞣制。
第一章 酶学与酶工程
第一节 酶工程概述
1、酶学发展历史
新陈代谢是生命活动的基础,是生命活动 最重要的特征。
ＮＯＶＯ公司使用的菌种有80%是基因 重组菌株。
二类是非水解酶
主要是分析试剂用酶、医药工业用酶、 淀粉加工用酶、乳制品工业用酶
第二节 酶的分类、组成、结构特 点和作用机制
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一、酶的分类 （一）酶的命名法 1、习惯命名法 (1) 依据底物来命名（绝大多数酶）：蛋白酶、淀粉酶； (2) 依据催化反应的性质命名：水解酶、转氨酶； (3) 结合底物和催化反应的性质命名：琥珀酸脱氢酶； (4) 有时加上酶的来源：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶。
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（二）国际系统命名
➢ 基本原则：明确标明酶的底物及催化反应的性质（底物为 水时可略去不写）。
➢ 举例：
谷丙转氨酶的系统名 称 ： 丙 氨 酸 :- 酮 戊 二酸 氨基转移酶
丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶
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（三）国际系统分类法及编号（EC编号）
（1）按反应性质分六大类，用1、2、3、4、5、 6表示：氧、转、水、裂、异、合；
➢ 1：氧化还原酶 2：转移酶 ➢ 4：裂合酶 5：异构酶
是酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的 一门新的技术科学 。
是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有 机结合而产生的边缘科学技术。
（2）酶工程的历史
1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶， 治疗消化不良，开创人类有目的地生产和应用酶 制剂的先例。
1908年,德国科学家罗门等利用胰酶 (胰蛋白酶、胰 淀粉酶和胰脂肪酶的混合物)，用于皮革的鞣制。
第一章 酶学与酶工程
第一节 酶工程概述
1、酶学发展历史
新陈代谢是生命活动的基础,是生命活动 最重要的特征。
人教版教学课件云南省弥勒县庆来中学2011-2012学年高一生物 5.3.1 酶酶的研究与应用及atp(课件)
5.细胞代谢的能量通货
为生物体提供能量的物质主要是糖类，此外还有 脂肪、蛋白质。为细胞代谢直接提供能量的物质是 ATP。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间 循环流通，因而被比喻为细胞内流通的能量“通货”。 ATP简介：ATP的全称是三磷酸腺苷，分子式简写 为A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团， “～”代表一种特殊的化学键 ，叫高能磷酸键，该 键 消解时释放的能量多达30.54kJ，所以说ATP是细 胞内的一种高能磷酸化合物。
在本实验中应该注意哪些事项？ 1.实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验 效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，肝细胞内 的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解， 使组织中酶的数量减少且活性降低。 2.要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内过氧 化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化 氢的分解。 3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原 因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液 中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。 4.由于反应速度快，要注意观察实验的现象。 5.过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接 触皮肤。
a.从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应催化 该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应催 化该反应的酶属于合成酶，即两种反应需要的酶不同。 b.从场所上来看：ATP合成的场所在细胞质基质、线 粒体和叶绿体；而ATP的消耗则发生在细胞的多个部位。 因此ATP的合成与分解的场所不同。 c.从能量上来看：ATP水解所释放的能量来自于储存 在高能磷酸键中的化学能，释放出来后供细胞各生命活 动的利用；而ATP的合成所需要的能量来自太阳能或有机 物中的化学能。因此ATP的合成的水解反应中能量的来源 和用途是不同的。 总之，ATP与ADP的相互转化从物质方面看是可逆的， 从反应进行的场所、条件、能量方面看是不可逆的，即 整体看二者的反应是不可逆的，而是细胞内ATP与ADP的 循环过程。
酶与酶工程绪论PPT课件
酶是具有生物催化功能的生物大分 子。
1982年Cech小组发现RNA本身可以是一 个生物催化剂，称之为核酶Ribozyme。
事先设计好的过渡态类似物为半抗原，按 一般单克隆抗体制备程序获得具有催化活 性的抗体。称之为抗体酶Abzyme。
酶有两大类别：
主要由蛋白质组成称为蛋白类 酶（P酶）；
改造酶的特性最有效的方法是定位突变 （Site-directed Mutagenesis）和定向进 化（Directed Evolution in Vitro）。
定位突变技术只对某些氨基酸残基进行 替换、删除、天加或修饰，并不能从根 本上改变酶的高级结构，故有一定的局 限性。
体外定向进化不需要酶的结构、功能关系 和催化机制方面的信息。
生物酶工程则是以酶学和以基因重组 技术为主的现代分子生物学技术相结 合的产物，
主要包括：
①用基因工程技术大量生产酶（克隆 酶）；
②修饰酶基因产生遗传修饰酶（突变 酶）；
③设计新的酶基因，合成自然界不曾有 的新酶。
1.3 分子酶学工程（Molecular Engineering）
是酶工程在分子水平上的体现。
❖ 一是发展构建工程酶的理论、策略和方法； ❖ 二是在考察和研究生物多样性的基础上发现
新的酶及其工程化； ❖ 三是扩大工程酶的应用领域。
分子酶学工程的基本策略和方法
1）在对酶结构与功能分析的基础上，应 用基因工程、蛋白质工程（包括分子进化） 技术改变或完善天然酶某些性质并构建出 更加实用的新酶，如进化酶、模块酶和杂 和酶等；
蛋白质工程 生物催化过程的开发流程
生物催化过程又是典型的高度不均一过 程，理论上
需要特殊设计的硬件部分， 需要有高催化效率的生物催化剂， 需要实施计算机控制的软件， 需要能降低成本的回收和再利用技术，
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【解析】 血渍和油渍中既含蛋白质也含 脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分 解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度 下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两 种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具 有专一性。水温为80℃时，酶失活，因而三组 实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化 学的方法将酶固定在某种介质上，可以重复使 用。固体培养基分离、纯化霉菌的方法是划线 分离法或涂布分离法。羊毛、蚕丝织物的主要 成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会 分解其中的蛋白质，损坏衣物。
休眠
正常的生活状态
蒸馏水
小火或间断 焦糊
冷却至室温
注射器
CaCl2
凝Байду номын сангаас珠 CaCl2
问题探究2：CaCl2溶液有何作用？ 提示： 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝 胶珠。
1 ． (2012· 江苏单科 ) 下列关于酶和固定化 酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是 ( ) A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合 法对酶活性影响小 B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服 方式给药 C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧 化氢酶，可以反复使用 D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的
【解析】 本题考查固定化酶和酵母细胞 的固定化的基本知识。酶的固定方法通常有化 学结合和物理吸附，前者可能引起酶分子结构 发生改变而改变酶的活性，后者则不会，故 A 正确；消化酶在消化道中起作用，故 B 正确； 尿糖试纸是用来鉴定尿液中是否含有葡萄糖的 ，只能利用一次，故 C错误；将溶化后的海藻 酸钠液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞充 分搅拌混合均匀后移至注射器中，然后以恒定 速度缓慢滴加至 CaCl2 中而形成凝胶珠，再用 无菌水冲洗2～3次，所以无菌水冲洗的目的是 洗去CaCl2和杂菌，故D正确。
(对应学生用书P247)
一、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
加 酶 洗 衣 粉
含义：是指含酶制剂的洗衣粉 碱性蛋白酶 蛋白酶：效果明显的是 脂肪酶：效果明显的是 碱性脂肪酶 常用酶制剂 淀粉酶 纤维素酶 肽酶 蛋白质蛋白酶 ――→ 多肽――→氨基酸 脂肪酶 脂肪 ――→ 甘油和脂肪酸 淀粉酶 原理 淀粉 ――→ 麦芽糖或葡萄糖 纤维素酶 纤维素 ――→ 葡萄糖 耐 酸、碱 、忍受 表面活性剂 和较高温度 酶制剂特点 需要 包裹：遇水溶解
(4) 加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质 包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的 酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶 的 固 定 化 技 术 及 其 理 由 ： ________________________________________ ____________。 (5) 加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提 取，用固体培养基分离、纯化霉菌的方法是 ________ 。羊毛、蚕丝等织物 ________( 填“ 能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为 ________________________________________ ___________。
2．纤维素酶能催化纤维素的水解，在植物 细胞工程方面有着广泛的应用，你认为从下列 哪种生物提取纤维素酶比较合理 ( ) A．酿酒酵母 B．在腐木上生 长的霉菌 C．高等植物细胞 D．人体内的大 肠杆菌 【解析】 在腐木上生长的霉菌能分解腐 木中的纤维素，细胞中含有纤维素酶。 【答案】 B
3．为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一 种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、 乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加 酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的 2 种污
单一变量原则 原则 对照 原则 实 验比较普通洗衣粉和加酶 变量为 洗衣粉的类型 设洗衣粉的洗涤效果实验 控制其他无关变量 计 变量为 温度 探讨加酶洗衣粉 最适温度实验 不同实验组之间形成 对照
问题探究1：有位同学打算用丝绸做实验材 料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你 认为他这样做合适吗？试分析原因。 提示：不合适。因为丝绸的主要成分是蛋 白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损 坏衣物。
固定化酶和固定化细胞：利用 物理 或 化学方 法将 酶 或 细胞 固定在一定空间内的技术 固 结合时多 包埋法：细胞个体大，难以 吸附或结合 定 采用 化 方 化学结合法 法 酶分子小，易 从包埋材料中漏出 时多 细 物理吸附法 胞 采用 技 明胶 、琼脂糖、 海藻酸钠 、醋 常用的固定化载体： 术 酸纤维素和聚丙烯酰胺等 成本 低 固定化细胞优点 易 操作
水 渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。 温 10 20 30 40 50 /℃ 请回答下列问题： 组 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 别 清 除 血 渍 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
(1) 提 高 洗 衣 粉 去 污 能 力 的 方 法 有 _________________。 甲组在洗衣粉中加入了 ________________ ，乙组在洗衣粉中加入了________________。 (2) 甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶的 作 用 具 有 ________________________________________ ___________。 (3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗 涤同一种污渍，请比较这 3 组洗涤效果之间的 差异并说明理由：
二、酵母细胞的固定化
固 定 化 酶 的 应 用
领域：食品、化工、轻纺、医药等 强碱、高温 易失活：通常对强酸、 酶的应用限制 和有机溶剂敏感 再次 利用，提高了生产成本 因素难 回收 ：不能被 影响产品质量：反应后酶混在 产物 中 葡萄糖异构酶 原理：葡萄糖 ――→ 果糖 实例： 酶颗粒：酶固定在一种 颗粒状载体 上 高果 反应柱 酶颗粒 无法通过 糖浆 筛板小孔 反应液 可自由出入 生产 优点：降低 成本 ，提高果糖的 产量 和 质量