生物化学教案-第三章酶与维生素-4学时

3.缺陷：酶促反应多数是可逆反应，S←→P，这就产生了一只钥匙开2把锁的情况，是荒唐的。
（三）、诱导锲合理论：这是为了修正锁钥学说的不足而提出的一种理论。它认为，酶的活性中心与底物的结构不是刚性互补而是柔性互补。当酶与底物靠近时，底物能够诱导酶的构象发生变化，使其活性中心变得与底物的结构互补。就好像手与手套的关系一样。该理论已得到实验上的证实，电镜照片证实酶“就像是长了眼睛一样”。
管理心得：一般人认为，足以摆平或解决企业经营过程中的各种棘手问题的人，就是优秀的管理者，其实这是有待商榷的，俗话说：“预防重于治疗”，能防患于未然之前，更胜于治乱于已成之后，由此观之，企业问题的预防者，其实是优于企业问题的解决者
（3分钟）思想教育
（7分钟）新课导入
（20分钟）
酶的概述
10分钟：酶的化学组成
不适应者将被淘汰出局
善于适应是一种能力
适应有时不啻于一场严峻的考验
做职场中的“变色龙”
一、新课导入
学习生物化学我们倡导一条主线：生命的化学；化学的生命。也都是就是说只要有生命存在，那么就存在这化学反应，所有的化学反应都是在酶的催化下进行的，也就是说酶是无时无刻无处不在的（举例说明一下），酶停止工作代表生命停止。所以酶在生命活动中非常重要。下面我们开始学习酶：
授课题目（章、节或主题）：
第三章酶
课时安排
2
授课时间
第4周
授课类型（请打√）
理论课□√ 研讨课□ 习题课□ 复习课□ 其他□
授课方法（请打√）
讲授□√ 讨论□ 示教□ 自学辅导□ 其他□
授课资源（请打√）
多媒体□√ 模型□ 实物□ 挂图□ 其他□
教学目的：
1.掌握酶的概念；
2.掌握酶催化的特异性、酶催化的机理；
课程小结：
1.酶的催化作用特点。
2.酶的化学本质。
3.酶的结构与功能。
4.酶的催化作用机制。
四、 扁鹊的医术
魏文王问名医扁鹊说：“你们家兄弟三人，都精于医术，到底哪一位最好呢？”
扁鹊答：“长兄最好，中兄次之，我最差。”
文王再问：“那么为什么你最出名呢？”
扁鹊答：“长兄治病，是治病于病情发作之前。由于一般人不知道他事先能铲除病因，所以他的名气无法传出去；中兄治病，是治病于病情初起时。一般人以为他只能治轻微的小病，所以他的名气只及本乡里。而我是治病于病情严重之时。一般人都看到我在经脉上穿针管放血、在皮肤上敷药等大手术，所以以为我的医术高明，名气因此响遍全国。”
第二节 酶的结构与功能
一、酶的化学组成
单纯酶和结合酶，
全酶由蛋白质部分（酶蛋白）和辅助因子组成。辅助因子由小分子有机化合物和金属离子组成。
辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度又可分为辅酶（与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。）和辅基 (与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。)
常见含B族维生素的辅酶形式及其在酶促反应中的主要作用。
2．张力与变形效应：酶的活性中心与底物结合后，底物分子中的敏感键被拉扯而变形，易于断裂。见P198。
3．广义的酸碱催化：释放与吸收H+的物质分别称为广义的酸碱，用得失H+来催化反应是广泛存在的，酶的广义的酸碱催化机理与有机化学中的相同。酸性氨基酸和碱性氨基酸常常作为这类酶的活性中心，酶蛋白中的His的咪唑基也很特别，它即能行酸催化，又能行碱催化。
4．共价催化：当酶与底物形成［ES］时是以共价键相连的，导致底物的敏感键发生断裂，又导致新的共价键形成，最后［ES］中的共价键断裂而释放出E。
二、各种因素对v的影响
1．［E］的影响：保持其它因素不变，则［E］与v成正比，见P214，其斜率就是酶的转换数。
2．［S］的影响：保持其它因素不变，如［E］、T、PH，对于单底物单产物的酶促反应而言，［S］对v的影响见图P203，分析之。Michaelis和Menten两人总结出了一个经验公式，这就是米氏方程，它与根据中间复合物学说推导出的方程是一致的（P204，请大家回去自己看懂）。互相证明了其正确性。该方程的形式为P204，各个符号的意义。
二、酶的活性中心和必需基团
酶的活性中心：指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具 有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
必需基团：酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶 活性密切相关的化学基团。
活性中心内的必需基团：
①结合基团(binding group)：与底物相结合；
②催化基团（catalytic group）：催化底物转变成产物。 活性中心外的必需基团：位于活性中心以外，维持酶活性中心 应有的空间构象所必需的基团。
3、采用以问题提出和案例分析为中心的教学方式，力求做到理论与实践相结合，多举临床例子。
4、多媒体课件的制作，要充分突出教学内容，课件内容要衔接好。
5、每堂课后要对所讲内容进行小结，并布置思考题和预习内容。
授课题目（章、节或主题）：
第三章酶2
课时安排
2
授课时间
第4周
授课类型（请打√）
理论课□√ 研讨课□ 习题课□ 复习课□ 其他□
3、酶元与酶元激活
酶原：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体， 此前体物质称为酶原。
酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。 酶原激活机理：形成或暴露出酶的活性中心。
酶原激活的意义：避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化， 并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。 有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。
（1）Vm：最大速度，是当［S］→∞时的速度，注意，［E］恒定了，Vm就是常数，但不同的［E］Vm不同。
（2）Km：米氏常数，是研究酶促反应动力学最重要的常数。它的意义如下：
它的数值等于酶促反应达到其最大速度Vm一半时的底物浓度［S］，图示以及公式推导。
它可以表示E与S之间的亲和能力，Km值越大，亲和能力越强，反之亦然。
和误差点是很难区别的。该法的缺点是所测各点过于集中，不利于确定直线的位置。
Eadie-Hofstee法：将米氏方程两边乘以（Km+［S］）/［S］就变成了P209的形式，也
是一个直线方程，只要测得［S］和v，就能作出一条直线P209，该直线的X轴截距为Vm/Km，Y轴截距为Vm，这样也能通过作图求出Km和Vm。本法的点分布较为均匀，直线位置容易定，但数据处理要麻烦些。
3.掌握酶的结构与功能。
教学方法、手段：
板书、多媒体技术辅助教学
教学重点、难点：
酶催化的特异性、酶催化的机理。
教学内容及过程设计
补充内容和时间分配
思想教育：
在就业形势越来越严峻、竞争越来越激烈的当今社会，不能够迅速去适应环境已经成了个人素质中的一块短板，这也是无法顺利工作的一种表现。相反，善于适应环境却是一种能力的象征，具备这种能力的人，手中也握有了一个可以纵横职场的筹码。
二、讲授新课：
第一节 酶的概 述
一、酶是生物催化剂
二、酶的特点
1.效率高：用转换数来衡量，即每个酶分子每秒钟催化底物的量（uM），比其它催化剂高出107～1013倍。
2.具有专一性：每一种酶只能作用与一种或一类相似的物质，称为底物。专一性表现在对某一种键的催化上（如水解糖苷键、肽键），高度专一性的酶不仅对化学键有要求，对该键两侧的基团也有要求（胰蛋白酶），甚至对基团的构型也有严格要求（体内所有蛋白质合成或分解的酶都只认L型氨基酸）
不久主人家里果然失火，四周的邻居赶紧跑来救火，最后火被扑灭了，于是主人烹羊宰牛，宴请四邻，以酬谢他们救火的功劳，但并没有请当初建议他将木材移走，烟囱改曲的人。
有人对主人说：“如果当初听了那位先生的话，今天也不用准备筵席，而且没有火灾的损失，现在论功行赏，原先给你建议的人没有被感恩，而救火的人却是座上客，真是很奇怪的事呢！”主人顿时省悟，赶紧去邀请当初给予建议的那个客人来吃酒。
管理心得：事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制，可惜大多数的事业经营者均未能体会到这一点，等到错误的决策造成了重大的损失才寻求弥补。而往往是即使请来了名气很大的“空降兵”，结果于事无补。
有位客人到某人家里做客，看见主人家的灶上烟囱是直的，旁边又有很多木材。客人告诉主人说，烟囱要改曲，木材须移去，否则将来可能会有火灾，主人听了没有作任何表示。
补充内容和时间分配
一、课程回顾：
1.酶的催化作用特点。
2.酶的化学本质。
3.酶的结构与功能。
4.酶的催化作用机制。
二、讲授新课：
第三节影响酶促反应速度的因素
一、关于酶与底物具体作用的方式
用于说明酶的高效性，不同的酶适用于不同的类型，但第一种类型是共有的。
1．邻近与定向效应：邻近指底物汇聚于酶的活性中心，使酶的活性中心的底物浓度高于其它处，定向则指底物的敏感化学键与酶的催化基团正好对准，使反应加速进行。见P198。
它可以确定一条代谢途径中的限速步骤：代谢途径是指由一系列彼此密切相关的生化反应组成的代谢过程，前面一步反应的产物正好是后面一步反应的底物，例如，EMP途径。限速步骤就是一条代谢途径中反应最慢的那一步，Km值最大的那一步反应就是，该酶也叫这条途径的关键酶。
它可以用来判断酶的最适底物，某些酶可以催化几种不同的生化反应，叫多功能酶，其中Km值最小的那个反应的底物就是酶的最适底物。Km是一种酶的特征常数，只与酶的种类有关而与酶的浓度无关，与底物的浓度也无关，这一点与Vm是不同的，因此，我们可以通过Km值来鉴别酶的种类。但是它会随着反应条件（T、PH）的改变而改变。
4、同工酶
概念：同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白 的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
五、酶的作用机制
（一）中间复合物学说：解释酶的高效性的理论，即酶为什么能催化生化反应。
1．内容：（以单底物单产物的生化反应为例：S←→P），酶先与底物形成过渡态的中间复合物，进而分解成为底物和酶，从而降低了反应的活化能。用方程式表示为：