生物催化剂——酶
酶
二、酶的生物学意义
6CO2+6H2O+能量
N2 + 3H2
某些微生物 植物 动物
C6H12O6+6O2↑
2NH3
N2+3H2
500℃ ,300大气压
Fe
2NH3
三、酶是生物催化剂
1．酶与一般催化剂的共同点
（1）用量少而催化效率高
（2）能加快化学反应的速度，但不改变平衡点，
反应前后本身不发生变化
（3）降低反应所需的活化能
（5）酶的催化活力与辅酶、辅基和金属离子有关
转换数（turnover number, TN or kcat）:
每秒钟或每分钟，每个酶分子转换底物的分子
数。(每秒钟或每分钟每摩尔酶转换底物的摩尔数)
（2）高度的专一性
一种酶只作用于 一种或一类化合 物，以促进一定 的化学变化，生 成一定的产物， 这种现象称为酶 作用的特异性。
酶的专一性有下列几种情况：
例 2H2O2→2H2O+O2
反 应 非催化反应 钯催化反应 H2O2酶催化
活化能 75.24kJ/mol 48.9kJ/mol 8.36kJ/mol
• （4）本身不发生化学变化。
2．酶作为生物催化剂的特殊点
（1）高的催化效率
以摩尔为单位进行比较，酶的催化效率比化学催 化剂高107～1013倍，比非催化反应高108～1020倍。 例 2H2O2→2H2O+O2 1mole H2O2酶 能催化 5×106mole H2O2的分解 1mole Fe3+ 只能催化6×10-4mole H2O2的分解
脲酶 脲酶
H2N—C—NH.HCl + H2O 无反应
（3）立体化学专一性
生物催化剂——酶-沪科版高中第一册教案
生物催化剂——酶-沪科版高中第一册教案一、教学目标1.了解酶在生物催化中的作用原理和机理；2.掌握酶促反应的速率和影响因素；3.了解酶的结构和性质。
二、教学重难点1.酶的催化原理和机理；2.酶的结构和性质。
三、教学内容1. 酶的基本概念和作用原理1.酶的定义和分类；2.酶的作用原理和机理；3.酶的基本性质和催化特点；4.酶促反应速率和影响因素。
2. 酶的结构和特点1.酶的分子结构和组成；2.酶的稳定性和催化效率；3.酶的失活和再生。
四、教学方法1.教师讲授与学生提问相结合的方式；2.实验演示和数据分析的方式；3.学生小组讨论和合作实验的方式。
五、教学过程1. 酶的基本概念和作用原理1.酶的定义和分类教师简要介绍酶的定义和分类，包括氧化还原酶、水解酶等，并从生物学和医学的角度引出酶的作用原理。
2.酶的作用原理和机理介绍酶的作用原理和机理，包括亚基和活性中心、酶促反应的动力学和热力学等。
3.酶的基本性质和催化特点讲解酶的基本性质和催化特点，包括酶对反应物和产物的选择性和特异性、酶对反应温度和pH值的敏感性等。
4.酶促反应速率和影响因素介绍酶促反应速率和影响因素，包括酶浓度、温度、pH和反应物浓度等，同时教师通过中小学生生活中的例子来说明酶促反应的应用。
2. 酶的结构和特点1.酶的分子结构和组成教师详细分析和介绍酶的分子结构和组成，包括多肽、蛋白质、核酸和碳水化合物等，同时着重讲解酶的稳定性、催化效率和特异性等。
2.酶的失活和再生讲解酶的失活和再生，包括酶的热失活、酶的酸碱失活以及酶受酶抑制剂的影响等，并从中讲解酶的应用价值。
六、教学评估1.采用课堂讨论、实验演示和作业考查相结合的方式来进行评估；2.通过学生的答案来考核学生的学习情况和学习效果；3.通过老师的评估和反馈，来检测教学效果和优化教学方法。
七、教学反思1.教师应当注重学生的参与和反馈，引导学生积极思考；2.在实验操作过程中，教师应当注意安全和规范，避免事故发生；3.在教学过程中，教师应当根据学生的不同程度，采用不同的教学方式和手段。
酶是一种什么样的生物催化剂？
酶是一种什么样的生物催化剂？酶的定义和功能酶是一种生物催化剂，也被称为生物体内的生物催化剂或生物体内的酶催化剂。
它们是由细胞产生的蛋白质，可以促进和调节生化反应的速率。
在这些生化反应中，酶会降低反应的活化能，从而加速反应速率，并在反应结束后不发生化学变化。
酶的特征和结构酶在生物体内广泛存在，并在各种生物体的细胞内起着关键的催化作用。
酶具有以下几个特征：- 酶可以在非常温和的条件下催化反应，而无需高温或高压。
- 酶具有高度的专一性，只能催化特定的底物反应。
- 酶可被底物分子与之产生作用，形成酶底物复合物，从而催化反应。
- 酶的催化作用可以被底物浓度、酶浓度、温度和pH等因素影响。
酶的结构是由氨基酸组成的蛋白质链。
酶的功能和催化活性取决于其特定的三维结构。
酶通常拥有一个所谓的活性位点，底物在该位点与酶发生反应。
酶的作用机理酶催化反应的机理包括多种方式，其中最常见的方式是酶与底物之间形成酶底物复合物，并在该复合物中发生化学反应。
这种酶底物复合物的形成可以通过两种模型进行解释：锁匙模型和诱导拟合模型。
在锁匙模型中，酶的活性位点的结构与底物完全匹配，就像一个锁和钥匹配一样。
这种情况下，底物可以直接与酶发生反应。
在诱导拟合模型中，酶的活性位点的结构与底物不完全匹配，但当底物与酶结合时，酶会发生构象变化，使得底物可以与酶发生反应。
酶的应用领域酶的应用非常广泛，涉及许多领域。
以下是一些常见的酶的应用领域：- 食品工业：酶被用于面包、啤酒、乳制品等食品生产过程中的发酵过程。
- 药物研发：酶可以用于合成药物和制药过程中的催化反应。
- 生物燃料产业：酶被用于生物质转化为生物燃料的过程中。
- 环境保护：酶可以分解有害物质，用于环境污染物的处理和清除。
总而言之，酶是一种生物催化剂，通过调节和加速生化反应的速率，在生物体内起着重要的作用。
它们的特点是能在温和条件下催化反应，且具有高度的专一性。
酶的应用广泛，涉及食品工业、药物研发、生物燃料产业和环境保护等领域。
生物催化剂酶ppt课件
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
▪ 1920年，德国科学家维尔斯塔特提出，酶既不是 蛋白质，也不是糖类，它是活性基团附着在无活 性的蛋白质上的一种物质。
▪ 1926年，美国生化学家萨姆纳在研究刀豆时提取 了脲酶结晶，并进一步肯定脲酶是一种蛋白质。
思考！
咀嚼馒头、米饭时有甜味， 为什么塞进牙缝里的肉丝 两天后还没被消化?
酶具有专一性
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
酶的作用机理及其具有专一性的原因
酶对于它所作用的底物有着严格的选择,它只能催化 一定结构或者一些结构近似的化合物,使这些化合物发 生生物化学反应。有的科学家提出,酶和底物结合时,底 物的结构和酶的活动中心的结构十分吻合,就像一把钥 匙配一把锁一样。酶的这种互补形状,使酶只能与对应 的化合物契合,从而排斥了那些形状、大小不适合的化 合物,这就是锁和钥匙学说。
胃蛋白酶活性将
（B ）
A、不断上升 B、没有变化 C、先升后降 D、先降后升
2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入
一容器内，调整PH值至2.0，保存与37 ℃的水浴锅中，过一段时间
后，容器内剩余的物质是
（A ）
A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
B、唾液淀粉酶、 麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇 碘后，不形成紫蓝色化合物。
材料用具：2%的唾液、试管、量筒、小烧杯、大烧杯、
滴管、试管夹、酒精灯、石棉网、温度计、火柴、3%的 淀粉溶液、碘液
生物催化剂酶
生物催化剂酶
酶是一类特殊的生物催化剂，广泛存在于生物体内的各个细胞中，起到加速化学反应的作用。
酶具有高效、专一性和选择性等特点，广泛参与生物体内的代谢过程和调控功能。
一、酶的结构：
酶是由蛋白质组成的，通常由一个或多个多肽链组成。
它们的具体结构因不同的酶而不同，包括原核酶、真核酶和酶的亚基等。
酶的活性通常与其特殊的三级结构密切相关。
二、酶的功能：
1. 降低活化能：酶通过改变反应物分子的构象，使反应物间的键能降低，从而促进反应速率加快。
2. 催化特异性：酶对特定的反应物具有高度选择性，只作用于其特定的底物或配体。
3. 可逆催化：酶在催化反应后不会被耗尽，而是能够反复被使用。
4. 酶的催化作用是高效的：酶能够在温和的条件下催化复杂的生物转化反应，提高反应速率。
三、酶的分类：
根据催化反应类型，酶可分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、联合酶、异构酶、合成酶等。
四、酶在生物体内的作用：
1. 代谢调节：酶在调节机体的代谢过程中起到重要的作用，包括酶的活性调节和基因调节等。
2. 消化吸收：胃、肠道等消化器官中的酶参与食物的消化和吸收，使食物中的大分子有机物转化为小分子有机物，被机体吸收利用。
3. 免疫系统：酶也参与免疫系统的调节，如溶菌酶能破坏细菌细胞壁，抗体酶能在免疫反应中起到催化作用。
总之，酶作为生物体内的催化剂，在生物的代谢过程中起到至关重要的作用。
它们能够提高反应速率，降低反应的活化能，具有高度特异性和选择性，对维持生命活动具有不可替代的重要性。
酶是生物催化剂ppt课件
5.底物浓度
酶量一定的条件下，在一定范
反
应
围内随着底物浓度的增加，反 速 率
应速率也增加，但达到一定浓
底物浓度[s]
度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的
限制。
6.酶浓度
反
应
在底物充足、其他条件适宜且 速
率
固定的条件下，酶促反应速率
与酶浓度成正比。
酶浓度[E]
7.影响酶活性的曲线(多因素)
支 应 物 乘 剩 余 量 ( 相对 量 )
④在各自所控制的温度下保温一段时间
⑤滴加 碘 液 ，观察颜色变化
步骤顺 序
3%淀粉 液
2%淀粉 酶液
温度预 处理
混合后 摇匀
控制温 度
试管1 试管1’ 2ml
1ml 0℃保温5min
混合 0℃保温5min
试管2 试管2 ’ 试管3 试 管 3 ’
2ml
2ml
1ml
1ml
60℃保温5min 100℃保温5min
3、在上述实验中，自变量是什么?无关变量是 什么?
自变量是不同的温度；无关变量是可溶性淀粉溶 液、新鲜淀粉酶溶液、碘液的量
酶活性受许多因素的影响
(1)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H₂O₂分解，因为 过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解 也会加快。
(2)本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰
淀粉(非还原糖)淀粉酶 麦芽糖(还原糖) ① 淀粉(非还原糖)蔗糖酶淀粉
②再用本尼迪特试剂鉴定，从而探究酶的专一性。
1、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
第一步：1ml 水 水 水 淀粉酶淀粉酶 第二步：3ml 淀粉 蔗糖 淀粉酶淀粉蔗糖
第三步：各试管充分摇匀后，37℃保温15分钟
酶的特性名词解释
酶的特性名词解释酶（enzyme）是一类生物催化剂，其主要功能是加速化学反应速率并降低其能量活化需求，从而在细胞中实现生物转化。
酶在生物体内广泛存在，包括植物、动物和微生物，在生物学和生物工程领域具有重要的应用价值。
下面将对酶的一些重要特性进行详细解释。
1. 底物特异性（substrate specificity）酶的底物特异性是指酶与底物之间的选择性结合。
不同的酶对特定的底物有高度的选择性，只能与特定的底物发生相互作用。
这种底物特异性是由酶的活性中心及其结构决定的。
例如，淀粉酶只能催化淀粉分子的降解，而不能催化蛋白质或脂类的反应。
2. 酶促反应的速率酶促反应的速率远远高于非酶催化的化学反应速率。
这是由于酶能降低化学反应的能量活化需求。
酶的活性通常用单位时间内产生的产物的数量来衡量，常用单位是摩尔/秒。
酶促反应的速率受到多种因素的影响，包括底物浓度、酶浓度、温度和pH值等。
3. 反应条件的适应性酶对环境条件的适应性较强，可以在相对温和的条件下发挥其催化作用。
酶活性通常在特定的温度和pH范围内最高。
如果温度过高或pH值偏离最适范围，酶的结构会发生破坏，从而导致活性丧失或失活。
这一特性使得酶在生物体内能够稳定地催化众多生物转化反应。
4. 酶的可逆性和不可逆性酶催化的反应可以是可逆的或不可逆的，取决于反应的热力学和动力学条件。
可逆反应是指催化反应的产物可以再次转变为底物，形成平衡状态。
不可逆反应则是指催化反应形成的产物无法再转变为底物。
大部分酶催化反应属于可逆反应，但也有一些催化反应是不可逆的，例如酶在某些情况下能将底物转化为产物，但产物无法再逆向转化为底物。
5. 酶的酶促作用速度酶的酶促作用速度取决于酶底物复合物的形成和解离速度。
酶与底物结合后形成酶底物复合物，这一步骤受到底物浓度和酶与底物的亲和力影响。
酶底物复合物形成后，酶催化底物转化为产物，然后酶与产物解离，重新进入反应循环。
这两个步骤的速度共同决定了酶的酶促作用速度。
酶在生物合成中的作用与应用
酶在生物合成中的作用与应用酶是一种生物催化剂，其作用是促进化学反应的进行，通过调控底物转化到产物的速率来完成一系列的生物合成过程。
酶在生物体内起着重要的调节和控制作用，不仅参与蛋白质、核酸等大分子物质生物合成，还与酸碱平衡、物质代谢、能量转换等各个生命活动密切相关。
本文将从酶的定义、分类、应用领域等几个方面介绍酶在生物合成中的作用与应用。
酶的定义酶是一种蛋白质分子，具有特定的分子构造和活性中心。
它们能够催化化学反应的进行，使反应速率加快并降低反应活化能，因此被称为生物催化剂。
酶可参与复杂的生物合成过程，例如消化、呼吸和代谢等，它们可以控制生命活动中的各个步骤，决定物质的转化和利用。
酶的分类酶可按照反应类型、基质类型、反应速率、速率方程等多种方式进行分类。
按照反应类型可将酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、合成酶等。
按照基质类型可将酶分为蛋白质酶、核酸酶、多糖酶等。
反应速率可将酶分为快速酶、慢速酶、中速酶。
速率方程可将酶分为米氏方程和麦克板林-明彻方程等。
酶在生物合成中的作用酶作为一种生物催化剂，在生物合成中起着至关重要的作用。
酶促进底物分子的排列和在特定的位置上与其他分子的结合，从而产生新的分子。
这个过程中，酶不会被消耗，随着反应的进行，酶分子会循环利用。
下面列举几个酶在生物合成中的作用。
1. 消化酶消化酶是一类能够分解食物中的大分子为小分子的酶，包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
这些酶能够在肠道内将食物消化为单糖、二糖、氨基酸等小分子，从而被吸收入血液中，供身体细胞进行生命活动所需的物质。
2. 生物合成酶生物合成酶是一类能够将小分子有机物合成为大分子有机物的酶，例如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。
这些酶能够将核苷酸单元连接成DNA或RNA的核糖骨架，构建起一个完整的基因或转录本。
3. 代谢酶代谢酶是一类在能量转换和物质代谢中起着关键作用的酶，例如乳酸酶、ATP酶等。
这些酶能够将能量形式的分子协助转化为代谢能量，同时也能够参与化学物质的代谢和转化。
关于酶的所有名词解释
关于酶的所有名词解释酶，作为生物体内一类特殊的蛋白质，对于生命活动中的化学反应具有至关重要的作用。
本文将对相关的名词进行解释，以帮助读者更好地理解和认识酶的作用机制。
1. 酶的定义酶是一种生物催化剂，能够加速化学反应的进行。
它不改变化学反应的平衡，也不参与其反应的最终结果，但可以降低反应所需的能量，从而增加反应速率。
2. 酶促反应酶促反应是在酶参与下进行的化学反应。
酶通过与底物形成酶-底物复合物，以催化反应的进行。
当底物与酶结合时，酶通过调整底物的空间构象，或者提供特定的反应环境，在不同的活性位点上发挥作用。
这种相互作用可以使底物之间的键易于形成、断裂或重排，从而加速反应速度。
3. 底物底物是指参与化学反应的物质。
酶具有高度的底物特异性，即特定的酶只能催化特定底物的反应。
这种特异性受到酶与底物之间的独特空间结构以及相互作用的影响。
4. 反应速率反应速率是指化学反应在特定条件下的变化率。
酶的存在可以显著提高反应速率，使它们在有限的时间内完成更多的化学反应。
5. 酶活性酶活性是评估酶催化效果的指标。
酶活性通常表示为单位时间内酶催化产物的形成量。
酶的活性受到许多因素的影响，如温度、pH值和底物浓度等。
6. 酶底物复合物酶底物复合物是在酶与底物结合形成的临时结构。
在酶底物复合物中，酶与底物之间的键合和作用力可以改变底物的构象，从而使酶催化的反应更具可能性。
7. 活性位点酶分子上的活性位点是酶催化反应发生的具体位置。
活性位点通常由一些特定的氨基酸残基组成，这些残基通过亲和力、电荷等相互作用与底物结合，并促使反应的进行。
8. 辅因子辅因子是酶催化活性所必需的非蛋白质辅助因子。
常见的辅因子包括金属离子（如锌、铜、铁等）和辅酶（如辅酶A、NAD+等）。
这些辅助因子可以协助酶的催化过程，改变底物的性质并提供必要的反应环境。
9. 酶动力学酶动力学是研究酶催化动力学行为的科学。
它涉及到酶催化反应速率的测定、酶的动力学参数（如最大反应速率、底物浓度等）的求解，以及对酶的活性调节机制的分析。
生物催化剂的种类
生物催化剂是一类利用酶或其他生物体产生的催化剂来促进化学反应的物质。
以下是一些常见的生物催化剂的种类：
1.酶：酶是生物催化剂中最常见的类型。
酶是生物体内产生的蛋白质，能够催化特定
的化学反应，例如氧化还原、水解、合成等。
常见的酶包括脱氢酶、氧化酶、脂肪酶、聚合酶等。
2.酵母：酵母是一类单细胞真菌，具有发酵能力。
酵母可用于发酵过程，例如酿造啤
酒、葡萄酒和面包等食品加工过程。
酵母中的酶能够催化糖类的转化，将糖分解为酒精和二氧化碳。
3.微生物：除了酵母，其他微生物如细菌和真菌也可以作为生物催化剂。
它们可以分
解有机废物、产生有用的化合物或进行环境修复。
4.细胞器：某些细胞器，如叶绿体和线粒体，具有特定的酶催化反应。
例如，叶绿体
中的光合作用催化剂可以将光能转化为化学能，用于植物的光合作用过程。
5.抗体：抗体是免疫系统产生的一类蛋白质，具有高度的特异性。
抗体可以与特定的
抗原结合，并参与抗原-抗体反应，从而催化免疫反应。
这些是一些常见的生物催化剂的种类，但还有许多其他的生物催化剂存在。
不同的生物催化剂适用于不同的化学反应和应用领域。
它们在生物工程、医药、食品加工、环境保护等领域都有广泛的应用。
生物催化剂名词解释
生物催化剂名词解释生物催化剂是指在生物体内或由生物体所产生的能够促进化学反应进行的特定蛋白质分子，也被称为酶（enzyme）。
酶通过降低反应能垒来提高化学反应速率，从而具有催化作用。
生物催化剂具有高度的专一性，只会催化特定的底物分子进行化学反应。
这是因为酶的活性部位与底物分子之间存在特定的空间结构和相互作用，只有与活性部位的结构适配的底物才能与酶形成稳定的酶底物复合物，进而进行化学反应。
生物催化剂在生物体内发挥着重要的功能。
例如，消化系统中的酶可以催化食物中的营养物质的消化和吸收，保证机体正常运作。
在代谢过程中，酶也起到了关键的作用，催化有机物的合成和降解反应，维持机体内部物质的平衡。
与化学催化剂相比，生物催化剂具有一系列优点。
首先，生物催化剂具有高度的选择性，可以在温和的条件下进行反应，避免了高温和强酸碱等条件对底物和产物的不可逆损伤。
此外，生物催化剂也可以调节反应的速率，使底物在一定的时间范围内被转化为产物，避免了产生副反应和过量物质的浪费。
在工业生产中，生物催化剂被广泛应用。
例如，在食品工业中，酶被用于葡萄糖酸盐的制备、果汁澄清和面糊发酵等过程中。
在制药工业中，酶可以催化合成药物的步骤，提高合成效率和产品质量。
在生物燃料领域，酶可以催化生物质的降解和发酵，转化为可再生能源。
然而，生物催化剂也存在一些限制和挑战。
酶在特定的温度和pH条件下才能发挥最佳的催化活性，超出这些条件可能导致酶变性失活。
酶的稳定性和储存也是一个问题，酶易于受到环境的影响，需要适当的保存条件和辅助剂。
此外，生物催化剂的制备和纯化也是一个挑战，需要耗费大量的时间和资源。
总而言之，生物催化剂是一类具有催化活性的蛋白质分子，能够在温和的条件下促进化学反应。
它具有高度的专一性、选择性和调节能力，在生物体内和工业生产中发挥着重要的作用。
虽然存在一些限制和挑战，但随着生技技术和基因工程等的发展，生物催化剂在未来的应用前景仍然广阔。
酶生物催化剂PPT课件
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酶的组成和辅助因子
• 简单蛋白酶：单纯蛋白质，基本组成成份仅为氨基酸。如脲酶、 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
• 结合蛋白酶：这些酶只有在结合了非蛋白组分（辅助因子）后， 才表现出酶的活性。
全酶
酶蛋白（apoenzyme）
辅助因子(cofactor)
金属离子 小分子有机物
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3 酶的结构及催化作用机制
3.1 酶分子的结构特点
• 结合部位 Binding site • 酶分子中与底物结合的部位
或区域一般称为结合部位。
compartmentalization )
5.某些酶催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关。
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2 酶的命名和分类
2.1 酶的命名 (1)习惯命名法: • 根据其催化底物来命名（蛋白酶；淀粉酶） • 根据所催化反应的性质来命名（水解酶；转氨酶；裂解酶等） • 结合上述两个原则来命名（琥珀酸脱氢酶） • 有时在这些命名基础上加上酶的来源或其它特点（胃蛋白酶、胰
蛋白酶、硷性磷酸脂酶和酸性磷酸脂酶）。
13
(2)国际系统命名法（国际酶学委员会1961年提出）
系统名称包括底物名称、构型、反应性质，最后加一个酶 字。
例如： • 习惯名称:谷丙转氨酶 • 系统名称:丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶 • 酶催化的反应: • -酮戊二酸 + 丙氨酸谷氨酸 + 丙酮酸
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2.2 酶的分类
国际系统分类法
氧化还原酶 AH2+B 转移酶 Ax+C
A+BH2 A+Cx
3.1-1【生物笔记】生物催化剂——酶
第三章细胞中能量的转换和利用第一节生命活动需要酶和能源物质生物催化剂——酶知识点1 酶的本质1.关于酶的本质的探索2.酶的本质能催化生化反应的酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA。
【拓展】核酶核酶是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂,可降解特异的mRNA序列。
四膜虫的rRNA前体也具有催化活性。
【注意】酶只能在活细胞中产生,不能从食物中获取。
但在条件适宜的情况下，酶在细胞内、细胞外和生物体外均可发挥催化作用。
【拓展】酶与蛋白质的关系绝大多数酶是蛋白质，但不是所有的蛋白质都是酶，只有具有催化作用的蛋白质才是酶。
3.酶的作用实质酶能降低化学反应的活化能，使细胞代谢在温和的条件下快速有序地进行。
(1)酶促反应：由酶催化的化学反应。
(2)活化能：在一定温度下，分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量。
(3)酶的作用机理25 ℃下测得的不同反应条件下过氧化氢分解需要的活化能反应条件活化能（kJ·mol-1）没有催化剂催化75.24用胶状钯催化48.9用过氧化氢酶催化＜8.36①反应物处于基态，在反应的瞬间，反应物中有一部分分子具有比基态更高的能量，即处于过渡态，这时就能形成新物质，即产物。
处于过渡态的分子越多，反应速率就越快。
②在有酶催化的反应过程中，只需较少的能量就可以使反应物进人过渡态。
与无酶催化的反应过程相比，有酶催化的反应中处于过渡态的分子数量大大增加，从而加快了反应速率。
③酶是种生物催化剂，不能改变反应途径，但可以减少反应达到平衡所需的时间。
加热、无机催化剂、酶加快化学反应速率的机理不同。
若把活化能比喻成一道“门槛”，底物分子要发生反应就必须从这道“门槛”越过去。
加热的作用就是增加了底物分子的“弹跳”能力，使原先差一点越过“门槛”的底物分子越过去;而无机催化剂和酶的作用就是把这道“门槛”降低。
酶与无机催化剂的共同点(1)催化化学反应的进行,但不为化学反应提供物质和能量，本身不被消耗，不改变化学反应进行的方向。
生物催化剂——酶
专一性 每一种酶只能催化一种或一类 物质的化学反应。淀粉酶只能
催化淀粉水解，对H2O2则不起
作用。
酶所催化的特定反应依赖于 酶的一个小区域的分子结构 和形状，此区域称为活性部 位。它只能吸引并抓住特定 的分子。
酶所催化的物质分子——底 物分子在结构和形状上要和 酶的活性部位契合的足够好， 就好似锁与钥匙的关系。
淀
胃 蛋 白 蛋 白 酶
物）
）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
酸性 中性 碱性
从图中我们可以看 出：每一种酶都有 一个最适的pH值， 在这个值上酶才能 发挥最大的催化效 率。而超过或低于 这个值都会影响到 酶催化反应的速度。
竞争性抑制物
如Mg2＋是参与葡 萄糖降解的一些酶 的辅助因子
辅助因子
小分子有机化合物
（维生素B1 维生素 B2 维生素B6等）
我们通常把这些小分 子有机化合物称为辅 酶，如辅酶Ⅰ辅酶Ⅱ
总结
酶——蛋白质 酶的特性 高效性
专一性
影响酶活性的因素 ： 温度 pH值 酶抑制剂 意义：调节生物体内的化学反应的速度，使生物 体内的化学反应有条不紊的进行。
底物
活性部位
酶
酶的命名
习惯上根据酶的来源以及它 们所催化的底物来命名
思考题
来源 唾液腺产生 胰腺产生
催化的物质 淀粉 蛋白质
酶的名称 唾液淀粉酶 胰蛋白酶
1、由胃腺分泌催化蛋 白质分解成多肽的酶称 为__胃__蛋__白. 酶
2、由肠腺分泌的催 化多肽分解成氨基酸的 酶称为__肠__肽__酶___.
新鲜猪肝 锈铁钉 煮熟的猪肝 唾液
3％H2O2
3％H2O2
3％H2O2
酶的催化作用机制
酶的催化作用机制酶是一类生物催化剂，能够加速生物化学反应的速率，并且在反应过程中不被消耗。
酶通过特定的三维结构与底物分子发生相互作用，从而引发化学反应。
酶的催化作用机制具有复杂性和多样性，包括亲和性催化、酸碱催化、共价催化和金属离子协助等机制。
本文将对酶的催化作用机制进行探讨。
1. 亲和性催化亲和性催化是指酶与底物之间的非共价相互作用，这种相互作用使得底物分子更容易与酶发生反应。
酶分子具有特定的活性位点，该位点与底物分子结合形成酶底物复合物。
酶底物复合物的形成能够减少底物分子间的静电排斥和构象约束，从而使底物分子更加稳定，并促使化学反应发生。
2. 酸碱催化酸碱催化是指在酶催化的化学反应中，酶能够提供或接受质子，从而改变底物或过渡态的电子分布，促进反应的进行。
酶可以通过共价键或非共价键与底物中的特定功能基团发生相互作用，从而改变底物的反应活性。
酶催化的酸碱催化机制包括质子传递、质子吸收和质子释放等过程。
3. 共价催化共价催化是指酶通过形成暂态共价键与底物发生物理或化学相互作用，从而改变底物的反应路径和能垒。
共价催化通常涉及酶分子中的特定氨基酸残基与底物之间的共价键形成和断裂。
酶所能提供的亲核或电子会使底物的反应速率大大增加。
4. 金属离子协助金属离子是许多酶催化反应中的重要辅助因素。
酶能够与金属离子结合形成酶金属离子复合物，这些金属离子在催化反应中发挥关键作用。
金属离子能够提供催化中心，参与底物的活化和解离，以及催化中间体的稳定。
此外，金属离子还可以调节酶催化反应的速率和特异性。
综上所述，酶的催化作用机制包括亲和性催化、酸碱催化、共价催化和金属离子协助。
这些机制相互作用并共同参与酶催化的化学反应。
对这些催化作用机制的深入研究有助于进一步理解酶的功能和生物化学反应的发生过程。
《生物催化剂——酶》 知识清单
《生物催化剂——酶》知识清单一、酶的定义和基本性质酶是一种生物催化剂，它们由活细胞产生，能够加速生物体内的化学反应。
酶具有高效性、专一性和温和性等特点。
高效性是指酶能够极大地加速化学反应的速率，通常比无机催化剂的效率高成千上万倍。
这使得生物体内的各种代谢过程能够迅速进行，以满足生命活动的需求。
专一性意味着一种酶通常只能催化一种或一类特定的化学反应。
例如，淀粉酶只能催化淀粉的水解，而蛋白酶则专门作用于蛋白质的分解。
这种专一性保证了化学反应的准确性和有序性。
温和性指的是酶在常温、常压和接近中性的条件下就能发挥作用。
与工业上的化学催化剂常常需要高温、高压和极端的 pH 条件相比，酶的作用条件要温和得多，这也符合生物体内的生理环境。
二、酶的化学本质大多数酶是蛋白质，具有特定的三维结构。
其结构决定了酶的功能。
少数酶是 RNA，被称为核酶。
这些 RNA 分子通过自身的结构和碱基配对来催化化学反应。
无论是蛋白质酶还是核酶，它们的催化活性都依赖于其特定的分子结构。
三、酶的作用机制酶通过降低反应的活化能来加速化学反应。
活化能是指化学反应中反应物分子从常态转变为容易发生反应的活跃状态所需要的能量。
酶与底物结合形成酶底物复合物。
酶的活性部位与底物分子在形状和化学性质上互补，能够特异性地结合底物，并对底物分子进行化学修饰和转化。
在反应完成后，产物从酶上释放，酶恢复到原来的状态，可以再次与底物结合进行催化反应。
四、影响酶活性的因素1、温度在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性增加。
但超过一定温度，酶的结构会被破坏，导致活性丧失。
2、 pH 值每种酶都有其最适 pH 值，在这个 pH 值下酶的活性最高。
偏离最适 pH 值，酶的活性都会下降，甚至失活。
3、底物浓度在底物浓度较低时，酶促反应速率随底物浓度的增加而增加。
当底物浓度达到一定程度时，反应速率不再增加，因为酶的活性位点已经被饱和。
4、酶浓度在其他条件不变的情况下，酶浓度越高，反应速率越快。
生物化学第五章 酶
第五章酶第一节概述一、酶的概念酶是由活性细胞产生的、具有高效催化能力和催化专一性的蛋白质，又叫生物催化剂。
酶(enzyme) 是由生物细胞合成的,以蛋白质为主要成分的生物催化剂。
不同生物体所含的酶在种类和数量上各有不同，这种差异决定了生物的代谢类型。
二、酶催化作用的特点1、酶与非生物催化剂的共性：1) 用量少、催化效率高。
2) 都能降低反应的活化能。
3) 能加快反应的速度，但不改变反应的平衡点。
4) 反应前后不发生质与量的变化。
2、酶作为生物催化剂的特性1) 催化效率极高（immense catalytic power ）可用分子比（molecular ratio)来表示，即每摩尔的酶催化底物的摩尔数。
酶反应的速度比无催化剂高108－1020倍，比其他催化剂高107－1013倍酶作为催化剂比一般催化剂更显著地降低活化能，催化效率更高。
通常用酶的转换数(turnover number,TN，或催化常数K cat)来表示酶的催化效率。
它们是指在一定条件下，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数。
Kcat:103～1062) 高度的专一性(highly specific ）∶所谓酶的专一性是酶对反应物(底物)的选择性绝对专一性：一种酶只能作用于特定的底物。
发生特定的反应，对其他任何物质都没有作用。
相对专一性：有些酶的专一性较低，对具有相同化学键或成键基团的底物都具有催化性能。
立体异构专一性（光学专一性）：几乎所有酶对立体异构物的作用都具有高度专一性。
内肽酶胃蛋白酶R1，R1：芳香族氨基酸及其他疏水氨基酸（NH2端及COOH端胰凝乳蛋白酶R1：芳香族氨基酸及其他疏水氨基酸（COOH端）弹性蛋白酶R2：丙氨酸，甘氨酸，丝氨酸等短脂肪链的氨基酸（COOH端胰蛋白酶R3：碱性氨基酸（COOH端)外肽酶羧肽酶A R m：芳香族氨基酸羧肽末端的肽键羧肽酶B Rm：碱性氨基酸羧肽末端的肽键氨肽酶氨肽末端的肽键二肽酶要求相邻两个氨基酸上的α-氨基和α-羧基同时存在3) 反应条件温和4) 酶的催化活性是受调节控制的5) 酶不稳定，容易失活2. 酶的分类(1) 氧化-还原酶Oxidoreductase氧化-还原酶催化氧化-还原反应。
酶生物催化剂
环保领域
有毒物质降解
生物修复
酶生物催化剂能够降解有毒有害物质， 如重金属离子、有机污染物等，降低 其对环境和人体的危害。
酶生物催化剂可以用于生物修复，如 土壤和地下水的修复，通过降解有毒 有害物质，恢复生态系统的健康。
废水处理
酶生物催化剂可用于废水处理，通过分 解有机物和细菌等微生物，降低废水中 的污染物浓度，达到净化水质的目的。
和品质。
04
酶生物催化剂的研究进展与 挑战
酶的发现与改造技术
总结词
酶的发现与改造技术是酶生物催化剂研究的重要方向，通过基因工程技术、蛋白质工程 技术和计算机辅助设计等技术手段，可以发现和改造酶，提高酶的催化活性和稳定性。
详细描述
随着基因组学和蛋白质组学研究的深入，越来越多的酶被发现和鉴定。同时，通过基因敲除 、基因突变等技术手段，可以改变酶的氨基酸序列和空间结构，从而改变酶的催化性质。此
农业领域
01
02
03
农药降解
酶生物催化剂能够降解农 药残留，降低其对环境和 农作物的危害，保障食品 安全。
植物生长调节
酶生物催化剂可以用于促 进植物生长和发育，提高 农作物的产量和品质。
饲料添加剂
酶生物催化剂可以作为饲 料添加剂，提高动物对饲 料的消化吸收率，促进动 物生长。
食品工业领域
食品加工
酶的作用机制主要涉及与底物的结合、活化能降低和反应速率的提高等方面，其 中关键的活性中心和催化基团在催化过程中起着至关重要的作用。
02
酶的生物合成与调控
酶生物合成的途径与调控机制
酶生物合成的途径
酶的生物合成主要通过细胞内的一系 列生化反应来完成，包括氨基酸的活 化、肽链的合成、翻译后修饰等步骤 。
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精品课件
20091013
生物催化剂--酶
Enzyme
什么是酶？ “科技探索”
1920年，德国科学家维尔斯塔特提出酶既不
是 蛋白质
也糖不类是
。
1926年，美国生化学家萨母纳发现脲酶是一
种 蛋白质
。
1930年，美国生化学家诺索普及同事证明胃蛋白
酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等结晶都 蛋白质
是
。
精品课件 影响示意图
在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性 逐渐增强；
达到最适pH时，酶的 活性最高；
超过最适pH时，随着 pH的继续升高，酶的 活性逐渐下降。
过酸、过碱会使酶的
空间结构遭到破坏，
使酶永久失活
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酶活性受pH 影响示意图
酶的催化作用容易受到外 界因素的影响
温度、pH、有机溶剂、重金属离 子、酶浓度、酶的激活剂和抑制 剂等
请同学们根据下面 给出的实验材料,分组 设计实验来分别探究酶 的活性受温度和pH影响
请每组同学用列 表的方式写出一份实验 步骤、预测结果
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pH影响酶的活性 温度影响酶的活性
实验材料:
实验材料:
2%的过氧化氢溶液, 2%的过氧化氢溶液,
经处理的pH为5，6，7， 新鲜肝脏提取液,冰块,
8的新鲜肝脏提取液, 开水，小滤纸片
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酶的应用
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加酶洗 衣粉
多种消 化酶
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抗菌 消炎
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活细胞产生的具有催化作用的 酶的本质 有机物，其中绝大多数酶是蛋
白质，少数酶是RNA。 高效性 酶的特性 专一性 作用条件温和
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练习：
加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
• 酶的催化作用具有___专__一__性_____
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专一性的实质:
酶的活性中心与底物分子在空 间结构上有特殊的匹配关系，只 有当酶活性中心能与底物结合时， 才可启动化学反应的发生。
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探究实验的一般步骤
• 提出问题 • 作出假设 • 设计实验 • 实施实验 • 得出结论 • 表达交流
小滤纸片（1cm2）, （1cm2），其他必要的
其他必要的实验器材 实验器材(如烧杯、滴
(如烧杯、滴管等)
管等)
提示:参考课本28页的技能卡来制作过氧化氢酶滤纸片
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温度对酶活性的影响
1
2
3
肝脏提取液 温度
制作滤纸片 实验
2ml
2ml
冰水中 37℃水浴
放置2min
2ml 100℃浴
分别用镊子夹起若干同样大小的滤纸 片浸在处理过的新鲜肝脏提取液中数 秒，取出被用。
20世纪80年RNA代以来，美精品国课件科学家切赫和奥特曼发
产生场所
酶是活细胞产生的一类
具有生物催化作用的有机物 ※ 。又称为生物催化剂。
化学本质 作用
※ 绝大多数精品课是件 蛋白
实验1
2滴肝脏研磨液
H2O2溶液2ml
2滴FeCl 溶液
1号试管精品课件
2号试管
质量分数为20%的新 质量分数为3.5%的氯化 鲜肝脏研磨液1滴 铁溶液1滴
分别向滤纸片上滴加H2O2溶液
实验现象 结论
几乎没有气泡 大量气泡
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没有气泡
在一定范围内，随着温度的升高，酶的活 性逐渐增强；
达到最适温度时，酶
的活性最高；
v/mmol
超过最适温度时，随
着温度的继续升高，
酶的活性逐渐下降。
0
最适温度
T
温度过高会使酶的空
间结构遭到破坏，使 酶活性受温度
酶永失活
奶渍和血渍？ （2）使用这种洗衣粉为什么要用温水？ （3）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
衣料？（ B D ）
A.化纤 B.纯毛 C.纯棉 D.真丝 （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 思考：能够水解酶的酶？
蛋精品白课件酶
谢谢大家！
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生物催化剂：过氧化 无机催化剂： 氢酶所含酶的相对数 Fe3+的相对数量：25万 量：1
酶的催化效率是大约是无机催化剂的 107——1013倍
酶的催化作用具有__高__效___性______
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酶是如何发挥作用的呢?
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EEnEnznzyzymymemee
活性区
酶的锁钥学精品说课件示意图