酶与酶促反应
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。
酶与酶促反应重点总结-最终版
某些酶可作为药物用于疾病的治疗 药物可通过抑制体内的某些酶来达到治疗目的
有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶 有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶
多种酶成为基因工具常用的工具酶
酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关 酶作为试剂用于临床检验和科学研究
与酶结合 作用
金属酶 金属激活酶 ①作为酶活性中心的组成部分参加催化反应，使底物与酶活性中心的 必需基团形成正确的空间排列，有利于酶促反应的发生。
②作为连接酶与底物的桥梁，形成三元复合物 ③可以中和电荷，减小静电斥力，有利于酶与底物的结合。 ④金属离子与酶的结合有利于稳定酶的空间构象。
酶的分子结构与功能
酶在医学中的应用
乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等 甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶 蛋白酶、核酸酶、脂肪酶、脲酶 变味酶、脱羧酶、醛缩酶、水化酶 变位酶、异构酶、消旋酶
①氧化还原酶类 ②转移酶类 ③水解酶类 ④裂合酶类 ⑤异构酶类 ⑥连接酶类
根据酶催化的反应类型
酶的分类与命名
②酶浓度 ③温度
底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系
温度对酶促反应速率的影响具有双重性 酶的最适温度不是酶的特征性常数
Km和Vmax常通过林-贝作图法（双倒数作图法）求取
④PH
PH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率 酶的最适PH不是酶的特征性常数
⑤抑制剂
抑制剂可降低酶促反应速率
定义
单酶按分子组成可分为
单纯酶
仅含有氨基酸组分
结合酶（缀合酶）
酶蛋白
辅酶
结合比较疏松
辅因子
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
酶浓度对酶促反应速度的影响曲线
酶浓度对酶促反应速度的影响曲线在生物化学领域，酶是一类具有高度专一性和高效催化作用的蛋白质，对于维持生命活动和代谢平衡起着至关重要的作用。
酶促反应是生物体内许多化学反应发生的关键驱动力之一，而酶浓度对酶促反应速度的影响是一个备受关注的重要课题。
在本文中，我们将探讨酶浓度对酶促反应速度的影响曲线，并尝试从多个角度解析这一复杂而重要的关系。
1. 酶促反应速度的基本概念在开始讨论酶浓度对酶促反应速度的影响之前，让我们先回顾一下酶促反应速度的基本概念。
酶促反应速度是指在单位时间内，酶催化下底物转化为产物的速率。
根据米氏动力学理论，酶促反应速度与底物浓度之间存在一定的关系，通常可以用米氏方程来描述。
米氏方程的一般形式为V = (Vmax* [S]) / (Km + [S])，其中Vmax为最大反应速率，[S]为底物浓度，Km为米氏常数。
这个方程揭示了酶促反应速度与底物浓度之间的非线性关系，而酶浓度也可以通过类似的方程来描述其与反应速率之间的关系。
2. 酶浓度对酶促反应速度的影响曲线根据米氏方程，可以推导出酶浓度对酶促反应速度的影响曲线。
一般来说，当酶浓度较低时，酶促反应速度随着酶浓度的增加而呈指数增长的趋势。
这是因为在低浓度下，底物与酶的结合位点尚未完全饱和，酶浓度的增加能够大大提高底物与酶分子之间的碰撞频率，从而促进反应速率的增加。
然而，当酶浓度持续增加到一定程度后，酶促反应速度将会趋于饱和，不再呈现出指数增长的趋势。
这是因为在高浓度下，底物与酶的结合位点已经大部分饱和，酶浓度的增加对反应速率的影响逐渐减弱，最终导致反应速率的饱和状态。
3. 个人观点和理解对于酶浓度对酶促反应速度的影响曲线，我个人认为其背后蕴含着许多深刻而值得探讨的生物化学规律。
这一曲线展现了酶促反应速度与酶浓度之间的复杂非线性关系，这为我们理解生物体内代谢调节和适应能力提供了重要线索。
通过对这一曲线的深入研究，我们可以揭示酶活性受调控的机制和规律，为开发新型酶制剂和药物提供理论指导。
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
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神木职教中心17届理科2班生物高效课堂导学案
班级：___ ___组别：___ ___姓名：______ _____ 本节课题酶与酶促反应
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）
教学重点依据实验现象分析得出实验结论
预习案——课前自主学习
（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）：（2）：（3）：
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
探究案——课中合作探究
探究点：
表4-1-1是关于酶的特性的一组实验，请据表分析回答：
在上述实验中，试管内容物变成蓝色的是（）
A．1，2，3 B．2，3，4 C．3，4，5 D．2，4，5
（2）通过上述实验中的1号和2号试管比较，说明的问题是。
（3）通过上述实验中的1号和4号试管比较，说明的问题是。
（4）通过上述实验中的1号和5号试管比较，说明的问题是。
训练案——课后巩固练习
1.对细胞的各项生命活动有重要作用的酶主要产生于（）
A. 细胞核内
B. 细胞质基质中
C. 线粒体和叶绿体内
D. 核糖体
2. 在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为（）
A. 酶的催化效率具有高效性
B. 酶的催化作用具有多样性
C. 酶的催化作用具有特异性
D. 酶的空间结构具有稳定性
3. 下述有关酶的叙述中，不正确的是（）
A. 酶是活细胞产生的催化剂
B. 多数酶是蛋白质
C. 酶在催化过程中数量逐渐减少
D. 酶的催化作用需要适宜的pH和温度条件
4. 进入冬眠的动物体，代谢速率极为缓慢，最根本的原因是（）
A. 体内酶活性降低
B. 气温低
C. 进食少
D. 消耗能量少
5. 催化脂肪酶水解的酶是（）
A. 肽酶
B. 蛋白酶
C. 脂肪酶
D. 淀粉酶
6. 某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的探究对下列说法，你认为不正确的是（）
A．该实验的原理是酶的高效性B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉
C．水质、水量、适宜pH等属于无关变量D．因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果
7．通常胃液的pH约为1.4左右，在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10降到1的过程中胃蛋白酶的活性将（）
A．不断上升B．没有变化
C．先升后降D．先降后升
13．活细胞内合成酶的原料是：( )
A．脂肪酸 B．核苷酸
C．氨基酸 D．氨基酸或核苷酸
8．图4-1-3是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程。
请回答下列问题：
（1）图中代表酶的是，做出判断的依据是。
（2）从图1和2可以反映出酶具有性，做出判断的依据是。
（3）如果D代表蔗糖，那么E、F则是和。