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《微生物的酶》PPT课件
牛胰核糖核酸酶 的活性中心
四、酶的分类与命名
• (一）酶的分类 • 1、国际系统分类法及酶的编号 • 按酶所催化的化学反应类型，把酶化分为6类，即 • 1、水解酶类：是催化大分子有机物水解成小分子的酶。 • 2、氧化还原酶类：是催化氧化还原反应的酶。 • 3、转移酶类：是催化底物因团转移到另一有机物上的酶。 • 4、异构酶类：催化同分异构分子内的基团重新排列。 • 5、裂解酶类：催化有机物裂解分小分子有机物。 • 6、合成酶类：催化底物的合成反应。
• 其原因是：
• ①高浓度的底物降低了水的有效浓度，降低了分 子扩散性，从而降低了酶促反应速度。
• ②过量的底物与激化剂结构，降低了激活剂的有 效浓度，也会降低酶促反应速度。
• ③过量的底物聚集在酶分子上，生成无活性的中 间产物，不能释放出酶分子，从而也会降低反应 速度。
1．酶浓度对酶促反应的影响
一、酶的组成
• 但是在少数情况下，有一些辅助因子是以共价键和酶蛋白 较牢固的结合在一起的，不易透析除去，这种辅助因子称 为辅基。例如，细胞色素氧化酶与铁卟啉辅基结合较牢固， 辅基铁卟啉不易除去。所以，辅基与辅酶的区别只在于它 们与酶蛋白结合的牢固程度不同，并无严格的界限。
一、酶的组成
• 辅酶及辅基一般在酶促反应中起携带及转移电子、原子或 功能基中间体的作用，因此有的辅酶或辅基也叫做底物载 体。
反应的活化能 • 2 酶具有高度专一性 • 酶对底物及催化的反应有严格的选择性（专一性），一种
酶仅能作用于一种物质或一类结构相似的物质，发生一定 的化学反应，这种对底物的选择性称为酶的专一性。如蛋 白酶只能水解蛋白质、脂肪酶只能水解脂肪、而淀粉酶只 能作用于淀粉。 • 3 反应条件温和 • 酶催化的反应是在常温、常压和近中性的溶液条件下进行。 酶本身是蛋白质，故强酸、强碱、高温、高压、紫外线、 重金属盐等一切导致蛋白质不可逆变性的因素，都能使酶 受到破坏而丧失其催化活性。
酶的作用和本质课件ppt.ppt
想一想
化学课上学过的过氧化氢可以在什 么条件下分解？
皮肤不小心出现伤口时，用双氧 水（H2O2）消毒时在伤口处会产生 大量气泡是为什么呢？
实验探究
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2H2O2
Fe3+ H2O2酶 2H2O + O2
1、常温下反应
加入试管直接观察
2、加热
水浴加热
3、Fe3+做催化剂 滴加FeCl3溶液 4、过氧化氢酶 土豆匀浆
怎样比较不同条件下的分解速率？ 观察气泡的多少； 卫生香复燃的程度；
步骤
1
试管编号
2
3
4
H2O2浓度
一 剂量
反应 二 条件
剂量
3% 3%
3%
2mL 常温
2mL 2mL
90℃
FeCl3 溶液
2滴
3%
2mL 肝脏研
磨液
2滴
无 少量 较多 大量 三 结果
不复燃 不复燃 复燃 剧烈燃烧
结果讨论
1、常温下1号试管无气泡，加热 下2号试管出现少量气泡，这一现 象说明什么？ 加热能促进过氧化氢分解
2、在细胞内的化学反应,能通过 加热来提高反应速率吗? 不能，温度过高会使生物死亡
结果讨论
3、3号和4号试管未经加热， 但也有大量的气泡产生，这说 明什么？
Fe3+和过氧化氢酶都能加快 过氧化氢分解,起支 试管中的反应速率快？这说明 什么？ 4号；
过氧化氢酶比Fe3+的催化效 率高的多
2、3号4号两支试管的唯一区别是催化剂不 同，如果两试管的温度也不同，能不能说 酶的催化效率高于无机催化剂？
对照原则：对照组、实验组
原则：
单一变量原则： 除自变量外其他条件完全相同
化学课上学过的过氧化氢可以在什 么条件下分解？
皮肤不小心出现伤口时，用双氧 水（H2O2）消毒时在伤口处会产生 大量气泡是为什么呢？
实验探究
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2H2O2
Fe3+ H2O2酶 2H2O + O2
1、常温下反应
加入试管直接观察
2、加热
水浴加热
3、Fe3+做催化剂 滴加FeCl3溶液 4、过氧化氢酶 土豆匀浆
怎样比较不同条件下的分解速率？ 观察气泡的多少； 卫生香复燃的程度；
步骤
1
试管编号
2
3
4
H2O2浓度
一 剂量
反应 二 条件
剂量
3% 3%
3%
2mL 常温
2mL 2mL
90℃
FeCl3 溶液
2滴
3%
2mL 肝脏研
磨液
2滴
无 少量 较多 大量 三 结果
不复燃 不复燃 复燃 剧烈燃烧
结果讨论
1、常温下1号试管无气泡，加热 下2号试管出现少量气泡，这一现 象说明什么？ 加热能促进过氧化氢分解
2、在细胞内的化学反应,能通过 加热来提高反应速率吗? 不能，温度过高会使生物死亡
结果讨论
3、3号和4号试管未经加热， 但也有大量的气泡产生，这说 明什么？
Fe3+和过氧化氢酶都能加快 过氧化氢分解,起支 试管中的反应速率快？这说明 什么？ 4号；
过氧化氢酶比Fe3+的催化效 率高的多
2、3号4号两支试管的唯一区别是催化剂不 同，如果两试管的温度也不同，能不能说 酶的催化效率高于无机催化剂？
对照原则：对照组、实验组
原则：
单一变量原则： 除自变量外其他条件完全相同
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。
---酶----生物化学ppt课件
四氢叶酸。
H
N NH
H2N
H
N
N
CH2 NH H
OH H
COOH
CH2
O
CH2
C NH CH COOH
四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。
维生素B12和B12辅酶 维生素B12又称为钴胺素。维生素B12分子中与
Co+相连的CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成 维生素B12辅酶。 维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。
立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只对其中的某一种 构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。
易变敏感性：易受各种因素的影响，在活细胞内受到精密严格的调节控制。
二、酶的化学本质及结构功能特点
1.发展史
(1)酶是蛋白质: 1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观
(2) 转移酶 Transferase
转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的 基团或原子转移到另一个底物的分子上。 例如， 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH
NH2
O
CH3CCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
O
NH2
3) 水解酶 Hydrolase
2.酶的组成
单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸
（简单蛋白质）
酶等。
酶
酶蛋白
（apoenzyme）
双成份酶
辅酶
（结合蛋白质） 辅因子 （coenzyme)
H
N NH
H2N
H
N
N
CH2 NH H
OH H
COOH
CH2
O
CH2
C NH CH COOH
四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。
维生素B12和B12辅酶 维生素B12又称为钴胺素。维生素B12分子中与
Co+相连的CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成 维生素B12辅酶。 维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。
立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只对其中的某一种 构型起作用，而不催化其他异构体。包括旋光异构专一性和几何异构专一性。
易变敏感性：易受各种因素的影响，在活细胞内受到精密严格的调节控制。
二、酶的化学本质及结构功能特点
1.发展史
(1)酶是蛋白质: 1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观
(2) 转移酶 Transferase
转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的 基团或原子转移到另一个底物的分子上。 例如， 谷丙转氨酶催化的氨基转移反应。
CH3CHCOOH HOOCCH2CH2CCOOH
NH2
O
CH3CCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
O
NH2
3) 水解酶 Hydrolase
2.酶的组成
单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸
（简单蛋白质）
酶等。
酶
酶蛋白
（apoenzyme）
双成份酶
辅酶
（结合蛋白质） 辅因子 （coenzyme)
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
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2.酶催化作用的机理：降低化学反应的活化能。
2.酶的催化机理
酶促反应：受酶催化的化学反应。 底 物： 受酶催化而发生化学反应的分子。
1948年，德国有机化学家Fisher提出锁钥学说
下图是人体内某个化学反应的示意图。
图中的哪个英文字母代表酶？ A
酶——生物催化剂
酶有什么独特的特点呢？ 酶的专一性
酶
与体外的燃烧相比，想一想在常温、 常压下，体内的燃烧为什么能够顺利 而快速地进行呢？
酶
一、酶的发现
18世纪之前，人们一直认为鸟类的胃只能磨碎 食物，不能分解食物中的有机物。
1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙 的实验：将肉块放入金属笼内,然后让鹰把小笼子吞 下去.过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的 肉块消失了。
从这个实验中能得出什么结论？
胃具有化学性消化的作用
一、酶的发现
1. 1773年意大利斯帕兰札尼实验，其巧妙之处在哪里？这个实 验说明了什么？ 巧妙之处：把肉放在小笼内，避免发生物理
消化；本实验说明胃中发生化学性消化。
2、1857年，法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察，提 出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参 与，糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希却坚持 认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，与酵母菌的活 动无关。两种观点争论不下。
酶的化学本质是蛋白质。
4、20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现 少数RNA也具有催化作用.
极少数酶的化的一类具有生物催化作用
的有机物。
产生及作用部位: 活细胞产生
作用于细胞内，细胞外，或者体外
生理作用: 生物催化作用 化学本质: 有机物 大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。
还原糖能够与本尼迪特试剂发生反应，生成红黄色沉淀。
实验步骤： 结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解， 蔗糖酶只能催化蔗糖水解。 酶的专一性:每一种酶只能催化一种化合物或一类化 合物的化学反应。
展开想象的翅膀
雕牌加酶洗衣粉包装袋上 印有以下资料: ➢成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%. ➢用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的
实验记录表格
试管 H2O2溶液
1号 3mL
2号 3mL
鸡肝匀浆 少许
MnO2
少许
带火星的卫 生香检测
实验结果
•设计好实验步骤和记录表格,再进行实验操作是 一个良好的习惯,有利于统筹安排实验.
三、酶的特性
实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，二氧化锰是一种无机 催化剂，都可以催化H2O2分解成H2O和O2。
方法步骤：
鸡肝脏匀浆少许
过
1
1
氧
化 氢
二氧化锰少许
溶
液
2
2
1酶.该具实有验高能效得出性什么结论？
2.该实验中为什么选用两支试管？如果只 用试管1能实否验证设明计酶原具则有：高①效对性照？原则 3.两支试管的唯一区别是催化剂不同，如果两 试管的温度也不同，对实验结果有影响吗？
③等量原②则单一变量原则
酶——生物催化剂
H2O2
过氧化氢酶
MnO2
H2O+O2
提出问题：酶作为生 物催化剂，与无机催 化剂相比，哪个效率
更高？如何证明
实验目的：比较过氧化氢酶与MnO2催化效率 取材：鸡肝匀浆或马铃薯匀浆
实验设计的一般方法：控制变量法 实验中可以变化的因素称为变量。 •自变量：其中人为改变的，实验控制的变量。 •因变量：随着自变量改变而变化的变量。 •无关变量：除自变量以外的还可能会存在的 一些可变因素，对实验结果造成影响的。
本尼迪特试剂是斐林溶液的改良试剂，它 与醛或醛（酮）糖反应也生成Cu2O砖红 色沉淀。它是由硫酸铜、柠檬酸钠和无水 碳酸钠配置成的蓝色溶液，可以存放备用，
避免斐林溶液必须现配现用的缺点。
[实验二] 比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用 实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化 作用下都能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。
对照实验：除一个因素（自变量）以外， 其余（无关变量）都保持一致且适宜的实验。
实验一：比较过氧化氢酶与MnO2催化效率
（1）自变量：催化剂的种类
（2）因变量：催化效率的高低
•检测方法：•点燃但无明火的卫生香复燃程 度，火焰大小 •气泡产生的速度、多少
（3）无关变量： 要求相同且适宜
过氧化氢溶液的体积、浓度、配制的时间， 试管大小，温度，PH等。
水内一段时间,使用温水效果最佳.切勿用60℃ 以上的热水.注意,切勿用于丝质及羊毛衣料; 用后须彻底清洗双手.
➢根据以上内容,你能推测酶的催化作用可 能有哪些特性及影响因素?
酶的特性
③作用条件较温和。受温度和pH值影响
低温：抑制 高温：失活
过酸：失活 过碱：失活
高温、低温、过酸和过碱对酶活性 的影响其本质相同吗？
不同，过酸、过碱或温度过高，会使 酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温使酶活性明显下降，但在适宜温度 下其活性可以恢复。
思考：每种酶的最适温度、最适PH值
是不是 一样？
•有一种酶催化反应P＋Q→R。右图中实线表示在没有 酶时此反应的进程。在t1时，将催化此反应的酶加于反
应混合物中。图中表示此反应进行过程的曲线是( C )。
1897年，德国的毕希纳把酵母细胞放在石英砂中用力 研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞 的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后就冒 出气泡。糖液居然变成了酒。这个实验说明了什么？
说明酒精发酵是酵母中的某种物质， 而不是酵母细胞本身。
3. 20世纪30年代,科学家们相继提取多种酶的蛋白质 结晶(如:脲酶，美国科学家萨母纳从刀豆种子中提取 出来的),这一事实说明了什么?
（［P］、［Q］、［R］分别代表P、Q、R的浓度）。 A. 曲线A B. 曲线B C. 曲线C D. 曲线D
酶 VS 无机催化剂
少许二氧化锰
实验二：探究酶的专一性
实验目的:
比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
比较蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用 材料用具:
稀释200倍的新鲜唾液,质量分数为2%的蔗糖溶 液,溶于质量分数为0.3%NaCl溶液中的淀粉溶液 (其中淀粉含量为1%),本尼迪特试剂，蔗糖酶溶 液，试管，试管架
思考：分别找出自变量、因变量、无关变量，并 根据材料用具思考如何设计实验？