酶在代谢中的作用
《酶在代谢中的作用》课件3(13张PPT)(中图版必修1)
酶的发现：
1783年,意大利 科学家斯巴兰札 尼 用“金属笼肉 块”实验推断胃 液中一定含有消 化肉块的物质。
1836年,德国科学家施旺提取胃液中消 化蛋白质的物质----胃蛋白酶.
1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种 子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种 蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取 出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类 具有生物催化作用的蛋白质.
因变量
结论
过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
课堂小结
细胞代谢 设计实验的原则：单一变量原则 设置对照实验原则
？酶的本质
1.下列有关酶的叙述错误的是 A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B.少数的酶是RNA C.每种酶都具有高效性，专一性 D.酶都具有消化功能
2.人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时 A.消化道内食物尚未消化 B.发烧使胃肠蠕动减弱 C.体内的食物残渣排出受阻 D.高烧使酶的活性减弱
3. 20世纪30年代以来。科学家相继提取出多种酶
的蛋白质结晶，这一事实说明酶的本质是什么？
答： 这些事实说明酶具有生物催化作用的蛋白质。
4. 20世纪80年代，科学家念又扩展成什么？
答： 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物
5．酶从具有催化作用的蛋白质，发展到有催化作 用的有机物，导致酶概念发展的因素是什么？
对照实验 对照组 试管编实号验组
步骤
1
2
3
4
说明
一 H2O2 浓度 3% 剂量 2ml
3% 3%
2ml 2ml
3% 无关变量
2ml
二 反应条件
肝脏研
常温 90℃ FeCl3 磨液 自变量
剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
酶催化的化学反应在细胞代谢中的调控作用
酶催化的化学反应在细胞代谢中的调控作用细胞是生命的基本单位，细胞代谢是细胞能够生存和繁殖的必要过程。
细胞代谢过程中需要大量的化学反应来产生能量和合成物质，其中酶的催化反应起到至关重要的作用。
酶是生物中一类特殊的蛋白质，其所能催化的化学反应种类繁多，且在细胞代谢中起到了调控作用。
酶催化的化学反应是生命的基础酶催化化学反应与非酶催化反应不同，酶可以在细胞内将体系中的反应物转化为产物，而不破坏任何蛋白质或其他组分的活性。
酶催化反应具有诸多特点，如快速、高效和可控等，这些都使得酶催化反应在细胞代谢中扮演着重要的角色。
作为生命基础的酶催化反应广泛涉及代谢通路、能量转换和合成物质的生产。
代谢通路中酶催化反应主要参与了能量代谢、蛋白质合成和核酸代谢等。
能量转换涉及了ATP、NADH和FADH等分子，其能够通过酶催化反应进行能量的转移和保存。
此外，还有许多从原料合成出来的分子，如氨基酸、脂肪酸、核酸和糖类等，这些都是生命机体不可或缺的合成分子。
酶催化反应在细胞代谢中的调控作用酶催化反应在细胞代谢中不仅发挥了其所特有的催化作用，还具有调控作用。
酶催化反应的速率和效率取决于其质量和数量的变化，同时还受到环境因素和其他蛋白质的调控。
酶催化反应的调控在细胞代谢中起到了至关重要的作用，维持了细胞代谢的平衡。
比如，磷酸二酯酶是一个调节蛋白，其可以调节AMP、ADP和ATP之间的水平。
同时，细胞内还有多种调节酶的机制，如翻译后修饰和蛋白质的调控等。
此外，组成细胞膜的磷脂类分子对酶催化反应也具有调节作用，可将酶分离在膜内或膜外。
酶催化反应在细胞代谢中的失调酶催化反应的失调会导致细胞代谢的混乱。
在这种情况下，酶的催化效率降低或反应速率变慢。
这种失调可能由于多种原因，如遗传变异、疾病、环境压力和缺乏营养素等。
一些代谢性疾病是由酶的缺失或蛋白质构象异常所引起。
例如，酰CoA脱氢酶缺乏可以导致结肠多份（colonelackingpolyethylene），糖尿病则可能导致胰岛素抵抗。
酶及其在药物代谢中的作用机制
酶及其在药物代谢中的作用机制酶是一种生物催化剂，能够加速特定生化反应的发生速率。
在药物代谢中，酶在维持人体内药物的浓度平衡、促进药物吸收、分解和排泄等过程中发挥着重要作用。
本文将系统介绍酶的概念及其在药物代谢中的作用机制。
一、酶的概念酶是一种大分子蛋白质，由氨基酸残基组成，可在特定条件下催化化学反应的发生。
一个酶沟通的化学反应叫作酶催化反应，可使化学反应发生速率加快配合万倍或更多。
二、酶在生理过程中的作用1、促进化学反应酶在人类体内起到加速化学反应的作用，例如:消化食物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪。
此外，一些酶也参与到重金属离子和有机物的生物分解和生物合成等重要生理过程中。
2、激活代谢人体内的许多化学反应需要酶的介入才能发生。
许多基本的化学反应如代谢中的葡萄糖呼吸、脂肪合成、核酸合成、蛋白质生产等在没有酶的存在下是非常缓慢的。
酶可以在细胞中调节反应速度，从而维持代谢的平衡。
三、酶在药物代谢中的作用机制药物的代谢过程在人体中很复杂，与多种酶的介入有关。
药物代谢通常可以分成两个阶段：第一阶段是化学反应的氧化、还原或加水，使药物发生改变；第二阶段是葡糖苷酸转移、乙酰化、甲基化等有机酸反应，使药物被标记并被分解和排除体外。
1、酶在药物生物转化中的作用药物在体内的代谢可以发生在肝、肠道、肾、肺、脑等组织中。
酶在药物生物转化中起到至关重要的作用，表现为对于药物分子中所含的特定化合物的结构的高选择性或特异性。
2、酶对药物代谢的影响应用酶的生物学知识可以预测药物在体内代谢的变化及在体内的药物浓度。
酶在药物代谢中的作用机制是复杂的，药物代谢过程的干扰因素还包括天然毒素、污染物等。
四、结论酶在人体内，特别是药物代谢中起到了至关重要的作用，药物经验用酶代谢后被分解和排泄体外，这对于维持人体内药物的浓度平衡有着非常重要的作用。
因此，研究药物代谢过程中酶在其中的作用机制，对于临床医学以及药物工业等领域都具有重要的意义。
酶在细胞代谢中的机理
酶在细胞代谢中的机理
酶在细胞代谢中起着至关重要的作用。
它们是一种特殊的蛋白质，能够加速生物化学反应的速率。
酶的作用机理主要包括以下几点：
1.降低活化能：酶通过改变反应物的构象，使其更容易发生化学反应。
这样一来，反应所需的能量降低，从而加速了反应速率。
2.提高反应选择性：酶对特定反应物具有高度的选择性，这意味着它们可以促使反应在特定的条件下进行，从而提高反应的选择性。
3.酶的活性调节：酶的活性受多种因素影响，如温度、pH值、离子强度等。
这些因素可以影响酶的构象和功能，进而影响细胞代谢的速率。
4.酶的合成与降解：酶的合成和降解受基因调控。
在细胞代谢过程中，酶的合成和降解可以调节酶的浓度，从而调节细胞代谢的速率。
5.酶的相互作用：在细胞代谢过程中，酶之间存在相互关联和调控。
一些酶可以作为其他酶的底物或辅因子，从而影响细胞代谢的途径和速率。
总之，酶在细胞代谢中的机理涉及降低活化能、提高反应选择性、活性调节、合成与降解以及相互作用等方面。
这些机理共同保证了细胞代谢的高效和有序进行。
酶在细胞代谢中的作用
酶在细胞代谢中的作用
酶在细胞代谢中的作用：主要是调节作用。
酶这种物质是由活细胞产生的,是一种蛋白成分,在人体内起着重要的作用,当人体出现各种酶的存在时,才能使身体的各种反应正常运行。
人体和哺乳动物体内有很多的酶,在细胞的代谢过程中起到最大的作用,可以降低酶的活性,达到调节作用和提供物质以及能量等效果,维持生命的能量,因此对人体有着很重要的意义。
由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下可以高效进行，可以使生物消化食物，吸收营养，并且维持内脏功能，比如，消炎排毒、新陈代谢、提高免疫力、产生能量、促进血液循环等。
人体内含有诸多种酶，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。
酶有什么作用
酶有什么作用酶是生物体内一种特殊的蛋白质，起着催化化学反应的作用。
以下将简要介绍酶的作用。
1. 酶参与代谢反应：代谢是生物体内发生的一系列化学反应，酶可以催化这些反应的进行。
例如，消化系统中的酶可以将食物中的大分子（如蛋白质、碳水化合物和脂肪）分解成小分子，以便生物体能够吸收和利用。
另外，酶还参与能量代谢，例如催化葡萄糖分子在细胞内进行糖酵解产生能量。
2. 酶参与信号转导：信号转导是生物体内一种重要的细胞通讯机制，酶在其中起着关键的作用。
例如，激酶酶可以催化磷酸化反应，将磷酸基团添加到靶蛋白上，从而改变其活性和功能。
这样的反应可以调节细胞内各种生物过程，如细胞增殖、细胞分化和细胞死亡等。
3. 酶参与免疫反应：酶在免疫反应中发挥着重要的作用。
免疫酶可以催化抗体和抗原结合，从而触发免疫响应。
另外，酶还可以修饰抗体的结构，增加其活性和亲和力，从而增强对抗原的识别和结合能力。
4. 酶参与药物代谢：药物在体内的代谢过程中，往往需要酶的参与。
酶可以将药物分解、激活或解毒，从而影响其药效和毒性。
临床上，常常使用酶制剂来加速药物代谢，提高疗效或减少毒性。
5. 酶参与DNA复制和修复：DNA是生物体内的遗传物质，酶在其中起着重要的作用。
例如，DNA聚合酶可以催化DNA复制过程中的链合成反应，保证新生DNA与模板DNA的一致性。
另外，DNA修复酶可以修复DNA分子上的损伤，维护基因组的完整性。
总之，酶在生物体内起着举足轻重的作用。
它们催化化学反应，参与代谢、信号转导、免疫反应、药物代谢以及DNA复制和修复等生物过程，维持生物体的正常功能。
因此，研究和利用酶的性质和功能，具有重要的理论和应用价值。
酶在代谢过程中的作用及分子机制研究
酶在代谢过程中的作用及分子机制研究酶是一种在生物代谢过程中发挥极为重要作用的蛋白质，其分子机制的研究一直是生物学和药物学等领域中的热点问题之一。
在本文中，我们将简单介绍酶在代谢过程中的作用以及目前学术界对其分子机制的研究进展。
一、酶在代谢过程中的作用酶是一种特殊的蛋白质，其在生物代谢过程中发挥着催化作用。
具体来说，酶可以使化学反应的速率显著提高，从而促进生物体内的代谢过程。
在人体内，酶参与了很多对生命极为重要的生化过程，包括消化、免疫、呼吸、能量合成等等。
例如，消化酶可以帮助肠道分解食物中的蛋白质、碳水化合物和脂肪等营养物质，从而为身体提供能量和营养。
另外，还有无数的代谢酶也扮演着不可替代的角色，将有害的代谢产物转化为无害的化合物，从而保护生命健康。
二、酶的分子机制研究随着生物学和化学研究的进展，人们对酶的分子机制也有了更深入的认识。
在此过程中，X-射线晶体学成为了一项重要的工具，被广泛用于研究酶的结构和催化机制。
根据这类研究，人们发现酶并不像普通的蛋白质那样单纯地通过氢键、离子键和范德华力等相互作用来保持稳定的三维构型。
相反，酶一般具备一个或多个反应基团，其与底物相互作用，形成一种内部孔道或者袋状结构。
底物分子在酶的内部孔道中被俘获，与酶的反应基团发生催化反应。
在此过程中，酶的催化本质是通过底物的结构变化来促进反应的进行。
例如，氨基酸酶可以通过将基质分子的羧基与氨基结合在一起，从而加速氨酸合成反应的进行。
乳酸脱氢酶则可以通过降低丙酮酸的电子亲和力，促进NADH还原的反应。
此外，近年来，人们对酶催化过程中的量子效应等问题进行了更深入的研究。
量子效应是指在某些情况下，粒子的运动会表现出量子波动特性。
在生物体内，酶催化过程涉及到的一些活体分子的运动也会表现出类似的量子波动现象。
例如，水分子的运动可能会产生量子现象，从而影响酶催化过程的速率和效率。
这类研究对于深入理解生物酶催化机制的本质和探索高效催化材料具有重要意义。
酶在代谢中的作用
※ 2. 酶具有专一性
思考： 口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞
进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?
※ 2. 酶具有专一性
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用
原理：淀粉能在淀粉酶的作用下水解成麦 芽糖（还原糖），还原糖能够与班氏试剂
发生反应，生成砖红色沉淀 。
※ 2. 酶具有专一性
方法步骤：
序号
项目
1
注入可溶性淀粉溶液
2
注入蔗糖溶液
3
注入新鲜淀粉酶溶液
４
结果现象
试管
1
2
2mL
/
/
2mL
2mL 2mL
砖红色 无
结论：上酶述A实与验底说物明，B专淀一粉酶性只结能合催化，淀催粉化水反解，应对 的蔗糖发则生不，起催产化生作了了用酶产。的确物专切C地和一说D性，。。每这一个种模酶只型能揭催示化
一种或一类底物的反应。
四、影响酶活性的因素 酶的活性受温度的影响
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。
※过酸、过碱或高温 低温
酶永久失活 酶活性降低
小结：
1.酶的概念（来源、功能、化学本质） 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物， 其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
一、酶的概念:
来源
功能
酶是活细胞产生的具有催化作用的生物大分 子，其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
化学本质 (各种消化酶都是蛋白质)
氨基 ※组成酶的基本单位是＿＿酸＿＿ 和
核＿糖＿核＿苷＿酸。
活细胞内，酶合成的主要场所是核＿糖＿体＿ ＿。
蛋白酶在代谢和疾病中的作用
蛋白酶在代谢和疾病中的作用蛋白酶是一类催化水解蛋白质的酶，广泛存在于生命体内，对维持生命体内代谢平衡和正常生理功能发挥着重要作用。
在代谢过程中，蛋白酶参与蛋白质合成、降解、修饰等过程，并调节生物体内生物大分子的水平。
同时，许多疾病也与蛋白酶水平异常有关，因此，对蛋白酶在生理和病理中的作用进行研究，具有重要的科学意义和应用前景。
一、蛋白酶在代谢中的作用1. 参与蛋白质合成蛋白酶参与蛋白质合成的几个环节，包括：tRNA合成后的氨基酸激活、氨基酸翻译、肽链扩展和终止等。
在这些过程中，蛋白酶可以调节蛋白质合成的速率和准确性，保证蛋白质合成的顺利进行。
2. 参与蛋白质降解生物体内的蛋白质会不断发生降解并重新合成。
这个过程中，蛋白酶是一个重要的调节因子。
蛋白酶能够识别特定的肽键水解蛋白质，并参与蛋白质的降解，维持生物体内蛋白质代谢的平衡。
3. 参与蛋白质修饰和信号转导蛋白酶参与蛋白质修饰的过程，如降解、剪切、修饰等，可以改变蛋白质的生物功能，影响细胞生长、分裂、分化和凋亡等过程，同时还能调节细胞内的信号转导，并影响生理过程的发生与发展。
二、蛋白酶与疾病的关系1. 肿瘤发生与发展蛋白酶在肿瘤的生成和发展中起到至关重要的作用。
一方面，蛋白酶参与肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移；另一方面，蛋白酶也参与肿瘤的抑制，通过调节细胞的分化、凋亡和增殖等进行作用。
2. 炎症反应和免疫系统疾病蛋白酶不仅参与炎症反应过程，也参与免疫系统疾病的发生和发展。
在炎症反应中，蛋白酶参与炎性介质的合成，增强炎症反应的作用；在免疫系统疾病中，蛋白酶参与免疫细胞的活化，维持免疫系统正常的功能，调节免疫系统的平衡。
3. 神经系统疾病蛋白酶也参与神经系统疾病的发生和发展。
在神经元的生长、分化过程中，蛋白酶参与神经元的发育。
而在神经系统疾病中，蛋白酶则参与神经的神经元病理过程，如肌萎缩侧索硬化、阿尔茨海默病等。
三、蛋白酶在生命科学中的应用1. 药物研发蛋白酶在药物研发中有着广泛应用。
酶在代谢中的作用PPT课件
• NADPH除了是携带一定能量的物质外， 还具有什么性质？ NADPH是强还原剂。
• NADPH用来还原什么？
光反应总结
• 场所：叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜
• 条件： 光、色素、酶
• 过程：
用于暗反应
水的光解：
2H2O
光 色素
O2+4H++4e-
酶
NADPH的形成： NADP++2e+H+
最适温度
t/℃
酶活性受温度影响示意图
2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入
一容器内，调整PH至2.0，保存于37℃的水浴锅内，过一段时间后，
容器内剩余的物质是：
A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 ；
B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水；
C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水；D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、
加入不同催化剂 2滴肝脏研磨液 2滴氯化铁溶液
产生气泡
多少
观 察
卫生香燃 烧
多 猛烈
少 几乎无变化
冒泡时间
短
长
结论
过氧化氢酶的催化效率远远高于 Fe3+
拓展与应用
1、分析人体发高热时，为什么感到浑身不舒服？
人体内酶的活性减缓，新陈代谢速度减慢，导致人的各项生理功能水平降低。 υ/mmol．s-1
0
底部的叶片最先浮起的是 ( )C
2、光合作用的过程包括光反应和碳反应．光反应
能够为碳反应提供的物质是（ ）
A．[H]和ATP
A
B．C5化合物 C．H2O和O2 D．O2和C3化合物
3.下 图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
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酶的概念及作用
酶 影响酶活性的因素
酶的专一性和高效性 一、酶的概念及作用
1.产生场所：活细胞 2.生理功能：催化 降低化学反应所需要的活化能。
3.化学本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA
二、影响酶活性的因素
酶的作用条件比较温和。
温 度
① 最适温度处酶活性最高。 ② 温度偏高或偏低，酶活性 降低 ③ 低温不会使酶失活，只会 使酶活性降低，低温利于 酶的保存。 ④ 温度过高，酶会失活。
2.分别用低温，过高温度处理过的酶，再将 其置于适宜温度条件下，酶的活性会不会 都能得到恢复？
提示：低温→适宜温度，酶活性恢复；过高温 度→适宜温度，酶活性不会恢复。
3．生物体内的酶能在体外发挥作用吗？
能
活细胞内产生，体内和体外都能发挥 作用
4.当唾液淀粉酶溶液的pH值从1变化？
(3)活动程序及现象
高效性 (4)实验结论：酶具有_____________ 。
2.专一性
一种或一类底物 的反应， 一种酶只能催化 _________________ 专一性 说明酶还具有____________ 的特点。例如，唾
液淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化纤维素
水解。
原因分析：淀 粉酶能分解淀 粉，产生葡萄 糖。蔗糖酶不 能分解淀粉。
酶失活：酶的空间结构遭到破坏。
PH
① 最适PH处酶活性最高。 ② PH偏高或偏低，酶活性 降低 ③ PH过高或过低，酶会失 活。
酶的种类不同，最适温度和最适PH也不同。
练习：探究影响酶活性的因素
（2 ）分析图 A 、 B 曲线可知：过酸、过碱、高温都 (1) 分析图A 、 B 可知，在最适宜的温度和 pH 最高 酶的活性降低 会使酶失去活性，而低温只是使 条件下，酶的活性 。温度和 pH偏高 。 （ 3）分析图C中的曲线，反应溶液中 pH 的变化是否会影响 酶的空间结构 都会明显降低 不会 遭到破坏，而后者并未 酶作用的最适温度呢？ 前者都会使 或偏低，酶活性 。 (“会”或“不会”)。 破坏酶的分子结构和空间结构。
不变，因为酶已经失活。
三、酶的高效性和专一性
1.高效性
探究活动：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率。 3＋ ) 普通催化剂 (Fe (1) 目的要求：比较酶与 __________________ 的催 化效率。 (2)实验原理：新鲜的肝脏研磨液含有 过氧化氢酶 ， Fe3 ＋ 是 一 种 无 机 催 化 剂 ， 它 们 都 可 以 催 化 过氧化氢 ____________ 分解成水和氧气。
水浴加热
酶具有专一性。
小结
1.酶的概念及作用； 2.影响酶活性的因素，温度和PH； 3.酶的高效性和专一性。