备课素材：酶的拓展-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

酶的拓展 2019版高中生物学介绍了酶的发现、作用及特点： 第1节 降低化学反应活化能的酶 ⊙问题探对 1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L Spallanzani, 17291799)做了一个巧坊的实验：将肉块放入小巧的 金属笼内，然后社鹰把小笔子吞下去。过一段时间后， 他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。 讨论 1.为什么要将肉块放在金属笼内？ 2.是什么物质使肉块消失了？ 斯帕兰札尼在研究害的 3.怎样才能证明你的推测？ 消化件用 。细胞的生命活动离不开能量的供应和利用。细胞的能量获取和利用要经历 复杂的物质变化，这些变化是在温和的条件下有序地进行的。这就离不开生物催 化剂一酶。同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。绝大多数酶 是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、PH等条件有严格的 要求。 那么，酶是怎样分类和命名的？酶是如何表达？ 一、酶的分类、命名和催化功能表达 1、酶的分类和命名 根据酶的组成成分，可分单纯酶和结合酶两类。 单纯酶(simple enzyme)是基本组成单位仅为氨基酸的一类酶。 它的催化活性仅仅决定于其蛋白质结构。脲酶、消化道蛋白酶、淀粉 酶、酯酶、核糖核酸酶等均属此列。 结合酶(conjugated enzyme)的催化活性，除蛋白质部分（酶 蛋白apoenzyme)外，还需要非蛋白质的物质，即所谓酶的辅助因子 (cofactors),两者结合成的复合物称作全酶(holoenzyme), 即 全酶 酶蛋白 辅助因子 (结合蛋白质)（蛋白质部分） (非蛋白质部分) 酶的辅助因子可以是金属离子，也可以是小分子有机化合物。 常见酶含有的金属离子有K+、Na+、Mg2+、Cu2+(或Cut)、Zn2 +和Fe2t(或Fe3+)等。 它们或者是酶活性的组成部分；或者是连接底物和酶分子的桥 梁；或者在稳定酶蛋白分子构象方而所必需。 小分子有机化合物是一些化学稳定的小分子物质，其主要作用是 在反应中传递电子、质子或一些基团，常可按其与酶蛋白结合的紧密 程度不同分成辅酶和辅基两大类。 辅酶(coenzyme)与酶蛋白结合疏松，可以用透析或超滤方法 除去；辅基（prosthetic group)与酶蛋白结合紧密，不易用透析 或超滤方法除去，辅酶和辅基的差别仅仅是它们与酶蛋白结合的牢固 程度不同，而无严格的界限。 l961年，国际酶学委员会(Intermational Enzyme Commission,缩写EC): 提出了酶的系统分类法。该系统按酶催化 反应的类型将酶分成六个大类，分别用EC1,2,3,4,5,6编号 表示。 氧化还原酶(oxidoreductase,EC1.X.X.X) 该类酶催化底物的氢原子转移、电子转移、加氧或引入羟基的反 应，包括氧化酶、脱氢酶、还原酶、加氧酶及羟化酶等。 转移酶(transferases,EC2.X.X.X) 该类酶可将某些原子团由一种底物转移至另一底物上，被转移的 基团有氨基、羧基、甲基、酰基及磷酸基等。 水解酶(hydrolases,EC3.X.X.X) 该类酶催化底物分子产生水解反应，水解的键有酯键、糖苷键、 醚键及肽键等。 裂合酶(1 yases,.EC4.X.X.X) 该类酶催化底物中化学基团的移去和加入的反应，包括双键形成 及其加成反应。 异构酶（isomerases,EC5.X.X.X) 该类酶催化底物分子的空间异构化反应。 连接酶(1 igases,EC6.X.X.X) 该类酶催化ATP(Adenosine5'-triphosphate,腺苷5'-三磷 酸)及其它高能磷酸键断裂的同时，使另外两种物质分子产生缩合作 用，又称为合成酶。 2、酶的系统命名法由4个数字组成，其前冠以“EC”。 第一个数字表示酶的类别： 第二个数字表示类别中的大组； 第三个数字表示每大组中各个小组编号； 第四个数字为各小组中各种酶的流水编号。 如EC3.4.4.4(胰蛋白酶)中，“3”表示水解酶类，第二个数 字“4”表示该酶作用于肽键，第三个数字“4”表示该酶作用于肽 肽键而不是肽链两端肽键。第四个数字“4”表示登记的流水编号。 二、酶催化功能的表达 酶是催化剂，所以工业催化剂的活性，选择性和稳定性，酶都必 须具备。在工业催化剂中活性常用转化率表示，即反应掉的反应物量 被进入催化反应体系的反应物量除。在酶催化反应中底物就是反应 物。所以转化率为： 转化率%=反应掉的反应物量/进入催化反应体系的反应物量 =消耗的底物量/原有的底物量 如反应A→B+C(2-1) 设A的原始物质的量为NAo;反应后剩余的物质的量为NA,则反 应物A的转化率Xa NAO-NA XA=一 NAO (2-2) 选择性=目的产物的量/反应掉的反应物量=目的产物的量/消耗 的底物量