摘要
催化剂可分为生物催化剂和与非生物催化剂。
与非生物催化剂相比，生物催化剂具有很大的优势，能在常温常压下反应，反应速率快，催化作用专一，价格较低等优点，但缺点是易受热、受某些化学物质及杂菌的破坏而失活，稳定性较差，反应时的温度和pH范围要求较高。用作固定化酶或固定化细胞时，使用寿命一般应不少于30批或连续使用3个月，否则经济上很难过关。
酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。
关键词：催化剂固体化酶反应速率
酶催化剂的发展前景
一、简介
酶，又称为酵素，是具有生物催化功能的生物大分子，即生物催化剂。绝大多数的酶都是蛋白质。人们已经发现两类生物催化剂：普通酶(Enzyme)是有活细胞合成的、对其特异底物(Substrate)起高效催化作用的蛋白质，是机体内催化各种代谢反应的最主要的催化剂；核酶(Ribozyme)是具有高效、特异催化作用的核酸，是近年来发现的一类新的生物催化剂，其作用主要是参与RNA的剪接。
二、定义
即指酶，一类由生物体产生的具有高效和专一催化功能的蛋白质。酶催化剂和活细胞催化剂均可称为生物催化剂。在生物体内，酶参与催化几乎所有的物质转化过程，与生命活动有密切关系；在体外，也可作为催化剂进行工业生产。酶有很高的催化效率，在温和条件下（室温、常压、中性）极为有效，其催化效率为一般非生物催化剂的109～1012倍。酶催化剂选择性（又称作用专一性）极高，即一种酶通常只能催化一种或一类反应，而且只能催化一种或一类反应物(又称底物)的转化，包括立体化学构造上的选择性。与活细胞催化剂相比，它的催化作用专一，无副反应，便于过程的控制和分离。
三、组成和活性
人类自从创造酿酒、制饴、做酱等工艺时起，即对生物催化作用有了初步认识。1897年德国E.布赫纳在对发酵过程进行的研究中，发现酵母的无细胞抽提液(即萃取液)也能引起发酵，这就为酶的分离纯化与研究提供了可能。1926年脲酶首次被结晶出来，并证明为蛋白质；以后又用各种方法制备和研究了上百种酶，证实了酶都是蛋白质；都是由氨基酸按一定顺序结合构成的大分子；在生理环境中，酶分子中的原子分别处于一定的空间位置上，形成特定的构象。在使小分子（如氮、氧、二氧化碳等）转化的酶催化反应中，酶的结构中通常含有金属中心。例如过氧化氢分解酶含铁；递送磷的酶含镁；能分解二氧化碳的酶含铬。酶中的金属元素之间形成一个较小区域的活性构造，固定在一个庞大的蛋白质分子上，分子量可高达数百万，如固氮酶中含有的铁钼蛋白，分子量约27～30万，每个分子系由一个钼原子、20个铁原子、20个半胱氨酸分子及15个不稳定的硫原子所组成。有相当数量的酶是
以复合蛋白质的形式存在的，即除去蛋白质成分外，还含有其他的辅因子，如金属离子、某些维生素及其衍生物等小分子物质，这些辅因子是酶表现活性所必需的。与蛋白质部分结合较紧的称辅基，结合较松的称辅酶。前者如过氧化氢酶中的铁卟啉；后者如一些脱氢酶中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+ )。通常把含有辅因子的复合蛋白质称全酶，除去辅因子的称酶蛋白。酶蛋白与许多蛋白不同之处为酶蛋白都具有一个与催化有关的特定区域，其中包括与催化过程有关的催化基团，以及与底物结合有关的结合基团。高温、强酸、强碱能破坏酶蛋白的空间结构而使其失去活性。酶的催化能力称为酶的活力。1961年国际生物化学联合会酶学委员会规定：在一分钟内催化一微摩尔底物发生反应所需的酶量为一个酶单位，以 U 表示。而以每毫克蛋白质所含的酶单位数称为比活力。1972年,国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)与国际生物化学联合会建议采用“酶活力”来代替“酶单位”，即每秒钟转化一摩尔底物所需的酶活力为一个 Katal，简称Kat。1Kat=6×107U。影响酶活力的因素很多,如温度、pH值、反应物系的浓度及有关抑制剂等（见酶动力学）。
四、酶催化的反应特点
酶在生物体内所处的环境十分温和，因在细胞内存在大量的水，酶基本处于水溶液中，近似于中性的酸碱度，低浓度的盐分，温度适中，接近室温，压力很低，接近一个大气压。这也就是大多数酶催化反应所需的条件。
如果将酶从生物体内分离出来，给予相应的反应条件，也可以在体外催化反应，人们可以利用它来生产需要的产品。与化学方法相比，它不需要化学反应的高温，高压，强酸，强碱，大量的有机溶剂和贵重的化学催化剂，只需在常温，常压，接近中性的水溶液中进行反应；需要使用的反应容器也不必用耐压，耐腐蚀的材料制造；生产过程消耗的能量大大降低，生产的成本也低。
由于酶催化的反应具有极高的专一性，它只催化一种物质的一种反应，只产生一种产物，反应条件又温和，反应过程中副反应少，生产的效率高。这也是化学反应无法比拟的。由于酶催化的反应很少需要使用更多的化学试剂和有机溶剂，反应产生废弃物和副产物少，基本不会对环境造成重大污染。
由于以上的优点，酶的应用成为人们十分关注的事情。但是在应用过程中人们也十分关注酶
本身和它催化反应的缺点。这就是酶十分娇气，不稳定，在反应过程中受到多种因素的影响会发生变性，逐渐丧失催化活性，如果条件控制的不好反应难于进行到底。另外，酶是水溶性的，反应完了酶与产物混合在一起，即使酶在反应过程中没有失活，还可以再次使用，但是从反应混合物中回收十分困难，一般是只使用一次，反应结束酶也就废弃了。这样酶反应也只能是象做饭一样，‘一锅一锅’的，按批次的方式进行，很难实现连续化生产；由于酶的生产比较复杂，酶也比较贵，使用一次就废弃也是一种浪费，会增加生产成本。
能不能改变酶的这种缺点，使之变得稳定，不溶于水，容易从反应物中分离反复使用，以便实现连续化生产？现在的回答是：可以的。酶的固定化可以解决这一问题。
五、分类和命名
已知的酶约3000种,可分为六大类,每类又可分为若干亚类（见表）。酶的命名通式为“××底物+××反应类型酶”，如使葡萄糖氧化成葡萄糖酸的酶称葡萄糖氧化酶。国际生物化学联合会酶学委员会对每一种酶均用四个数字（标码）标记，并冠以EC。EC表示酶学委员会系统，前面三个数字依次表示所属的大类、亚类、亚亚类，第四个数字表示亚亚类中的序号。例如：乳酸脱氢酶称为L-乳酸-NAD+氧化还原酶,其编号为 (EC1.1.1.27)。第一个“1”表示氧化还原酶类；第二个“1”表示底物供体基团是匓CH-OH基;第三个“1”表示受体底物是NAD+或NADP+ ;第四个数“27”表示在以NAD+或NADP+为受体的这一小组酶中的流水序号。
六、来源和制剂
在工业生产中，酶主要从微生物发酵获得。得取方法是将细胞破碎，取得含酶的浆液；胞外酶则直接从发酵液中提取，如用层析法、分级沉淀法等。对于不同的用途，有不同的纯度要求，在市场中可获得某些粉状或浓缩液状态的酶制剂商品。
酶通常是在游离状态下以稀溶液的形式与底物进行催化反应，反应完成后难以将酶回收，或在回收过程中活力下降，只宜在釜式反应器中使用，分批作业。另一种酶制剂是将酶
与某些不溶性大分子载体结合，形成固定化酶，其优点是易于从反应混合物中分离，重复使用，可以构成连续作业，可以在连续流动的搅拌反应器、固定床反应器或流化床反应器中使用。固定化后常可提高酶的稳定性，有些场合还可提高活力。
七、酶与无机催化剂比较
1、相同点：1）改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；2）只催化已存在的化学反应；3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；4）降低活化能，使化学反应速率加快。5）都会出现中毒现象。
2、不同点：即酶的特性
八、结构，功能，催化原理
酶作为催化剂，它具有一般催化剂的共同性质。1.只能催化热力学上允许进行的反应，对于可逆反应，酶只能缩短反应达到平衡的时间，但不改变平衡常数；2.酶也是通过降低化学反应的活化能来加快反应速度；3.酶在反应中用量很少，反应前后数量、性质不变。但由于酶的本质是生物大分子如蛋白质，因而，它又具有另外一些有别于一般催化剂的特殊的性质，这些性质主要表现在以下几方面：（一）高度的催化效率在相同条件下，酶的存在可以使一个反应的反应速率大大加快。一般情况下，由酶催化的反应速率比相应的非催化反应速率快106～1012倍。酶促反应具有极高的效率是因为酶通过其特有的作用机制，比一般催化剂更有效地降低反应的活化能，使底物只需较少的能量便可进入活化状态。图4-1 催化过程和非催化过程自由能的变化如：尿素的水解反应在H+催化作用下反应温度为62度，反应速度常数为7.4×10-7 ，而脲酶催化作用下反应温度为21度，反应速度常数为5.0×106 ；α-胰凝乳蛋白酶对苯酰胺的水解速度是H+催化作用的6ⅹ106倍，且不需要较高的温度。可见酶有极高的催化效率。（二）高度的作用专一性酶催化反应的专一性或称酶作用的专一性，是指酶对作用的反应物，在此称为底物（substrate, S）的严格要求，其中还包括催化底物发生反应的类型和方式。一种酶只能催化某一种或某一类特定的底物，发生某种特定类型的化学反应。不同的酶其专一性的程度颇不相同，有的只作用于一种底物；有的作用于某
一种化学键；有的只作用于底物的几种异构体中的一种。1．绝对特异性：一种酶只能作用于一种化合物，以催化一种化学反应，称为绝对特异性。即一种酶对应一种底物,一个反应。如尿酶仅能催化尿素水解产生CO2和NH3。2．相对特异性：一种酶只能作用于一类化合物或一种化学键，催化一类化学反应，称为相对特异性。如脂肪酶不仅水解脂肪，也对简单的酯有水解作用。3．立体异构特异性：一种酶只能作用于一种立体异构体，或只能生成一种立体异构体，称为立体异构特异性。例如，乳酸脱氢酶仅催化L-乳酸脱氢产生丙酮酸，对D-乳酸则无反应图4-2乳酸脱氢酶对底物的立体结构专一性
九、作用与应用
每一种生物的生命过程，从小到大，繁衍生息，生老病死，新陈代谢，都和酶有关。如果没有酶的催化，于性命攸关的最基本的食物消化，氧的呼吸都不可能进行，更不要说其它问题。实际上生物体内发生的各种反应几乎都是由酶催化进行。可以说没有酶也就没有生命。
酶在生命中如此重要，其原因在于酶催化的反应速度快，要比化学催化剂催化的反应大约要快几千倍到上亿倍。比如食物中的葡萄糖与氧反应，变成二氧化碳和水，释放能量是维持生物体体温和一切活动的能源。如果没有催化剂，在常温常压条件下，需要几年或更长的时间。若要反应加快速度，必需在三百度以上才能进行，燃烧氧化，释放能量。这在生物体内是绝对不可能的。而在生物体内，在一系列酶的催化作用下，于常温常压下可瞬间完成，其速度之快难以想象。
另一个原因是一种酶只催化一种物质发生一种反应，或者化学类似物质的相同反应，对其它物质和反应绝对不会有催化作用；绝大多数酶只催化一种物质的一种反应，即使结构非常相似的物质也不会反应。这种性质被称为酶催化的专一性。比如葡萄糖氧化酶，只催化葡萄糖的醛基氧化为葡萄糖酸一种反应，决不会催化葡萄糖的其它基团反应，更不会催化其它物质的氧化反应。为了完成生物体内的成千上万物质的变化和反应，就需要相应的酶，有人估计，在生物体内大约存在1023种酶。是它们保证了生命过程的正常进行，一旦由于某原因造成某一种酶的缺失，或催化活性低下，生物的新陈代谢就会不正常，进而发生疾病，甚
至死亡。
古代人类凭着经验利用酶制造食物，现代把酶催化剂更广泛地用于生产，许多新的工业生物反应过程相继问世。食品工业广泛利用各种酶制造糖、酒、酱、醋等食品，纺织工业利用淀粉酶脱浆，毛纺业利用脂肪酶脱脂,皮革业利用角蛋白酶脱毛,制丝业及照相器材业利用蛋白酶使生丝及底片脱胶。农业用霉菌淀粉酶、纤维素酶作饲料加工，用果胶酶沤麻或精制麻。在医药、轻工方面，酶催化剂被利用生产氨基酸、半合成抗生素等。酶也直接被制成多种药物，如助消化药（酸性蛋白酶）、消炎药（溶菌酶）、抑制肿瘤药(天冬酰胺酶)以及用固定化酶制造人工脏器等。在酶法分析中，酶是一种生化试剂，也可制成测定某些底物浓度的酶电极。在利用资源和开发能源方面，生物催化剂有极为广阔的前景。生物含能体的催化转化是当前催化科学技术中的重要研究领域。
参考文献
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名词解释（10~15分，4~6题）填空（10~15分，5~10题）简要回答问题（45~55分，6~8题）论述题（25~35，2~3题） 第1、2章复习思考题 1、催化剂是如何定义的？ 催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。 2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？ 1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。 2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。 3）原来无法生产的过程，可以实现生产。 4）原来需要多步完成的，变为一步完成。 5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高 6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少 3、载体具有哪些功能和作用？8 ①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性； ⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 4、代表催化剂性能的重要指标是什么？ 催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度 （2）催化剂的选择性：使反应向生成某一特定产物的方向进行。 （3）催化剂的稳定性：是指在使用条件下，催化剂具有稳定活性的周期 5、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？ （1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散 （2）物理过程—化学过程—物理过程 6、吸附是如何定义的？ 气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。 7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？ 本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。 不同的表现形式为：（后面） 8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？ 模型假设：①吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；④在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。 9、催化剂的比表面测定有哪些实验方法？ （1）BET法测比表面积 1）测定原理和计算方法 依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。利用BET方程进行作图，采用试验采集数据并利用图解法进行计算。 2）实验方法 测定表面积的实验方法通常有，低温氮吸附容量法、重量法和色谱法等，当表面积比较小时，采用氮吸附法。 （2）色谱法测定比表面积 色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质，吸附在液氮温度下进行。 10、何为扩散？催化剂颗粒内部存在几种扩散形式？ （1）扩散：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。 （2）1）普通扩散（分子扩散）：分子扩散的阻力来自分子间的碰撞，通常在大孔（孔径大于100nm）
第六章金属催化剂催化作用 章节分配 一、金属催化剂重要类型及重要催化反应示例 二、乙烯环氧化催化作用 1. 乙烯环氧化工业催化剂 2. 乙烯环氧化反应机理 3. 乙烯环氧化中助催剂、促进剂的作用及新型催化剂 三、氨合成催化剂催化作用 1. 合成氨催化剂简况 2. 熔铁催化剂的结构 3. 各种助剂的作用及含量的最佳值范围 4. 氨合成铁催化剂活性中心模型及其作用机理 四、烃类催化重整催化剂作用原理 1. 催化重整反应及重整催化剂 2. 烃类在过渡金属上的吸附态及烃类脱氢 3. 催化重整作用机理 五、其他重要类型金属催化剂简介 1. 镍系催化剂 2. 裂解气中炔烃选择加氢催化剂 六、金属催化剂的电子迁移、d空穴与催化活性 七、多位理论的几何因素与能量因素 八、对多位理论及电子理论的评价 金属催化剂是固体催化剂中研究得最早、最深入，同时也是获得最广泛应用的一类催化剂，例如，氨的合成(Fe)和氧化(Pt)，有机化合物的加氢(Ni，Pd，Pt，等)、氢解(Os, Ru，Ni，等)和异构(Ir，Pt，等)，乙烯的氧化(Ag)，CO的加氢(Fe，
Co，Ni，Ru，等)以及汽车尾气的净化(Pt，Pd，等)等等。其主要特点是具有很高的催化活性和可以使多种键发生开裂。 (1) 自从上世纪P．Sabatier发现金属镍可催化苯加氢生成环己烷以来，迄今除金属催化剂以外，尚未发现过能催化这一反应的其它类型催化剂．又如，乙烷氢解对金属催化剂来说并非难事．然而除金属催化剂之外，也末发现可使乙烷加氢分解的别种催化剂，另外，如众所周知，F—T合成也只有在金属催化剂上才能进行等等．那么，金属催化剂之所以具有这种高的活性，其内在因素是什么? (2)所有金属催化剂几乎都是过渡金属，而且，金属催化剂的功能又都和d 轨道有关，这是为什么? (3)当过渡金属催化剂按其活性排列时，对每个反应都有自己独有的序列，即使对每类反应，至今也未发现它们有相同的序列，什么是决定这种序列的内在因素? (4)对一个反应来说，为什么同类金属又常常有明显不同的选择性? (5)对某些反应来说，单位表面积的催化活性决定于金属的晶面、金属晶粒的大小(如果金属是负载着的)，载体以及制法，为什么对活性有这种差别?又怎样和反应相联系? (6)由两种金属制成的合金催化剂，其催化功能随组分有强大变化，而且又明显地取决于所研究的反应，产生这些效果的原因是什么? 表6-1 金属催化剂类型(按制备方法划分)
1、催化剂定义 催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。 2、催化剂活性、表示方法 (1)活性定义：一般,指定条件下（压力、温度）一定量催化剂上的反应速率(来衡量)。 (2)表示方法:对于反应, ，速率 3、催化剂选择性、表示方法 (1)定义:当反应可以按照热力学上几个可能的方向进行时，催化剂可以选择性地加速其中的某一反应。 4、载体具有哪些功能和作用？8 ①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性；⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 5、催化剂选择考虑因素：选择性＞寿命＞活性＞价格 工业催化剂： 6、催化剂一般组成 1）活性组份或称主催化剂2)载体或基质3)助催化剂 7.催化剂分类 按物相均一性：均相催化、多相催化、酶催化 按作用机理：氧化还原催化，酸碱催化（离子型机理，生成正碳离子或负碳离子）配位催化：催化剂与反应物分子发生配位作用而使反应物活化。 按反应类型分类：加氢、脱氢、部分氧化、完全氧化、水煤气、合成气、酸催化、氯氧化、羰基化、聚合8、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？ （1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散 （2）物理过程—化学过程—物理过程 9、吸附是如何定义的？物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？ 吸附：气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。 固体表面吸附：物理吸附： 作用力：van der Waals力 静电力：具有永久偶极矩的分子间的静电吸引力
第28天催化剂和催化作用 [学习要点] 1.知道催化剂和催化作用的概念 2.理解催化剂和催化作用之间的关系。 [家教点窍] 1.催化剂：能改变其他物质的化学反应速度，而本身的化学性质和质量在反应前后都不 变的物质。 2.催化作用：催化剂所起的作用。 3.对催化剂的说明： (1)催化剂能改变其他物质的化学反应速度，而不是加快反应速度。 (2)催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不改变，而不是性质不变。 (3)催化剂具有选择性。 [典型例题] 例下列关于催化剂的各种不同说法：①催化剂有催化作用；②催化剂可加快自身的反应速度；③催化剂在反应前后的性质和质量都不改变；④催化剂也称为触媒；⑤催化剂的作用是改变其他物质的反应速度；⑥在反应过程中，催化剂自智周万物并不参与反应，正确的是 ( ) (A)①②③ (B)①④⑤ (C)只有①④ (D)②③⑥ 解析初中化学中，常常将有氧化作用的物质称为氧化剂，有催化作用的物质称为催化剂，还有还原剂、腐鉵剂、致冷剂、干燥剂、指示剂和溶剂等。所以正确。催化剂的作用“能改变其他物质的反应速度”，而且反应速度包括加快和减慢两种情况，而不单纯指“加快反 应速度”所以错误，而正确。催化剂的概念中所说“在化学反应前后质量和化学性质不意味 着催化剂本身“不参加反应”，事实上，在化学反应中的催化剂通常是参与反应的，如：催 化剂A在B和C反应生成BC时的作用可表示为B+A BA，BA+C BC+A，这一整个过程也 可表示为B+C A BC。因为催化剂往往参与反应，根据上面的示意和质量守恒定律，“反 应前后质量和化学性质不变”，而物理性质却可能有所改变，所以，③、⑥错误，催化剂在 生产和科研领域中也称为触媒，有时还叫做接触剂，所以题中说法正确。 答案 (B) [强化训练] 一、选择题 1.下列关于催化剂的叙述中，正确的是 ( ) (A)在反应中使用催化剂，反应速度一定加快 (B)不使用催化剂反应不能进行 (C)催化剂可以改变物质的化学反应速度 (D)催化剂在反应前后，一切性质都不改变 2.下列说法中，正确的是 ( ) (A)加热含氧化合物都能得到氧气 (B)氯酸钾里如不加入二氧化锰，加热后不能得到氧气 (C)氯酸钾里如不加入二氧化锰，加热后，生成的氧气较少 (D)单独加热氯酸钾也能得到氧气 3.下列说法中，正确的是 ( ) (A)二氧化锰是催化剂，它能对化学反应比较缓慢的物质起催化作用 (B)实验室也可用高锰酸钾加入二氧化锰作催化剂来迅速制氧气
高中生物：酶是生物催化剂练习 (建议用时：40分钟) 题组一酶的本质与作用 1．酶在生物体内的功能是( ) A．调节 B．免疫 C．运输 D．催化 D[分析酶的概念可知,酶的作用是催化作用,不具有调节、免疫、运输功能。] 2．下列选项中,描述的物质不一定是蛋白质的是( ) A．生命活动的主要承担者 B．人体内降低血糖的胰岛素 C．细胞内具有催化功能的酶 D．细胞膜上能转运钾离子的载体 C[蛋白质是生命活动的主要承担者,A不符合题意；人体内降低血糖的胰岛素是蛋白质,B不符合题意；细胞内具有催化功能的酶大多是蛋白质,少数是RNA,C符合题意；细胞膜上能转运钾离子的载体是蛋白质,D不符合题意。故选C。] 3．同无机催化剂相比,酶具有更高的催化效率的原因是( ) A．能降低反应的活化能 B．能供给反应物能量 C．改变了反应的途径 D．降低反应活化能的作用更显著 D[酶之所以具有极强的催化功能,关键是它能降低化学反应的活化能,并且它与无机催化剂相比,降低化学反应所需的活化能的效果更显著。] 题组二酶的特性与影响因素 4．向淀粉酶溶液中加入下列溶剂,对淀粉酶活性影响最小的是( ) A．淀粉溶液B．NaOH溶液 C．蛋白酶溶液D．盐酸溶液 A[淀粉酶溶液中加入淀粉溶液,淀粉会被淀粉酶水解,而淀粉酶作为催化剂活性不会受影响,A正确；NaOH是强碱,强碱可以使酶的空间结构改变,导致活性丧失,B错误；淀粉酶的化学本质是蛋白质,因此加入蛋白酶后,淀粉酶会被水解失去活性,C错误；盐酸是强酸,强酸也可
以使酶的空间结构改变,导致活性丧失,D错误。] 5.如图所示为过氧化氢被分解的速度曲线,其体现了酶的( ) ①化学本质②高效性③催化特性④作用条件较温和 A．①④ B．③④ C．①② D．②③ D[过氧化氢酶的本质为蛋白质,但从图中不能看出,①错误；酶的催化效率比无机催化剂更高,使得反应速率更快,体现了高效性,②正确；酶是高效的催化剂,从酶能催化反应进行可以得出酶具有催化作用,③正确；酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的,但从此图中无法看出这一信息,④错误。] 6．如图表示一酶促反应,它所反映的酶的一个特性和a、b、c最可能代表的物质依次是( ) A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽 B．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖 C．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖 D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸 B[酶作为催化剂在反应前后本身的性质和数量不发生改变,故根据图解a是酶,b、d是酶的催化底物,根据其只和底物b反应,可知此图表示的是酶具有专一性的特点,A、D项错误；淀粉属于多糖,在淀粉酶的催化作用下可形成多个麦芽糖,而麦芽糖属于二糖,图解c表示由二个分子组成的物质,故B项正确；麦芽糖(属于二糖)在麦芽糖酶的催化下形成两个分子的葡萄糖(属于单糖),与图解不符,C项错误。] 7.右图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。下列有关说法正确的是( ) A．若在B点增加酶的浓度,反应速率会减慢
一、教学准备 模块必修一主备人王XX 第4 章第1 节第课时模块总第课时课题：生物催化剂—酶 授课班级 授课教师 课标要求及解读课标要求：说明酶在代谢中的作用。解读：探究影响酶活性的因素。 教学目标 知识 与 技能 （1）说明酶在细胞代谢中的作用和本质。 （2）举例说明酶的高效性、专一性、温和性等特性 过程 与 方法 （1）验证和探究酶的各种特性。 （2）通过在有关实验和探究过程中，使学生学会控制自变量，观察 和检测因变量的变化，以及设置对照和重复实验。 情感态度 与 价值观 （1）通过酶的科学研究史的学习，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的。 （2）通过相关实验和探究，养成实事求是的科学态度。 关键目标说明酶在细胞代谢中的作用和本质。 教学难点酶的特性探究、控制变量的科学方法。 学情分析
教学流程、知识呈现个性化思考创设情境 事件：2011年3月23日在上海举行的中国国际食品添加剂和配料展上，帝斯曼展出了一系列酶制剂产品，以帮助食品生产厂商节能减排。 导入新课 该公司推出的PanamoreSpring产品与其他乳化剂相比，能降低生产过程近80%的碳排放量，酶在人们的生产生活中越来越重要，那么酶具有什么作用？酶的化学本质又是什么呢？教师板书：4.1生物催化剂—酶进入酶的学习。 讲授新课 （一）酶的化学本质及作用 师：在学习酶之前，我们先来理解什么是细胞代谢，因为酶与细胞代谢密切相关。（教师直接给出细胞代谢的概念，适当举例说明） 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。 酶是一种生物催化剂，其化学本质是什么呢？对此科学家们进行了不懈的研究。 师：要求学生阅读教材P61内容，完成下表： 时间科学家主要结论 1783年斯巴兰让尼是胃内的化学物质将肉 块分解 1822年 1836年 1897年 1926年 20世纪80年代 生：阅读教材P61内容，填表。 师生共同总结得出： 酶：是活细胞产生的具有催化作用的有机物； 化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 作用：生物催化作用。 吸引学生对酶的关注，激起学习兴趣。 引发学生思考。 了解细胞代谢。 体会关于酶本质的探索历程，深刻理解酶的化学本质。 提高学生阅读知识、归纳知识的能力。
第1、2章复习思考题 1、催化剂是如何定义的？ 催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。 2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？ 1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。 2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。 3）原来无法生产的过程，可以实现生产。 4）原来需要多步完成的，变为一步完成。 5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高 6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少 3、载体具有哪些功能和作用？ ①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性；⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 4、代表催化剂性能的重要指标是什么？ 催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。 （1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度 （2）催化剂的选择性：使反应向生成某一特定产物的方向进行。 （3）催化剂的稳定性：是指在使用条件下，催化剂具有稳定活性的周期 5、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？ （1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散 （2）物理过程—化学过程—物理过程 6、吸附是如何定义的？ 气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。 7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？ 本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。 不同的表现形式为：（后面） 8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？ 模型假设：①吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；④在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。 9、催化剂的比表面测定有哪些实验方法？ （1）BET法测比表面积 1）测定原理和计算方法 依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。利用BET方程进行作图，采用试验采集数据并利用图解法进行计算。 2）实验方法 测定表面积的实验方法通常有，低温氮吸附容量法、重量法和色谱法等，当表面积比较小时，采用氮吸附法。 （2）色谱法测定比表面积 色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质，吸附在液氮温度下进行。 10、何为扩散？催化剂颗粒内部存在几种扩散形式？ （1）扩散：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。 （2）1）普通扩散（分子扩散）：分子扩散的阻力来自分子间的碰撞，通常在大孔（孔径大于100nm）或者压力较高的条件下发生的扩散多为分子扩散。 2）微孔扩散（努森扩散Kundsen）：微孔扩散的阻力重要来自分子与孔壁的碰撞 3）过渡区扩散：指介于分子扩散与微孔扩散之间的过渡区。 4）构型扩散：在同一孔隙中扩散，由于分子构型不同，而扩散系数相差很大的扩散，称为构型扩散。 5）表面扩散：由于表面上分子的运动而产生的传质过程
酶作为生物催化剂的特点：1，用量少而催化效率高；2，专一性高；3，反应条件温和 4，可调节性 影响酶催化作用的因素：1，底物浓度对酶促反应速度的影响在低底物浓度时, 反应速度与底物浓度成正比，表现为一级反应特征。当底物浓度达到一定值，几乎所有的酶都与底物结合后，反应速度达到最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加，表现为零级反应。2. pH 的影响在一定的pH 下, 酶具有最大的催化活性,通常称此pH 为最适pH。pH影响酶活力的原因可能有以下几个方面：（1）过酸或过碱可以使酶的空间结构破坏，引起酶构象的改变，酶活性丧失。（2）当pH改变不很剧烈时，酶虽未变性，但活力受到影响。（3）pH影响维持酶分子空间结构的有关基团解离，从而影响了酶活性部位的构象，进而影响酶的活性3. 温度的影响一方面是温度升高,酶促反应速度加快。另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下,反应速度最大。4．酶浓度的影响在一个反应体系中，当[S]>>[E]反应速率随酶浓度的增加而增加（v=k[E]）,这是酶活测定的基础之一。5 抑制剂对酶活性的影响使酶的活性降低或丧失的现象，称为酶的抑制作用。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。6．激活剂对酶反应的影响凡能提高酶活力的物质都称为激活剂，有的酶反应的系统需要一定的激活剂。 酶的分类与命名(1) 氧化还原酶AH2 ＋ B ＝ A ＋BH2主要包括脱氢酶(dehydrogenase)和氧化酶 例，醇＋NAD＋＝醛或酮＋NADH ＋H＋→氢供体是醇，氢受体是NAD＋ 系统命名→醇：NAD＋氧化还原酶；推荐名→采用某供体脱氢酶，如醇脱氢酶 (2) 转移酶AB ＋C ＝A ＋BC系统命名：“供体：受体某基团转移酶”。推荐名：“受体（或供体）某基团转移酶。例，L-丙氨酸＋2-酮戊二酸＝丙酮酸＋L-谷氨酸丙氨酸氨基转移酶→L-丙氨酸：2-酮戊二酸氨基转移酶表明该酶催化氨基从L-丙氨酸转移到2-酮戊二酸。(3) 水解酶系统命名：先写底物名称，再写发生水解作用的化学键位置，后面加上“水解酶”。推荐名：在底物名称的后面加上一个酶字。 (4) 裂合酶系统命名：“底物-裂解的基团-裂合酶”。 如L-谷氨酸1-羧基-裂合酶，表明该酶催化L-谷氨酸在1-羧基位置发生裂解反应。 推荐名：在裂解底物名称后面加上“脱羧酶”（decarboxylase）、“醛缩酶”（aldolase）、“脱水酶”（dehydratase）等，在缩合反应方向更为重要时，则用“合酶”( synthase)。 例子，如谷氨酸脱羧酶（L-谷氨酸＝γ-氨基丁酸＋CO2）， 苏氨酸醛缩酶（L-苏氨酸＝甘氨酸＋乙醛）， 柠檬酸脱水酶（柠檬酸＝顺乌头酸＋水）， 乙酰乳酸合酶（2-乙酰乳酸＋CO2 ＝2-丙酮酸）。 (5) 异构酶Isomerase 异构酶按照异构化的类型不同，分为6 个亚类。命名时分别在底物名称的后面加上异构酶（isomerase），、消旋酶（racemase）、变位酶（mutase）、表异构酶（epimerase）、顺反异构酶（cis-trans-isomerase）等。 (6) 合成酶Ligase or Synthetase 系统命名：在两个底物的名称后面加上“连接酶”。如谷氨酸：氨连接酶，其催化反应式为：L-谷氨酸+ 氨+ ATP ===== L-谷氨酰胺+ ADP +Pi。 推荐名：在合成产物名称之后加上“合成酶”。 如，天门冬酰胺合成酶，其催化反应式为： L-天门冬氨酸+ 氨+ATP == L-天门冬酰胺+ AMP +PPi。
催化剂和催化作用 一、选择题 1.下列关于催化剂的叙述中，正确的是 ( ) (A)在反应中使用催化剂，反应速度一定加快 (B)不使用催化剂反应不能进行 (C)催化剂可以改变物质的化学反应速度 (D)催化剂在反应前后，一切性质都不改变 2.下列说法中，正确的是 ( ) (A)加热含氧化合物都能得到氧气 (B)氯酸钾里如不加入二氧化锰，加热后不能得到氧气 (C)氯酸钾里如不加入二氧化锰，加热后，生成的氧气较少 (D)单独加热氯酸钾也能得到氧气 3.下列说法中，正确的是 ( ) (A)二氧化锰是催化剂，它能对化学反应比较缓慢的物质起催化作用 (B)实验室也可用高锰酸钾加入二氧化锰作催化剂来迅速制氧气 (C)高锰酸钾和氯酸钾共热，也能很快放出氧气 (D)二氧化锰只能作催化剂 4.对于催化剂来说在化学反应前后不变的是 ( ) (A)质量与物理性质 (B)质量与化学性质 (C)物理性质与化学性质 (D)质量、物理性质、化学性质 6.二氧化锰在氯酸钾分解反应中所起的作用是 ( ) (A)干燥生成的氧气 (B)使氧气的生成量增加 (C)提高氧气的纯度 (D)使氯酸钾在较低温度下迅速放出氧气 8.下列说法中，正确的是 ( ) (A)加热氯酸钾固体不能得到氧气 (B)用氯酸钾制氧气时，加入少量二氧化锰能增加氧气的生成量 (C)和氯酸钾混合受热后的二氧化锰，仍具有催化作用 (D)起过催化作用的二氧化锰质量明显减少 二、填空题 1.催化剂在化学反应中的作用是，在化学反应前后催化剂的和都不改变。在氯酸钾制取氧气的反应中加入二氧化锰，这是为了，写出化学反应方程式
化学科学探究专题复习 一、探究催化剂、粒子的作用。 (2011广东)、学习了MnO 2 对过氧化氢分解有催化作用的 知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO 2 的催化剂作用呢？于是进行了以下探究。 【猜想】Ⅰ、CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变； Ⅱ、CuO参与反应产生O 2， 反应前后质量好化学性质发生了改变； Ⅲ、CuO是反应的催化剂，反应前后。 【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验： （1）填写下表： （2）步骤①的目的是。 （4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O 2 的化学方程式为。 （2012·安徽）实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的化学方程：。 小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究： 【提出猜想】除MnO 2、CuO外，Fe 2 O 3 也可以作KClO 3 分解的催化剂。 【完成实验】按下表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）。
催化剂的作用的特征有哪些？催化剂能否改变化学平衡？ （1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应 （2）催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数） （3）催化剂对反应具有选择性 （4）催化剂的寿命。催化剂能改变化学反应的速率，其自身并不进入反应的产物，在理想的情况下不为反应所改变。但在实际过程中不能无限制的使用，催化剂经过多次使用后会失活。 催化剂如何加快化学反应速度？ 催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。催化剂可以改变反应的路线，降低反应的活化能，使反应物分子中活化分子的百分数增大，反应速率加快。 催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态，即为均相催化。若催化剂为固态物质，反应物是气态或液态时，即称为非均相催化。 在均相催化中，催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低，因此反应速率快，然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物，并再生出催化剂。该过程可表示为： A＋B=AB(慢)A＋C=AC(快)AC＋B=AB＋C(快) 式中A、B为反应物，AB为产物，C为催化剂。 由于反应的途径发生了改变，将一步进行的反应分为两步进行，两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。该理论被称为“中间产物理论”。 在非均相催化过程中，催化剂是固体物质，固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心，称为活化中心。反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物，从而降低了原反应的活化能，使反应能迅速进行。催化剂表面积越大，其催化活性越高。因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂，如石油裂化，合成氨等，使用大量的金属氧化物固体催化剂。该理论称为“活化中心理论”。 催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率，不能使化学平衡移动，不能改变反应物的转化率。请注意加快逆反应也就是减慢反应速率，这种催化剂也叫负催化剂！ 催化剂的活性、选择性的含义？ 催化剂的活性，又称催化活性，是指催化剂对反应加速的程度，可以作为衡量催化剂效能大小的标准。催化剂的选择性是使反应向生成某一特定产物的方向进行。转化为目的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量。 催化反应的活化能是否与非催化反应的相同？为什么？ （1）不改变反应热：因为催化剂只是通过改变化学反应历程来降低活化能，而化学反应前后的能量变化是由反应物和产物在反应体系中的相对能位来决定，反应物与产物的结构确定了它们的相对能位，即不改变反应物与生成物的摩尔焓，因此加入催化剂不改变反应热。 （2）降低活化能：因为催化剂通过改变反应历程，使反应沿着一条更容易进行的途径进行。 催化剂为什么具有寿命？影响催化剂的寿命的因素有哪些？ 指催化剂的有效使用期限，是催化剂的重要性质之一。催化剂在使用过程中，效率会逐渐下降，影响催化过程的进行。例如因催化活性或催化剂选择性下降，以及因催化剂粉碎而引起床层压力降增加等，均导致生产过程的经济效益降低，甚至无法正常运行。 ①化学稳定性:化学组成与化学状态稳定，活性组分与助剂不反应与流失； ②耐热稳定性:不烧结、微晶长大和晶相变化； ③抗毒稳定性:抗吸附活性毒物失活； ④机械稳定性:抗磨损率、压碎强度、抗热冲击。决定催化剂使用过程中的破碎和磨损 举例说明催化循环？ 非缔合活化催化循环定义：在催化反应过程中催化剂以两种明显的价态存在，反应物的活化经由催化剂与
专题4：酶与ATP 【知识清单】 考点1：酶的本质及作用 一、酶在细胞代谢中的作用 1、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。 2、酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性。 3、酶的作用机理：1、活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。2、催化剂的作用：降低反应的活化能，促进化学反应的进行。3、作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。 二、酶的本质 1、酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是蛋白质；在20世纪80年代，又发现少数RNA也具有催化作用。 2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 三、酶的特性 1、高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 2、专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。 3、作用条件较温和：高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。 四、酶化学本质的实验验证 1、证明某种酶是蛋白质：实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。 2、证明某种酶是RNA：实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否出现红色。对照组：已知RNA 溶液＋吡罗红染液→出现红色。 五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析 1、实验原理： （1）、。 （2）、比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。 2、实验过程的变量及对照分析 、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 六、酶的专一性的验证实验分析 1、实验原理： 一种酶只能催化一种或一类化学反应
高中生物中酶的总结 酶是活细胞内产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数种类的RNA也具有生物催化作用。 酶都是在细胞内合成的。蛋白质类酶是在细胞内的核糖体上合成的，而具有催化作用的RNA是以DNA为模板转录而成的。对于病毒这类不具有细胞结构的生物，其结构内一般不含有酶，也不能进行独立的新陈代谢作用。 细胞是生物体进行生命活动的主要场所，生物体内的化学反应也主要发生在细胞内，所以大多数酶在细胞内催化化学反应，例如：解旋酶、RNA聚合酶、转氨酶、固氮酶等；被分泌到细胞外的酶在细胞外发挥催化作用。例如：人体消化道内的唾液淀粉酶、胃蛋白酶、肠脂肪酶、胰麦芽糖酶、肠肽酶等。 酶催化反应的反应速度比非催化反应高108~1020倍，比其他催化反应高107~1013倍。例如：过氧化氢酶和Fe相比，过氧化氢酶的催化效率要高许多。 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这就是酶作用的专一性。通常把酶作用的物质称为该酶的底物。所以也可以说一种酶只作用于一种或一类底物。例如：淀粉酶只能催化淀粉的水解，对蔗糖则不起作用。二肽酶可以水解由任何两种氨基酸组成的二肽。 一般的催化剂在一定的条件下会因中毒而失去催化能
力，而酶较其他催化剂更加脆弱，更易失去活性。凡使蛋白质变性的因素，如高温、低温以及过酸和过碱，都能使酶破坏而完全失去活性。所以，酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。 酶的种类很多，现巳鉴定出3000种以上的酶，其中不少已得到酶的结晶。人们相继弄清了多种酶的结构及作用机理。随着酶学理论研究的不断深入，必将对生命的探索作出更大的贡献。 根据酶的合成与代谢物的关系，人们把微生物细胞内的酶分为组成酶和诱导酶两类。组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，或者说是天然存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制，它们的含量较为稳定，受外界的影响很小。而诱导酶是指当细胞中加入特定的诱导物后诱导产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高。例如，在用葡萄糖和乳糖作碳源程序的培养基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖被消耗完毕后，大肠杆菌才开始利用乳糖。这个实验表明，大肠杆菌分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶不是组成酶，而是在乳糖诱导下合成的诱导酶。 影响酶促反应速度的因素比较多，下面就底物浓度、pH、温度三个方面的影响进行复习。影响酶促反应速度的因素底物浓度的改变，对酶反应速度的影响比较复杂。在一
生物催化剂——酶 一、自主学习 预习P58、59页实验，初步完成下面的实验设计 探究过氧化氢酶是否比Fe3+的催化效率高? 提出问题：过氧化氢酶与Fe3+的催化效率有无差异？ 提出假设： 设计实验： 器材：过氧化氢、蒸馏水、新鲜猪肝、FeCL3、试管、镊子、解剖针 画出简易装置图 表格 实验结论： 探究过氧化氢酶能催化分解过氧化氢 外，是否还能催化分解其它物质? 提出问题：过氧化氢酶能催化分解其它 物质。 提出假设： 设计实验： 器材：过氧化氢、蒸馏水、淀粉溶液、新鲜猪肝、碘液、试管、镊子、解剖针 画出简易装置表格 实验结论： 探究高温对过氧化氢酶与Fecl3的影响。 提出问题： 提出假设： 设计实验： 试剂与器材：过氧化氢、新鲜猪肝、、Fecl3（）、试管、镊子、解剖针画出简易装置表格 实验结论： 探究pH值对过氧化氢酶的影响 提出问题：
提出假设： 设计实验： 试剂与器材：过氧化氢、蒸馏水、、、新鲜猪肝、试管、镊子、解剖针 画出简易装置表格 实验结论： 由上述实验得出结论： 酶的特性： 影响酶活性的因素： 由实验结论可推断出酶的主要成分 酶的命名。举例 酶的化学本质 一、同伴互助 四人一组讨论以上问题，补充完善。 二、提出有疑问的问题和不能理解的问题与内容。 四、自主检查 1、P59页图4-3画五遍于练习本上，并标出名称。 2、图12表示pH对人体肠淀粉酶、唾液淀粉酶、胃蛋白酶催化效率的影响；图13用来描述酶的作用机理，其中A代表底物，B代表酶。下列表述正确的是（） A．图12的曲线II可能是人体胃蛋白酶 B．图12表明各种酶对pH适应范围很广 C．图13中A和B可分别表示DNA和蛋白质 3、下列是为了认识酶作用的特性，以2%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验可以得出的结论是（） ③酶的催化对象具有专一性④高温会使酶失去活性 A．①②B．②③C．①③D．②④
催化剂与催化作用复习资料(很有用的)
第1、2章复习思考题 1、催化剂是如何定义的？ 催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。 2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？ 1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。 2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。 3）原来无法生产的过程，可以实现生产。 4）原来需要多步完成的，变为一步完成。 5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高 6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少 3、载体具有哪些功能和作用？ ①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性； ⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 4、代表催化剂性能的重要指标是什么？ 催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度 （2）催化剂的选择性：使反应向生成某一特定产物的方向进行。 （3）催化剂的稳定性：是指在使用条件下，催化剂具有稳定活性的周期 5、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？ （1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散 （2）物理过程—化学过程—物理过程 6、吸附是如何定义的？ 气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。
7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？ 本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。 不同的表现形式为：（后面） 8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？ 模型假设：①吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；④在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。 9、催化剂的比表面测定有哪些实验方法？ （1） BET法测比表面积 1）测定原理和计算方法 依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。利用BET方程进行作图，采用试验采集数据并利用图解法进行计算。 2）实验方法 测定表面积的实验方法通常有，低温氮吸附容量法、重量法和色谱法等，当表面积比较小时，采用氮吸附法。 （2）色谱法测定比表面积 色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质，吸附在液氮温度下进行。 10、何为扩散？催化剂颗粒内部存在几种扩散形式？ （1）扩散：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。 （2）1）普通扩散（分子扩散）：分子扩散的阻力来自分子间的碰撞，通常在大孔（孔径大于 100nm）或者压力较高的条件下发生的扩散多为分子扩散。 2）微孔扩散（努森扩散Kundsen）：微孔扩散的阻力重要来自分子与孔壁的碰撞 3）过渡区扩散：指介于分子扩散与微孔扩散之间的过渡区。