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一、与酶催化效率有关的因素有哪些？它们是如何提高酶反应速率的？使酶具有催化效率高的因素有以下几个方面。（一）邻近与定向效应 是指酶受底物诱导发生构象变化，使底物与酶的活性中心楔合，对于双分子反应来说，两个底物能集中在酶活性中心，彼此靠近并有一定的取向。这样就大大提高了活性部位上底物的有效浓度，使一个分子间的反应变成了一个近似于分子内的反应，从而增加了反应速度。（二）底物分子敏感键扭曲变形 酶活性中心的结构有一种可适应性，当专一性底物与活性中心结合时，可以诱导酶分子构象的变化，使反应所需要的酶中的催化基团与结合基团正确的排列和定位，使催化基团能够合适地处在被作用的键的地方，这也就是前面提到过的“诱导契合”学说。与此同时，变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生“张力”，甚至“变形”，从而促进酶-底物络合物进入过渡态，降低了反应活化能，加速了酶促反应。实际上这是酶与底物诱导契合的动态过程。酶活性中心的某些基团，在底物的分步反应中，经常表现为酸碱催化与共价催化的作用。（三）酸碱催化酸碱催化有狭义的和广义的。最初，化学家们认为：酸是h+离子，碱是oh -离子。狭义的酸碱催化就是h+离子或oh -离子对化学反应速度表现出的催化作用。酸碱催化在有机化学反应中是比较普遍的现象。如在酸碱的作用下，蛋白质可能水解为氨基酸，脂肪可以水解为甘油和脂肪酸。由于细胞内的环境接近中性，h+与oh -离子的浓度都很低，因此，在生物体内进行的酶促反应，h+与oh -离子的直接作用相当微弱。随着科学的发展，概念的深化，后来把酸定义为质子的供体，碱定义为质子的受体。现在所说的酸碱催化作用，则是指组成酶活性中心的极性基团，在底物的变化中起质子的供体或受体的作用，这就是广义的酸碱催化。（四）共价催化还有一些酶以另一种方式来提高催化反应的速度，即共价催化。它是指酶活性中心处的极性基团，在催化底物发生反应的过程中，首先以共价键与底物结合，生成一个活性很高的共价型的中间产物，此中间产物很容易向着最终产物的方向变化，故反应所需的活化能大大降低，反应速度明显加快。（五）活性中心低介电微环境酶分子中的疏水侧链一般在分子内部组成疏水的非极性区，而表面则为亲水基团组成的亲水极性区。这就是说在酶分子上存在不同的微环境。酶的活性中心凹穴内相对地说是非极性的，而在疏水的非极性区介电常数低，因此，酶的催化基团被低介电环境所包围，在某些情况下排除高极性的水分子。这样，底物分子敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应力，有助于加速酶的反应。酶活性中心的这种性质也是使某些酶催化总速度增长的一个原因。二水溶性维生素及其主要生物学功能有哪些？水溶性维生素常是辅酶或辅基的组成部分。 主要包括维生素b1，维生素b2和维生素c等。一类能溶于水的有机营养分子。其中包括在酶的催化中起着重要作用的b族维生素以及抗坏血酸（维生素c）等。b1在糙米、油菜、猪肝、鱼、瘦肉中含量丰富。但生鱼中含有破坏b1的酶，咖啡、可可、茶等饮料也含有破坏b1的因子。保持循环、消化、神经和肌内正常功能；调整胃肠道的功能；构成脱羧酶的辅酶，参加糖的代谢；能预防脚气病。b2要从食物中摄取，如谷类、黄豆、猪肝、肉、蛋、奶等，也可由肠道细菌合成。冬季北方缺少阳光，植物合成v-b2也少，常出现口角炎。缺乏v-b2还可引起口腔溃疡-唇炎、舌炎、贫血等。核黄素是体内许多重要辅酶类的组成成分，这些酶能在体内物质代谢过程中传递氢，它还是蛋白质、糖、脂肪酸代谢和能量利用与组成所必需的物质。能促进生长发育，保护眼睛、皮肤的健康。b4即腺嘌呤，本品是核酸的组成成分，参与遗传物质的合成。能促进白细胞增生，使白细胞数目增加，用于防治各种原因引起的白细胞减少症，特别是用于肿瘤化学治疗时引起的白细胞减少症，也用于急性粒细胞减少症。b11缺乏叶酸则核酸合成障碍，快速分裂的细胞易受影响，可导致巨红细胞贫血（巨大而极易破碎）。叶酸容易缺乏，特别是孕妇。叶酸分布广泛，肉类中含量丰富。苯巴比妥及口服避孕药等药物干扰叶酸吸收与代谢。b12缺乏钴胺素时叶酸代谢障碍，积累甲基四氢叶酸。缺乏钴胺素可导致巨红细胞贫血。胃粘膜能分泌一种粘蛋白，可与v-b12结合，促进吸收，称为内因子。缺乏内因子时易被肠内细菌及寄生虫夺去，造成缺乏。素食者也易缺乏。抗脂肪肝，促进维生素a在肝中的贮存；促进细胞发育成熟和机体代谢；治疗恶性贫血。维生素c缺乏抗坏血酸会影响胶原合成及结缔组织功能，使毛细血管脆性增高，发生坏血病。肾上腺皮质激素的合成也需要v-c参加羟化。v-c可还原铁，促进其吸收；保护a、e及某些b族维生素免遭氧化。连接骨骼、牙齿、结缔组织结构；对毛细血管壁的各个细胞间有粘合功能；增加抗体，增强抵抗力；促进红细胞成熟。三、列举蛋白质的生物学功能。种类繁多的蛋白质具有多种多样的生物学功能，归纳起来主要具有下列5个方面：（1）作为酶，蛋白质具有催化功能。（2）作为结构成分，它规定和维持细胞的构造。（3）作为代谢的调节者（激素或阻遏物），它能协调和指导细胞内的化学过程。（4）作为运输工具，它能在细胞内或者透过细胞膜传递小分子或离子。（5）作为抗体，它起着保护有机体，防御外物入侵的作用。蛋白质是一切生命现象不可缺少的，即使像病毒、类病毒那样以核酸为主体的生物，也必须在它们寄生的活细胞的蛋白质的作用下，才能表现出生命现象。四、论述酶在化学工业中的应用洗涤剂工业：洗衣粉里的酶主要是脂肪酶， 分解油污用的碱性蛋白酶类 易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍，加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。 淀粉酶类餐厅洗碗机的洗涤剂，用于去除难溶的淀粉残迹等。酿酒工业：麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。 将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽，从而提高乙醇的产量。 一葡聚糖酶 分解-葡聚糖，降低麦汁粘度，加快麦汁过滤速度，避免因-葡聚糖引起的啤酒混浊。 木瓜蛋白酶 去除啤酒储存过程中生成的混沌物乳制品工业： 凝乳酶 奶酪生产的凝结剂，并可用于分解蛋白质。酸奶，用的是乳酸菌内的酶，可以把牛奶中的蛋白质变成可口的乳酸乳糖酶 降解乳糖为葡萄糖和半乳糖，获得没有乳糖的牛乳制品，有利于乳品的消化吸收： 制糖工业： 淀粉酶等 将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆 葡萄糖异构酶 用于将葡萄糖转化为甜度高的果糖，生产高果糖浆。五、论述现代生物化学技术在环境保护中的作用。目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2 500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，用现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 1、现代生物技术与环境保护 与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2） 利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 （3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 2、现代生物技术在环境保护中的应用 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 。 化学农药污染的消除 一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为