《代谢与酶A》PPT课件.ppt

新陈代谢与酶、 新陈代谢与,第三章 生物的新陈代谢,学习目标,1能描述新陈代谢的概念。 2通过对酶的发现过程的学习，懂得科学探索的一般方法。 理解酶的概念，并能运用酶的特性解决具体问题。 理解 ATP的生理功能和结构简式,并能用ATP的功能特性解 释具体问题。 5. 能区别动植物体内ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径。,知识网络,概念: 新陈代谢是活细胞中全部有序的化学变化的总称。 催化剂:酶 直接能源: ATP,新陈代谢,酶的发现 酶的特性,生物体与外界环境之间物质与能量的交换，以及生物体内物质与能量的转变过程。,一. 新陈代谢与酶,(一)酶的发现,1. 1773年,意大利科学家L.Spallanzani 的实验,现象:笼内肉块消失,2. 1836年德国科学家T.Schwann 从胃液中提取出了消化蛋白质的物质(后来知道是胃蛋白酶),结论:胃具有化学性消化的作用,问题: 胃液中什么物质将肉块消化?,斯帕兰札尼,施旺,1926年,美国科学家萨姆纳（J.B.Sumner）从刀豆种子中提取出了脲酶的结晶,并证明脲酶是一种蛋白质。,酶是活细胞产生的具生物催化作用的有机物（绝大多数是蛋白质，少数是RNA）。,(20世纪30年代,科学家们相继提取出许多种酶的蛋白质结晶,并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。),4. 20世纪80年代以来,美国科学家切赫（T.R.Cech）和奥特曼（S.Altman）发现少数RNA也具有生物催化作用。,来源,作用,本质,从发现酶到认识酶的本质，都离不开科学实验，可见实验对科学的重要性。科学实验可导致科学的发展，生产实践同样可导致科学的发展。因此，我们不仅要重视实验，也要重视生产实践 。,酶既然是生物催化剂，那么它和无机催化剂相比，是否一样呢？下面我们同样通过实验来探索酶的特性。,酶促反应：生物体内各种反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫底物。经反应生成的物质叫做产物。,(二) 酶的特性,1、高效性,（酶的催化效率一般是无机催化剂的 107 1013倍 ）,实验1：过氧化氢酶 和 Fe3+催化过氧化氢(H2O2） 分解成H2O和O2,过氧化氢（H2O2）在 Fe3+的催化下，可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。要比较Fe3+和过氧化氢酶的催化效率，所设计的实验中的其他条件应该相同，如两个试管中过氧化氢溶液的量应该相同， Fe3+和动物肝脏也应尽可能同时加入两个试管中，即要遵循单一变量原则。,结论,2、专一性,实验2：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,（一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应）,淀粉和蔗糖都是非还原性糖，淀粉在酶的催化下能水解为麦芽糖和葡萄糖；蔗糖在酶的催化下能水解为葡萄糖和果糖。麦芽糖、果糖、葡萄糖均属还原性糖。还原性糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的沉淀。利用这些特性，我们可设计一组对照实验来探测淀粉酶催化了什么物质的水解。,结论,3、多样性,由于生物体内化学反应的种类极多，而催化每种化学反应的是专一性的酶，因此，生物体内具有种类繁多的酶。,酶需要适宜的条件,a、最适温度下，酶的活性最高 （每种酶都有自己的最适温度 ）,b、低于或高于最适温度时，酶的活性都降低,（高温会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性）,（ 1 ）温度,（2）PH值,a、最适的pH下，酶的活性最高 （一般接近中性，少数例外，如胃蛋白酶）,b、偏酸、偏碱时，酶的 活性降低 （过酸、过碱的条件下，都会使酶的分子结构遭到破坏而失去恬性）,4、易变性,由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。,5、反应条件的温和性,酶促反应在常温、常压、生理PH条件下进行,（三）影响酶作用的因素,1、酶浓度对酶促反应的影响,2、底物浓度对酶促反应的影响,3、PH酶促反应的影响,4、温度对酶促反应的影响,请思考：人发烧时，不想吃东西，而且腹胀，不觉饿，为什么？,温度过高导致消化酶活性降低，食物消化慢。,（四）酶、激素和维生素的比较,1、从来源上看：酶是所有活细胞产生的蛋白质；激素是有专门的内分泌腺或具有内分泌功能的细胞分泌的活性物质；维生素在动物体内一般不能合成或很少合成（大肠可合成），主要从食物中摄取。,2、从特性上看：酶的催化效率很高；激素、维生素含量少，作用大。它们都是高效能物质。,3、从化学结构上看：酶主要是蛋白质类（少数是RNA）化合物。激素种类很多，有的是固醇类，有的是多肽或蛋白质，有的是氨基酸或脂肪酸的衍生物。维生素种类也很多，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环化合物，是可溶于水或溶于脂类的小分子有机物。,4、从生理上看：酶起催化化学反应的作用，大部分在细胞内，少数在细胞外（如消化酶）起作用，激素起调节作用，维生素多是酶的辅助因子的组成成分。,酶作为一种生物催化剂是细胞新陈代谢活动中不可缺少的。正由于酶的存在，细胞中的无数生化反应才能快速有序地进行。,细胞代谢每时每刻都在进行合成和分解反应，通过分解有机物，释放能量供给生命活动的需要。那么细胞内的能源物质有哪些呢？,二. 新陈代谢与ATP,2、重要能源物质？ 3、主要能源物质？ 4、储能物质？ 5、最终能源物质？,脂肪,糖类,否,1、细胞的能源物质?,有机物（糖类、脂类、蛋白质等）,葡萄糖,思考：有机物氧化分解释放的能量能否直接被用于生命活动？,6、直接能源物质？,太阳能,ATP,（一）ATP的生理功能,是生物体生命活动所需能量的直接来源。,（二）ATP的分子简式,APPP（三磷酸腺苷）, ：普通化学键,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键，在一定条件下易水解，也易重新形成。, ：高能磷酸键,A ：腺苷,P ：磷酸基团,T：三个,30.54kj/mol,ATP空间结构,ATP ADP+Pi+能量,酶,ATP：三磷酸腺苷,ADP：二磷酸腺苷,AMP：一磷酸腺苷,（RNA的基本组成单位）,APPP,APP,AP,如何理解ATP与ADP之间的相互转化,1、从反应条件上看：,ATP分解需分解酶，ATP合成需合成酶,2、从能量上看：,ATP水解释放的的能量是高能磷酸键内的化学能，而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能,3、从ATP合成与分解的场所上看：,合成：细胞质基质、线粒体、 叶绿体 水解：较多,物质是可逆的，能量是不可逆的,ATP中能量的利用：,1、机械能,纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、染色体的运动等,2、电能,神经系统传导冲动、电鳗、电鳐等,3、渗透能,主动运输逆浓度梯度运输消耗能量,4、化学能,物质合成、分解等代谢过程,5、光能,生物发光,6、热能,大部分热能散失，小部分用于细胞或恒温动物的体温,