《代謝與酶A》PPT課件

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1、新陳代謝與酶、新陳代謝與ＡＴＰ第三章生物的新陳代謝學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能描述新陳代謝的概念。2．通過對(duì)酶的發(fā)現(xiàn)過程的學(xué)習(xí)，懂得科學(xué)探索的一般方法。理解酶的概念，并能運(yùn)用酶的特性解決具體問題。理解ATP的生理功能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,并能用ATP的功能特性解釋具體問題。5.能區(qū)別動(dòng)植物體內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的形成途徑。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)概念:新陳代謝是活細(xì)胞中全部有序的化學(xué)變化的總稱。催化劑:酶直接能源:ATP新陳代謝酶的發(fā)現(xiàn)酶的特性生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)與能量的交換，以及生物體內(nèi)物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)變過程。一.新陳代謝與酶(一)酶的發(fā)現(xiàn)1.1773年,意大利科學(xué)家L.Spallanzani的實(shí)驗(yàn)

2、現(xiàn)象:籠內(nèi)肉塊消失2.1836年德國(guó)科學(xué)家T.Schwann從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)(后來(lái)知道是胃蛋白酶)結(jié)論:胃具有化學(xué)性消化的作用問題:胃液中什么物質(zhì)將肉塊消化?斯帕蘭札尼施旺1926年,美國(guó)科學(xué)家薩姆納（J.B.Sumner）從刀豆種子中提取出了脲酶的結(jié)晶,并證明脲酶是一種蛋白質(zhì)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具生物催化作用的有機(jī)物（絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA）。(20世紀(jì)30年代,科學(xué)家們相繼提取出許多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì)。)4.20世紀(jì)80年代以來(lái),美國(guó)科學(xué)家切赫（T.R.Cech）和奧特曼（S.Altman）發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催

3、化作用。來(lái)源作用本質(zhì)從發(fā)現(xiàn)酶到認(rèn)識(shí)酶的本質(zhì)，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可見實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)的重要性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展，生產(chǎn)實(shí)踐同樣可導(dǎo)致科學(xué)的發(fā)展。因此，我們不僅要重視實(shí)驗(yàn)，也要重視生產(chǎn)實(shí)踐。酶既然是生物催化劑，那么它和無(wú)機(jī)催化劑相比，是否一樣呢？下面我們同樣通過實(shí)驗(yàn)來(lái)探索酶的特性。酶促反應(yīng)：生物體內(nèi)各種反應(yīng)，幾乎都是由酶催化的。酶所催化的反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中被酶作用的物質(zhì)叫底物。經(jīng)反應(yīng)生成的物質(zhì)叫做產(chǎn)物。(二)酶的特性1、高效性（酶的催化效率一般是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍）實(shí)驗(yàn)1：過氧化氫酶和Fe3+催化過氧化氫(H2O2）分解成H2O和O2過氧化氫（H2O2）在Fe3+

4、的催化下，可分解成H2O和O2，動(dòng)物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個(gè)反應(yīng)。要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率，所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中的其他條件應(yīng)該相同，如兩個(gè)試管中過氧化氫溶液的量應(yīng)該相同，F(xiàn)e3+和動(dòng)物肝臟也應(yīng)盡可能同時(shí)加入兩個(gè)試管中，即要遵循單一變量原則。結(jié)論2、專一性實(shí)驗(yàn)2：淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用（一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)）淀粉和蔗糖都是非還原性糖，淀粉在酶的催化下能水解為麥芽糖和葡萄糖；蔗糖在酶的催化下能水解為葡萄糖和果糖。麥芽糖、果糖、葡萄糖均屬還原性糖。還原性糖能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的沉淀。利用這些特性，我們可設(shè)計(jì)一組對(duì)

5、照實(shí)驗(yàn)來(lái)探測(cè)淀粉酶催化了什么物質(zhì)的水解。結(jié)論3、多樣性由于生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的種類極多，而催化每種化學(xué)反應(yīng)的是專一性的酶，因此，生物體內(nèi)具有種類繁多的酶。酶需要適宜的條件a、最適溫度下，酶的活性最高（每種酶都有自己的最適溫度）b、低于或高于最適溫度時(shí)，酶的活性都降低（高溫會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性）（1）溫度（2）PH值a、最適的pH下，酶的活性最高（一般接近中性，少數(shù)例外，如胃蛋白酶）b、偏酸、偏堿時(shí)，酶的活性降低（過酸、過堿的條件下，都會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去恬性）4、易變性由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞。5、反應(yīng)條件的溫和性酶促反應(yīng)在常溫、

6、常壓、生理PH條件下進(jìn)行（三）影響酶作用的因素1、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響反應(yīng)速率酶的濃度反應(yīng)速率底物濃度2、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響反應(yīng)速率PH最適PH反應(yīng)速率溫度最適溫度3、PH酶促反應(yīng)的影響4、溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響請(qǐng)思考：人發(fā)燒時(shí)，不想吃東西，而且腹脹，不覺餓，為什么？溫度過高導(dǎo)致消化酶活性降低，食物消化慢。（四）酶、激素和維生素的比較1、從來(lái)源上看：酶是所有活細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)；激素是有專門的內(nèi)分泌腺或具有內(nèi)分泌功能的細(xì)胞分泌的活性物質(zhì)；維生素在動(dòng)物體內(nèi)一般不能合成或很少合成（大腸可合成），主要從食物中攝取。2、從特性上看：酶的催化效率很高；激素、維生素含量少，作用大。它們都

7、是高效能物質(zhì)。3、從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看：酶主要是蛋白質(zhì)類（少數(shù)是RNA）化合物。激素種類很多，有的是固醇類，有的是多肽或蛋白質(zhì)，有的是氨基酸或脂肪酸的衍生物。維生素種類也很多，有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、雜環(huán)化合物，是可溶于水或溶于脂類的小分子有機(jī)物。4、從生理上看：酶起催化化學(xué)反應(yīng)的作用，大部分在細(xì)胞內(nèi)，少數(shù)在細(xì)胞外（如消化酶）起作用，激素起調(diào)節(jié)作用，維生素多是酶的輔助因子的組成成分。酶作為一種生物催化劑是細(xì)胞新陳代謝活動(dòng)中不可缺少的。正由于酶的存在，細(xì)胞中的無(wú)數(shù)生化反應(yīng)才能快速有序地