普通生物学第4章 代谢 酶
高二生物新陈代谢与酶知识点总结归纳

高二生物新陈代谢与酶知识点总结归纳名词:1、酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能)的一类有机物。
大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有的是RNA。
2、酶促反应:酶所催化的反应。
语句:1、酶的发现:①、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;②、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;③、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;④20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
2、酶的特点:在一定条件下,能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,而反应前后酶的性质和质量并不发生变化。
3、酶的特性:①高效性:催化效率比无机催化剂高许多。
②专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③酶需要适宜的温度和pH值等条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。
温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
原因是过酸、过碱和高温,都能使酶分子结构遭到破坏而失去活性。
4、酶是活细胞产生的,在细胞内外都起作用,如消化酶就是在细胞外消化道内起作用的;酶对生物体内的化学反应起催化作用与调节人体新陈代谢的激素不同;虽然酶的催化效率很高,但它并不被消耗;酶大多数是蛋白质,它的合成受到遗传物质的控制,所以酶的决定因素是核酸。
5、既要除去细胞壁的同时不损伤细胞内部结构,正确的思路是:细胞壁的主要成分是纤维素、酶具有专一性,去除细胞壁选用纤维素酶使其分解。
血液凝固是一系列酶促反应过程,温度、酸碱度都能影响酶的催化效率,对于动物体内酶催化的最适温度是动物的体温,动物的体温大都在35℃左右。
6、通常酶的化学本质是蛋白质,主要在适宜条件下才有活性。
胃蛋白酶是在胃中对蛋白质的水解起催化作用的。
胃蛋白酶只有在酸性环境(最适PH=2左右)才有催化作用,随pH升高,其活性下降。
当溶液中pH上升到6以上时,胃蛋白酶会失活,这种活性的破坏是不可逆转的。
普通生物学课后答案
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陈阅增普通生物学课后思考题答案第一章绪论:生物界与生物学1 .生命体细胞作为基本单位的组构,有哪些重要的特点?细胞是生命的基本单元。
生物有机体(除病毒外)都是由细胞组成的。
细胞由一层质膜包被:质膜将细胞与环境分隔开来,并成为它与环境之间进行物质与能量转换的关口。
在化学组成上,细胞与无生命物体的不同在于细胞中除了含有大量的水外,还含有种类繁多的有机分子,特别是起关键作用的生物大分子:核酸、蛋白质、多糖、脂质。
由这些分子构成的细胞是结构异常复杂且高度有序的系统,在一个细胞中除了可以进行生命所需要的全部基本新陈代谢活动外,还各有特定的功能。
整个生物体的生命活动有赖于其组成细胞的功能的总和。
3 .在五界系统中,为什么没有病毒?五界系统根据细胞结构和营养类型将生物分为五界,病毒不具细胞形态,由蛋白质和核酸组成,没有实现新陈代谢所必需的基本系统,不包含在五界系统中。
4 .在二界或三界系统中,细菌、真菌均隶属于植物界,在五界系统中,它们都从植物界中划出来,或独立或为原核生物界和真菌,这样做的理由是什么?二界系统中,细菌和蓝藻属于植物界,但是它们的细胞结构显然处于较低水平,它们没有完整的细胞核(染色体是一个环状的DNA 分子,没有核膜), 也没有线粒体、高尔基体等细胞器。
蓝藻和某些细菌有光合作用,但不应因此就把它们放入植物界。
它们有光合作用只是说明生命在进化到原核生物阶段就有利用光能,进行光合作用的能力。
真菌是是进化的产物,腐食营养,独立为真菌界。
5.三叶草-蝴蝶-蜻蜓-蛙-蛇-鹰是一种常见的食物链,但其中没有分解者,试将分解者以适当的方式加到这个食物链中。
6 .分子生物学的发展如何深化和发展了人们关于生物界统一性的认识?分子生物学告诉我们,所有生物的细胞是由相同的组分如核酸、蛋白质、多糖等分子所构建的。
细胞内代谢过程中每一个化学反应都是由酶所催化的,而酶是一种蛋白质。
所有的蛋白质都由20 种氨基酸以肽键的方式连接而成。
酶与代谢知识点总结
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酶与代谢知识点总结酶是一类生物催化剂,能够加速化学反应的进行,而不参与反应本身。
在生物体内,代谢是维持生命活动所必需的过程之一,其中酶发挥着重要的作用。
本文将对酶与代谢相关的知识点进行总结。
1. 酶的性质与功能1.1 酶的特点:酶是蛋白质的一种,具有高度选择性和专一性。
每种酶都对特定的底物具有专一的识别和催化作用。
1.2 酶的催化机制:酶能够通过降低反应的活化能,加速化学反应的进行。
它们通过与底物结合形成酶底物复合物,使反应速率大大增加。
1.3 酶的命名:酶通常根据底物名称加上“酶”后缀来命名,如葡萄糖酶、乳酸脱氢酶等。
2. 酶的分类与命名规则2.1 按催化反应类型分类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、异构酶等。
2.2 按底物类型分类:脂肪酶、糖苷酶、酯酶等。
2.3 命名规则:根据酶所催化的反应类型和底物名称,结合“酶”后缀进行命名。
3. 代谢的类型与过程3.1 异化代谢:指生物体合成复杂有机物质的过程,如光合作用中植物通过光能合成葡萄糖。
3.2 同化代谢:指生物体将外界的有机物质分解并利用的过程,如动物消化食物中的葡萄糖来提供能量。
3.3 产能与储能代谢:产能代谢指有机物质被氧化释放能量的过程,产生ATP;储能代谢是将能量储存为脂肪或糖类物质,以备不时之需。
4. 酶在代谢过程中的作用4.1 酶在消化过程中的作用:胃蛋白酶、胰蛋白酶等酶催化蛋白质分解为氨基酸,为身体提供能量和修复组织。
4.2 酶在呼吸过程中的作用:呼吸链中的酶催化氧化反应,将有机物氧化为水和二氧化碳,并释放大量能量。
4.3 酶在植物光合作用中的作用:光合作用中的酶催化光能转化为化学能,合成有机物质,释放氧气。
4.4 酶在生物体内的调节:酶活性受到许多因素的调控,包括温度、pH值、底物浓度等。
适宜的条件可以增加酶的催化效率。
5. 酶的应用5.1 酶在食品工业中的应用:酶可用于面包发酵、乳制品加工等过程,提高产品品质。
5.2 酶在医药领域的应用:酶在药物合成、酶替代治疗等方面有着重要作用。
普通生物学-名词解释简答题部分答案
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普通生物学-名词解释简答题部分答案第二章问答题1 为什么脂肪比糖类更适合作为动物的能量贮藏物质?答:等量的脂肪比糖类含的能量多,脂肪属于油脂,主要是不饱和烃的混合物,其中的碳和氢的含量很高,糖类(葡萄糖)是多羟基的醛,有羟基在,自身就含有更多的氧元素(处于氧化态)。
人体代谢是氧化反应,所以脂肪能量高。
2 请简述蛋白质的四级结构,其中高级结构是由低级结构决定的吗?是什么力量保持四级结构的稳定?答:蛋白质的四级结构是指蛋白质的多条多肽链(两个或两个以上)之间相互作用形成的更为复杂聚合物的一种结构形式,主要描述蛋白质亚基空间排列以及亚基之间的链接和相互作用,不涉及亚基内部结构。
高级结构是由低级结构决定的。
蛋白质亚基之间主要通过疏水作用、氢键、范德华力等作用力形成四级结构。
其中最主要的是疏水作用。
3 分类在外太空寻求生命的时候,最关注的就是有没有水的存在,为什么?请说明水对于生命的重要性。
答:水是很多物质的溶剂,任何反应都要在这里才能进行。
同样它也参与生物的代谢。
生物体60%-70%都是水,故没有水就没有生命。
○1水是细胞的良好溶剂。
○2水在生命体内可以起到运输物质的作用○3细胞内的代谢都在水中进行。
○4细胞中的结合水是细胞结构中不可缺少的成分。
4 列出DNA结构与RNA结构的三个区别答:○1组成的五碳糖不一样,RNA是核糖,DNA 是脱氧核糖。
○2DNA是双链,RNA是单链。
○3DNA为双螺旋结构,RNA是无规则的。
5 细胞中有哪些主要的生物大分子?举例说明它们在生命活动中的重要作用。
答:糖类、脂质、蛋白质、核酸糖类:葡萄糖是主要的供能物质。
脂质:脂肪是生物体主要的贮能物质。
磷脂、胆固醇是细胞膜的重要成分。
蛋白质:○1是细胞结构的基础(结构蛋白)○2贮藏(卵清蛋白)○3防御(抗体)○4转运(血液中的血红蛋白)○5信号(激素)○6催化(酶)○7运动(收缩蛋白)核酸:DNA是遗传物质,是遗传信息的携带者。
普通生物学细胞代谢
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C3
C5
14
光合作用光反应与碳反应的区别
项目 部位
条件
光反应 叶绿体类囊体膜
光、色素、酶、水
ADP+Pi →ATP
碳反应 叶绿体基质
多种酶、CO2 、ATP、 NADPH
CO2+C5
酶
2C3
物质变化
H2O →2H++1/2O2+e NADP+还原为NADPH
(CO2的固定)
2C3
[ H ] AT P
12
(二)光合作用过程
光反应: 必须有光才能 C 进行,由光合色素 将光能转变成化学 能并形成 ATP和 C NADPH, 放出O2 的过程。
5
3
碳反应:
有光无光都可进 行,是利用ATP和 NADPH的化学能使 CO2还原成糖类等 有机物的过程。
该反应在叶绿体 基质中进行。
13
该反应在叶绿 体基粒类囊体膜上 进行。
25
◆叶绿体进行光合磷酸化必须同时具备: (1)电子传递; (2)类囊体膜内外有质子梯度; (3)有活性的ATP酶。
26
3、二氧化碳同化 (1)C3途径(C3 pathway)
◆在卡尔文循环中, 固定CO2产生的中间体是三碳的3-磷酸-甘 油酸(3-phosphoglyceric acid,3-PGA),所以将CO2的这种固 定途径称为C3途径,并将通过这种途径固定CO2的植物称为 C3植物。
酶பைடு நூலகம்
(CH2O)
(C3的还原)
能量转换 联系
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→有机物 中稳定的化学能
光反应为碳反应提供了NADPH、ATP;碳反应为光反应提 供ADP、Pi和NADP+。
普通生物学第4章--细胞代谢PPT课件
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小分子和离子进出细胞要 横穿细胞膜。
2021
(一)被动运输(passive transport)
不需要消耗细胞代谢的能量,而将物质 从浓度高的一侧经细胞膜转运至浓度 低的一侧,动力来自于浓度梯度形成的势 能。
简单扩散
协助扩散
离子通道扩散
易化扩散(载体)
(帮助扩散)
高浓度
低浓度
不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白 分子而使物质顺浓度梯度从膜的一侧 转运到另一侧的运输方式。
①神经末梢膜上的电压闸
门Ca2+通道
①
②肌肉细胞膜上的配体闸
门通道 ③肌肉细胞膜上的电压闸
② ③
门Na+通道
④
④肌浆网上的钙离子通道
2021 ❖神经肌肉接头处的闸门通道
①当冲动到达神经末梢 ,去极化发生,膜电位降低 ,引起神经末梢膜上的电压 闸门通道开放,Ca2+急速进 入神经末梢,刺激分泌神经 递质——乙酰胆碱;②释放 的乙酰胆碱与肌肉细胞膜上 的配体闸门通道上的特异部 位(受体)结合,闸门瞬间 开放,Na+大量涌入细胞, 引起局部膜去极化,膜电位 改变;
2021
3. 酶的催化机理
酶是通过与底物形成中间产物,降低反应的活 化能来加速化学反应速度的。酶分子中存在有活性 中心,活性中心由催化基团和结合基团组成。在酶 与底物分子相互接近的过程中,底物分子诱导酶 的活性中心结构发生利于与底物结 合的变化。酶与底物接触,酶分子 通过结合基团与底物分子互补契合, 催化基团催化底物分子中键断裂或 形成新的化学键,底物转化为产物, 产物由酶分子上脱落下来,酶又恢 复到原来构象。
E + S --→ ES --→ P + S E:酶 S:底物 P:产物
普通生物学:第4章:细胞代谢
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干土
五年后
普列斯特莱实验
1772年,Joseph Priestley 首次报导了 有关气体参与光合作用的证据。
他的实验是让一支蜡烛在盖有薄荷枝条的 玻璃罩内燃烧熄灭。
蜡烛任其燃烧直至熄灭 间 隔 几 天
没有蜡烛
间 隔 几 天
没有植物 间 隔 几 天
蜡烛能再次点燃 老鼠活着
植物死亡
蜡烛不能燃烧 老鼠死亡
2、酶的化学本质
酶的化学本质:酶是活细胞产生的具有催化活 性的蛋白质。
有的酶仅仅由蛋白质组成,如:核糖核 酸酶;有的酶除了主要由蛋白质组成外,还 有一些金属离子或小分子参与。这些金属离 子或小分子是酶活性所必须的,称为辅酶/ 辅基或辅助因子。
3、酶催化作用的机理 (1)降低活化能
催化剂只能催化原来可以进行的反应,加快 其反应速度。
Krebs循环 底物水平磷酸化 +2ATP(线粒体) 8分子NADH可生成 +20ATP(线粒 体)
总2分计子F生ADH成2可:生成 +3+ATP3(0线A粒T体P)
生物体可利用各种有机分子作燃料。
除了葡萄糖,其他生物分子,包括脂类、 氨基酸、核苷酸等,都可以通过三羧酸循环途 径,彻底氧化为 CO2 和 H2O ,同时产生能量。
• 核酶(英语:Ribozyme,又译核糖酶) 是具有催化功能的RNA分子 .核酶的发 现对于所有酶都是蛋白质的传统观念提 出了挑战。
二 细胞呼吸
1、呼吸作用的概念:
生活细胞内的有机物在酶的参与下 逐步氧化并释放能量的过程。
通常意义的呼吸与细胞呼吸的相互关系
2、呼吸作用类型
➢ 有氧呼吸:
指生活细胞利用分子氧,将某些有机物质彻底
动物体内酶的最适pH多在 6—8之间,但不同酶的最适pH 差别很大;
高二生物的新陈代谢;第四章 生命活动的调节人教版知识精讲知识精讲
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高二生物的新陈代谢;第四章生命活动的调节人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:生物的新陈代谢;第四章生命活动的调节二.学习内容:本节介绍了新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型两部分。
明确了新陈代谢中的物质代谢、能量代谢、同化作用、异化作用以及它们之间的关系。
关于新陈代谢的类型,通过对同化作用的两种不同类型(自养型、异样型)和异化作用的两种不同类型(需氧型、厌氧型)的分别讲述,将生物界的代谢方式进行概括。
介绍新陈代谢与酶的关系,新陈代谢与ATP 的关系。
三. 学习重点:1. 新陈代谢的基本类型及区别四. 学习难点:新陈代谢的概念。
生物体内任何物质变化都伴随着能量变化,同化作用和异化作用是相互依存的,同化作用中有异化作用,异化作用中包含同化作用,所有的反应都离不开酶的催化及内环境的稳态,酶对生物生命活动的重要意义,A TP在生命活动过程中的重要作用,ATP的转化过程。
五.学习过程:(一)新陈代谢1. 概念新陈代谢:是活细胞中全部有序的化学变化的总称,包括物质代谢、能量代谢两个方面(1)物质代谢:生物体与外界之间的物质交换和生物体内的物质转变过程(2)能量代谢:生物体与外界之间的能量交换和生物体内的能量转变过程2. 新陈代谢的基本类型(1)同化作用两种类型根据在同化作用过程中能否利用无机物制造有机物分①自养型:在同化作用过程中,能够将从外界环境中摄取的无机物转变成自身组成物质,并且储存能量光能自养绿色植物,光合作用制造有机物储能化能合成少数种类的细菌:硝化细菌、硫细菌、铁细菌等硝化细菌能将土壤中的氨(NH3)转化成亚硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3),并且利用这个氧化过程所释放出的能量合成有机物②异养型在同化作用过程中,能够将从外界环境中摄取的现成有机物转变成自身组成物质,并且储存能量人、动物、腐生真菌、寄生真菌注意:红螺菌——光能异样型。
其体内具有光合色素,能利用光能,在缺氧条件下,以有机酸、醇等有机物作为营养物质,使自身迅速繁殖。
理解体内代谢:高中生物新陈代谢与酶教案
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理解体内代谢:高中生物新陈代谢与酶教案关于理解体内代谢,这是一门非常重要的学科,因为它涵盖了我们人类身体内部进行的所有代谢反应。
但是,要想真正理解体内代谢,我们首先需要了解什么是新陈代谢,以及新陈代谢在人体内的作用。
新陈代谢是指生物体内的化学反应总称。
在生物体内,所有的分子(例如蛋白质、碳水化合物和脂肪等)都需要通过代谢反应转换成其他物质。
这些代谢反应既可以产生能量,也可以用于维持生物体的生命必需物质。
换句话说,新陈代谢是组成生命的基本过程之一,使生物体内部的分子能够得到不断更新和维护。
在人体内,新陈代谢主要由酶催化产生。
酶是一种生物体内的大分子,它会加速化学反应的发生,从而使代谢反应更加高效。
例如,当我们食物中的淀粉质被消化成葡萄糖时,需要酶的催化才能够完成。
这也是为什么使用酶作为新陈代谢的催化剂非常重要的原因。
另外,我们还需要了解代谢的类型,以便更好地理解体内代谢的过程。
代谢可分为两种类型:合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指分子通过化学反应形成,这通常需要使用能量。
而分解代谢是指分子被分解为更小的单位,通常会释放出能量。
在人体内,代谢的类型还可以分为三个类别:糖类代谢、脂质代谢和蛋白质代谢。
糖类代谢包括人体内的糖类分子,如葡萄糖。
脂质代谢是指人体内的脂类分子,例如脂肪酸和甘油。
蛋白质代谢则是指人体内的蛋白质分子,例如我们身体内的肌肉和骨骼等。
了解代谢的类型和酶的作用是理解体内代谢的关键。
这也是高中生物中这个话题的主要内容。
在教学中,可以利用实验室、展示和课堂活动等不同的教学方法来帮助学生更好地理解体内代谢。
例如,可以让学生进行酶催化实验,通过观察不同酶对分子的加速作用来帮助他们了解酶的作用。
展示人体代谢链的学生,了解人体内不同代谢的过程,并且以生动有趣的方式来呈现这些内容,将更容易使学生对体内代谢产生兴趣。
体内代谢是人类身体运转的基石。
了解这个过程的原理,能够使我们更好地了解我们的身体以及它是如何运转的。
高中生物细胞代谢与酶考点
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高中生物细胞代谢与酶考点在高中生物的学习中,细胞代谢与酶是一个至关重要的知识点。
细胞代谢是细胞内一系列有序化学反应的总和,而酶则在其中扮演着不可或缺的角色。
理解细胞代谢与酶的相关知识,对于我们深入掌握生物的生命活动规律具有重要意义。
首先,我们来了解一下细胞代谢的概念。
细胞代谢包括物质代谢和能量代谢两方面。
物质代谢涉及细胞内各种物质的合成与分解,比如蛋白质的合成、糖类的分解等;能量代谢则包括能量的储存、释放和转化,例如细胞呼吸过程中有机物中的化学能转化为 ATP 中的活跃化学能。
细胞代谢之所以能够有条不紊地进行,离不开酶的催化作用。
酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA。
酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。
高效性是酶的一个显著特点。
与无机催化剂相比,酶能够极大地提高化学反应的速率。
例如,过氧化氢在无机催化剂 Fe³⁺的催化下分解速率较慢,而在过氧化氢酶的催化下,分解速率会大幅提高。
这使得细胞内的各种化学反应能够迅速进行,以满足细胞生命活动的需求。
专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。
这就好像一把钥匙开一把锁,每种酶都有其特定的底物和催化反应。
例如,淀粉酶只能催化淀粉的水解,而不能催化纤维素的水解。
这种专一性保证了细胞代谢的精确性和有序性。
酶的作用条件温和也十分重要。
酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的,通常在常温、常压和接近中性的条件下。
然而,这也意味着酶的活性容易受到外界环境因素的影响。
比如温度、pH 值、底物浓度、酶浓度等,都会对酶的活性产生影响。
温度对酶活性的影响具有双重性。
在一定范围内,随着温度的升高,酶的活性逐渐增强;但当温度超过一定限度时,酶的活性会迅速下降,甚至失活。
这是因为高温会破坏酶的空间结构,使其失去催化功能。
pH 值对酶活性的影响也类似。
不同的酶具有不同的最适 pH 值,在最适 pH 值条件下,酶的活性最高;偏离最适 pH 值,酶的活性都会降低,过酸或过碱都会导致酶失活。
人教版高一生物必修一:知识讲解_酶与细胞代谢
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酶与细胞代谢编稿:闫敏敏审稿:宋辰霞【学习目标】1、重点理解酶的概念,掌握酶在细胞代谢中的作用。
2、重点掌握酶催化功能的特性:高效性、专一性、酶的作用条件温和。
3、明确控制变量在实验过程中的方法和作用(难点)。
4、酶降低化学反应活化能的原理(难点)。
【要点梳理】要点一、酶在细胞代谢中的作用1、细胞代谢(1)场所:细胞内(2)实质:各种化学反应的总称(3) 意义:细胞生命活动的基础2、比较过氧化氢在不同条件下的分解实验(1)实验原理:水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为H2O和 O2的速率。
(3)要点诠释:对照组与试验组:对照组——设置的实验结果已知的组别;实验组:设置的要探究的未知结果的组别。
(4)实验结论3、酶降低化学反应的活化能H2O2分解所需活化能比较:(1)同无机催化剂比较,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
(2)细胞内由于存在酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。
要点二、酶的本质1、概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
2、酶的本质 化学本质 多数是蛋白质 少数是RNA 组成单位 氨基酸 核糖核苷酸 来源 核糖体的合成 DNA 的转录生理作用 具有催化作用 作用原理降低化学反应的活化能蛋白质类的酶具蛋白质的特性: (1) 能被蛋白酶水解而失活 (2) 高温、强酸、强碱等可使酶变性 (3) 与双缩脲试剂反应呈紫色。
3、酶本质的实验验证 组别 证明酶是蛋白质 证明酶是RNA实验设计 结果 实验设计 结果 实验组 待测酶液+双缩脲试剂 是否出现紫色 待测酶液+吡罗红染液 是否出现红色 对照组已知蛋白质+双缩脲试剂出现紫色已知RNA 液+吡罗红染液出现红色要点三、酶的特性1、酶的特性【高清课堂:酶与细胞代谢】(00:27:00~00:28:50)(1)高效性:酶的催化效率是无机催化效率的107~1013倍,这说明酶具有高效性的特点。
【高中生物】高中生物必修之新陈代谢与酶
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【高中生物】高中生物必修之新陈代谢与酶高中生物所需的新陈代谢和酶,希望同学们能牢牢把握,不断进步!名词:1、酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能)的一类有机物。
大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有的是rna。
2、酶促反应:酶所催化的反应。
3、底物:酶催化作用中的反应物叫做底物。
声明:1。
酶的发现:① 1783年,意大利科学家斯巴兰基尼通过实验证明,胃具有化学消化的功能;② 1836年,德国科学家史旺从胃液中提取胃蛋白酶;③ 1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;④ 20世纪80年代,美国科学家切赫和奥尔特曼发现少量RNA也具有生物催化作用。
2.酶的特性:在一定条件下,生物体内可以快速进行复杂的化学反应,反应前后酶的性质和质量不变。
3.酶的特性:① 高效:催化效率远高于无机催化剂。
② 特异性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③ 酶需要适宜的温度和pH值:在最适宜的温度和pH值下,酶的活性最高。
如果温度和pH值升高或降低,酶活性会显著降低。
这是因为过酸、过碱和高温会破坏酶的分子结构,使其失去活性。
4.酶由活细胞产生,在细胞内外都起作用。
例如,消化酶在细胞外消化道工作;酶催化生物体内的化学反应,这与调节人类新陈代谢的激素不同;该酶催化效率高,但不消耗;大多数酶是蛋白质,它们的合成受遗传物质控制,因此酶的决定因素是核酸。
5.必须在不损坏电池内部结构的情况下移除电池壁。
正确的想法是:细胞壁的主要成分是纤维素,酶是特异性的。
选择纤维素酶分解细胞壁。
血液凝固是一系列酶促反应过程。
温度和pH值会影响酶的催化效率。
动物体内酶催化的最适温度是动物的体温,大多在35℃左右。
6.一般来说,酶的化学本质是蛋白质,主要在适当的条件下具有活性。
胃蛋白酶催化胃中蛋白质的水解。
胃蛋白酶只能在酸性环境(最适pH值约为2)中催化,其活性随pH值的升高而降低。
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第四章代谢
酶
V生命的两大基本条件
生物体的自我复制
生物体能高效性和选择性地催化特定的化学反应
静置
CO
2+ H
2
O
人体内几秒钟
V具有高度的底物专一性
V极大的促进化学反应的进程V在水溶液中行使催化功能V反应温度和pH条件温和
酶的简介
V18世纪对胃分泌物消化食物的研究
V19世纪50年代,Louis Pasteur 酵素
V1897年,Eduard Buchner酵母的提取物
V1926年,James Sumner 脲酶
V20世纪30年代J.B.S.Haldane酶与其底物的弱结合作用是导致底物分子形变及催化的核心
V1981~1982年,Thomas R.Cech Ribozyme V1986年,Richard Lerrur和Peter Schaltz
abzyme
一、酶是生物催化剂
V1.酶的概念
V酶是生物体内一类具有催化活性和特定空间构象的生物大分子,包括蛋白质和核酸。
除了核酶,所有的酶都是蛋白质。
V2.酶催化的特点(1)酶和一般催化剂的共性 加快反应速度
不改变平衡常数
自身不参与反应
V(2) 酶作为生物催化剂的作用特性
酶易失活
常温、常压和接近中性pH值条件
酶具有很高的催化效率
酶具有高度专一性:被作用的反应物通常称为底物substrate
反馈抑制调节酶活性A B
抑制剂和激活剂对酶活性的调节
体内某些物质的合成只能由酶促反应完成
V(3)酶的专一性
立体异构专一性:酶作用的底物应具有特定的立体结构才能被催化。
这种专一性包括光学异构专一性和几何异构专一性
非立体异构专一性:如果一种酶不具有立体
化学专一性,可从底物的化学键以及组成该化学键的基团来考虑专一性。
立体异构专一性
V 光学异构专一性
9当底物具有立体异构时,酶只能作用于其中的一种
L -氨基酸+H 2O+O 2α-酮酸+NH 3+H 2O 2
L氨基酸氧化酶
一种琥珀酸脱氢酶
CH2COOH
琥珀酸脱氢酶
CH2COOH
V(4)关于酶的专一性的假说
锁与钥匙lock and key学说:
1894年,Fisher提出酶与底物为锁与钥匙的关系,来说明酶与底物之间严格的互补关系
局限:不能解释酶的逆反应
V 诱导契合假说induced -fit hypothesis
1958年,Koshland 酶蛋白受底物分子诱导,其构象发生有利于底物结合的变化E S
E
E S
三酶的作用机制
V1.酶催化作用的本质:降低反应活化能。
生物氧化,细胞呼吸
V生物氧化(biological oxidation):
糖、脂肪和蛋白质等有机物在生物体内氧化分解,最终彻底氧化成二氧化碳和水,并伴有ATP的生成和能量释放的过程称为生物氧化。
生物氧化表现为细胞内氧的消耗和二氧化碳的生成,因此又称为细胞氧化(cellular
oxidation) 或细胞呼吸(cellular respiratory)。
V真核生物:线粒体
V原核生物:细胞质膜
呼吸链的定义
V Respiratory chain
代谢物分子的氢先经脱氢酶激活而脱出,脱下的氢再经一个或几个中间传递体按一定的顺序传递,最终与分子氧结合成水,起传递氢或电子作用的酶或辅酶称为电子传递体,它们按一定的顺序排列在线粒体内膜上,组成递氢或递电子体系,称为电子传递链ETS electron-transport system。
该
体系进行的一系列连锁反应是与细胞摄取氧的呼吸过程相关,故又称为呼吸链。
S NADH
H+
FMN
(Fe-S)
QH2 2H
2FAD
(Fe-S)QH2
2e
2H+
有氧细胞呼吸-糖
V1、糖酵解glycolysis
V2、丙酮酸氧化脱羧oxidation and decarboxylation of pyruvate
V3、柠檬酸循环citric acidcycle
V4、电子传递链chain of electron
transport
2CH3COCOOH
6CO2+8NADH+2FADH2+energy(2ATP +HEAT)
一个外周膜蛋白,F0整
合在膜中
生理情况下,通道的开
关是受调控的,H+只
能从线粒体内膜外侧流
向基质侧
构成质子通道
F。