第十讲 生命体系中能量获得与转换

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生命的物质变化和能量转换(P1-6)

生命的物质变化和能量转换(P1-6)

同化作用与异化作用(比较) 比较)
反应类型 物质代谢
物质,转变为自 物质, 身物质
能量代谢 储存能量
同化作用 从外界摄取营养
异化作用 分解自身物质
释放能量
实例区分、根据描述的现象区分反应的种类) (※ 能实例区分、根据描述的现象区分反应的种类)
合成反应和分解反应
阅读教材了解:何为合成反应和分解反应? 阅读教材了解:何为合成反应和分解反应? 合成反应:由小分子形成大分子。 合成反应:由小分子形成大分子。 分解反应:将大分子分解成小分子。可以 分解反应: 大分子分解成小分子。 分成水解反应和氧化分解反应。 分成水解反应和氧化分解反应。 水解反应:消耗一分子水。 水解反应:消耗一分子水。 氧化分解反应:不消耗水,释放氢和能量。 氧化分解反应:不消耗水,释放氢和能量。 能根据给出的反应式准确区分各种反应。 ※ 能根据给出的反应式准确区分各种反应。
※ 观察、比较并记录各试管产生气泡的量,并以点燃的香 观察、比较并记录各试管产生气泡的量,
插入各试管测试其火光变化。 插入各试管测试其火光变化。
实验4.1 实验4.1 探究酶的高效性
分析与讨论
1、点燃的线香插入试管中后发生什么现象?说明 点燃的线香插入试管中后发生什么现象? 了试管中生成的是什么气体? 了试管中生成的是什么气体? 试管2 产生的气泡量相同吗?为什么? 2、试管2和3产生的气泡量相同吗?为什么? 试管4 中的现象说明了什么问题? 3、试管4和5中的现象说明了什么问题? 过氧化氢酶(生物催化剂)比氯化铁溶液( 过氧化氢酶(生物催化剂)比氯化铁溶液(无 机催化剂)的催化效率更高, 机催化剂)的催化效率更高,即生物催化剂具 有高效性。 有高效性。 生物催化剂的催化效率容易受温度的影响。 生物催化剂的催化效率容易受温度的影响。

生态系统的物质循环和能量流动

生态系统的物质循环和能量流动

生态系统的物质循环和能量流动生态系统是由生物和非生物因素相互作用的复杂系统。

其中,物质循环和能量流动是生态系统的两个基本特征。

一、物质循环物质循环是生态系统中物质的转换和迁移过程。

它包括生物元素的转化、生物体的营养和无机物的循环等。

生物元素包括碳、氮、磷、钾、钙等,它们通过生物体内和外部的转换迁移,不断地循环利用,控制了生态系统的物质平衡。

1.生物元素的循环生物元素循环是生态系统物质循环的重要环节,它决定了生态系统中物质元素的循环程度和相互关系。

例如,氮是生命所必需的重要元素,它在生态系统中的循环过程可以被分为两个部分。

一部分是在大气中的氮被固定,形成固氮物质,通过植物作用进入食物链并进一步转化为氨基酸、蛋白质等物质。

另一部分是由大气中的NOx 过程形成的硝酸盐和亚硝酸盐。

硝酸盐和亚硝酸盐也是生态系统中氮的重要形式,它们会在水中的生物体内还原为氨或亚硝酰胺,再进入植物从而重复到固氮物质。

生物体内的氮再次被排出,通过微生物的作用变为硝酸盐和亚硝酸盐重新进入循环,形成氮循环的闭合循环。

2.生物体的营养生物体的营养是指从外部获取营养物质进行生命活动所必需的过程。

食物链是生物体营养的重要组成部分,它是从光合作用的植物生产者开始,经过食肉和草食消费者等一系列的相互作用,最终形成一个完整的有机物质循环的过程。

不同层次的食物链交织在一起,形成了生态系统中的复杂食物网。

生态系统中的每个层面都具有其特定的生物体数量和种类,它们通过相互捕食建立起食物链。

上一层的捕食者依赖于下一层的食物来维持食性和生计,而下一层的食物链则是依靠植物和无机物提供的营养来维持生命活动。

3.无机物的循环生态系统中的无机物质主要包括水和气体等。

它们的循环与物质间的相互转化密切相关,在生态系统中发挥着重要的作用。

例如,水循环是生态系统中最为重要的循环之一,它通过蒸发、降雨、丰水和地下水的迁移等过程,将水分送回地热带状水循环中,为生态系统中的生物体提供水资源。

结合具体实例分析生态系统能量流动的过程及特点范文精选

结合具体实例分析生态系统能量流动的过程及特点范文精选

说课稿模板汇编五篇《云房子》是苏教版第三册的一篇阅读课文。

它用清新、活泼、生动的文字描写了一场雨过后,天空中云的各种形态。

本文浅显易懂,没有什么太难的地方,重点在于让学生感受云的不同形态,培养他们的观察力、想象力。

“以读导学”是本校结合低年级学生学习语文的身心特点而提出的语文课堂教学模式,是低年级语文阅读教学中落实学生主体地位,促进学生自主发展的切入口。

学生年龄越低,越是依赖语词以外的信息来理解语义。

有表情的、抑扬顿挫的朗读就是以词句为核心,附上许多非语言信息,以便学生能借助这些非语言信息,正确地把握和理解语文内容。

“以读导学”顾名思义“读”就是不同形式地朗读;“学”有两层含义,其一是让学生通过朗读把握和感悟文章的含义,其二是让学生能学会朗读的技能、技巧,掌握阅读方法。

“以读导学”即通过各种形式的朗读方法,激发学生阅读兴趣,培养理解语言文字的能力,使其逐步达到“听懂、读通、能说、会写”的要求。

紧扣“以读导学”的课堂教学模式,本着让学生在课堂上“主动参与、合作学习、获得领悟、体验成功”的教学思想,我对《云房子》一课进行了如下教学设计:一、课时安排:本课分三课时完成教学任务。

第一课时,初读课文,能正确、流利地朗读课文,了解内容并学习生字。

第二课时,细读课文,理解内容,通过不同层面的朗读,感悟课文。

二、学习目标:1、理解词语:如“玩耍”、“水汪汪”,在朗读中感悟这些词语的意思。

2、读好课文:重点指导学生朗读第二段,体会小鸟的心情,抓住重点词语读好,再读好句子,由此让学生感悟读的方法,并通过练习提高。

3、说话训练:模仿重点段,用句式“有的……有的……也有的”说话,达到知识的迁移。

4、积累背诵:在熟读的基础上自然而然达到积累语言材料的目的。

三、教学过程:1、读中理解体会为了使学生对课文有更深入的认识,领悟文章和词语的深刻含义,在“以读导学”的课堂教学中,让学生在读中理解词语的含义。

如对“天空像洗过一样干净,只剩下一个笑眯眯的太阳和一片水汪汪的蓝天”一句中“水汪汪”一词的理解,并不需要学生用语言来描述它的含义,通过情境的创设,通过朗读让他感悟到“水汪汪”就是指雨过天晴之后,蓝天的明镜、清纯、碧空万里,感悟之后用朗读表达出来。

生命的物质变化和能量转换 生物体内的化学反应(共69张PPT)

生命的物质变化和能量转换 生物体内的化学反应(共69张PPT)
生命与非生命的最根本区别是什么?
生物都具有自我更新的特征。
生物不断与外界环境进行物质交 流和能量交换。
第一节 生物体内的化学反响
生物都在不停地更新着自己,他 们是怎么做到的?
知识与技能目标
举例说出生物体内化学反响的主要类型及特点。 概述酶的概念和成分。通过探究酶的特性的实验,
能够说明酶的主要特性。
说明ATP是生物体各种生命活动的直接能源 物质。
学会“探究酶的高效性〞实验操作的有关技 能,能独立或合作完成有关实验操作。
新陈代谢——自我更新
同化作用 异化作用
同化作用
唾液淀在粉酶活生性最高物的条体件? 自我更新的过程中,生物体不断地
〔1〕曲线AB段说明 在一定温度范围内,酶的催化效率随温度的升高而升高。
多肽→氨基酸 ATP是生命活动的直接能源
有机物分解供能的反响是氧化分解反响。 生命活动的直接能源——ATP 在一个合成连锁反响X—A—B—C—Y中, 如果E4酶失效,在此情况下,要使细菌能正常生长,至少应向培养基中参加的物质是〔 〕 〔1〕曲线AB段说明 在一定温度范围内,酶的催化效率随温度的升高而升高。 高等植物体内产生ATP的生理过程有〔 〕 为什么冰箱能延长食物保存时间? 说明ATP是生物体各种生命活动的直接能源物质。 唾液淀粉酶活性最高的条件? A、活细胞产生的,具有催化作用的蛋白质 C、 ATP←ADP + Pi + 能量
练一练
血液凝固是一系列酶促反响过程, 采集到的血液在体外以下哪种温度 条件下凝固最快〔 C〕
A、0 ℃ B、15 ℃ C、 35℃ D、 25℃
练一练
在测定胃蛋白酶活性时,将溶液PH 值由10降至2的过程中,胃蛋白酶 的活性将〔 〕B

生命的物质变化与能量转换.ppt

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▪ 暗反应为光反 应提供ADP和 NADP的补充
六、光合作用的影响因素
▪ 温度
▪ 存在一个最适温度
▪ 光照强度
▪ 有最适光照强度
▪ CO2浓度
▪ 随浓度增加而增加 ▪ “大气施肥”
七、光合作用的意义
地球上生物生存、繁荣和发展的根 本源泉,是生物界物质和能量代谢中最 基本的一个环节。 ▪食物来源 ▪能量来源 ▪维持大气平衡
▪ 光反应
O 2
HO
2
e-
H+
NADPH
叶绿素a 活化叶绿素a
e-
NADP+
ATP ADP+Pi
场所:基粒片层结构 条件:光照、酶
▪ 暗反应(卡尔文循环) ATP ADP+Pi NADPH NADP
C3
CO2
C5
场所:叶绿体基质 条件:无光或有光均可、酶
(C暗反 应提供ATP和 NADPH
第四章 生命的物质变 化与能量转换
第二节 光合作用
一、光合作用的研究史
▪ 柳树试验 ▪ 普里斯特利实验 ▪ 萨克斯实验 ▪ 鲁宾和卡门实验 ▪ 卡尔文实验
英国科学家 约瑟夫·普利斯特利
现象:
现象:
蜡烛 熄灭。
蜡烛 持续 燃烧。
现象:
小鼠 死亡。

现象:
小鼠 存活。
二、概 念:
▪ 绿色植物通过叶绿体,利用光能, 将二氧化碳和水合成贮存能量的 有机物,同时释放出氧气的作用过 程。
三、场所:叶绿体
▪ 结构:
▪ 双层膜 ▪ 基粒:由类囊体
组成的片层结构 构成,上有色素、 酶。 ▪ 基质:含有酶。
▪ 色素:
▪ 叶绿素a ▪ 叶绿素b ▪ 叶黄素 ▪ 胡萝卜素

生物体内氧化还原反应与能量利用

生物体内氧化还原反应与能量利用

生物体内氧化还原反应与能量利用在人们日常生活中,氧化还原反应(即化学反应中的氧化和还原)是有很多应用的。

但是,这种反应不仅仅只存在于化学实验室中,而且在生物体内也发挥着重要的作用。

在生物体内,氧化还原反应的主要作用是将食物中的化学能转化为生物能,以供维持生命所需的各种生理活动。

人类摄取的食物中,主要是碳水化合物、脂肪和蛋白质。

这些食物中的分子内部散布着各种元素,如碳、氢、氧、氮等。

在食物的消化过程中,分子被逐渐分解为更小的分子,从而释放出能量。

这些小分子(如葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等)进入细胞内后,会被进一步分解成更小的分子,直到它们被氧化为水和二氧化碳等无机分子为止。

在这个过程中,氧化还原反应起到了核心作用。

具体而言,氧化还原反应指的是一种电子转移反应,在这种反应中,原子或分子中的电子从被氧化的物质(例如食物分子)转移到还原的物质中(例如氧气分子)。

这种电子转移过程中释放出的能量,就是生物体利用的能量。

氧化还原反应有两种基本类型,即氧化和还原。

氧化指的是一种过程,其中某种物质失去电子,被氧化剂夺去;还原则是指一种过程,其中某种物质获得电子,被还原剂提供。

氧化还原反应不仅在分解食物中起作用,还在合成食物过程中也起作用。

例如,葡萄糖是一种碳水化合物,可以通过氧化还原反应的反方向合成为葡萄糖,这个过程就被称作糖异生。

在动物体内,葡萄糖异生主要发生在肝脏中。

当身体需要额外的能量时,储存在肝脏中的糖原会被分解成葡萄糖,然后转移到需要能量的组织中。

在这个过程中,氧化还原反应同样起到了重要的作用。

总体而言,生物体利用的能量来自食物分子中的电子,这些电子通过氧化还原反应转移到氧气分子中,从而释放出能量。

这个过程中,氧化还原反应起到了核心作用。

在生物体内,这个过程被称为细胞呼吸,这种呼吸机制的复杂程度,是一个显著的区别于其他一些生物的特点。

总的来说,氧化还原反应对于生命体系的维持起到了至关重要的作用。

只有通过这些反应,生物才能从外界摄取到的化学能转化为维持生命必须的能量。

生命科学导论-4 能量捕获和释放

生命科学导论-4 能量捕获和释放

在细胞和生物体的能的转换中起重要作用的是化学 能,其中ATP充当各种类型能的转换中的媒介物。
能的转换 化学能转换为渗透能 化学能转换为机械能 化学能转换为辐射能 化学能转化为电能 光能转换为化学能 声能转换为化学能 光能转换为化学能
发生部位 肾 肌细胞、纤毛上皮细胞 萤火虫发光器官 神经、味觉及嗅觉感受器细胞 叶绿体 内耳 视网膜
排列疏松,都 含叶绿体,部分叶肉
含叶绿体
细胞与维管束鞘细胞
共同围绕着维管束
小麦、水稻 玉米、甘蔗
CAM植物
这种代谢方式首先在景天科植物中被发现,从而得名。 以后在干旱地区的许多其他植物种类中也相继被发现。 景天科酸代谢(crassulacean acid metabolism),是 许多肉质植物的一种特殊代谢方式,简称CAM。 它们的绿色组织上的气孔夜间开放,吸收并固定CO2, 形成以苹果酸为主的有机酸;白天则气孔关闭,不吸 收CO2,但同时却通过光合碳循环将从苹果酸中释放的 CO2还原为糖。 CAM植物CO2固定和卡尔文循环发生在同一细胞中, C4植物是发生在两种不同细胞中。 CAM光合作用的效率不高,利用这种途径的植物可以 在荒漠中、酷热的条件下存活,但生长很缓慢。
➢ 被转移的氢原子所携带的能量储藏在新化学键中
XH2 (还原型底物)+NAD+→X(氧化型底物)+NADH+H+ XH2 (还原型底物)+NADP+→X(氧化型底物)+NADPH+H+ XH2 (还原型底物)+FAD+→X(氧化型底物)+FADH2
➢ 还原态的NADH、NADPH和FADH2等还可将所 接受的电子和氢传递给其他传递体如细胞色素、 辅酶Q等
这种在光照下,导致植物细胞吸收O2放出CO2的 过程,称为光呼吸。

07讲-生命活动的能量获取与转换

07讲-生命活动的能量获取与转换
• 葡萄糖中大约40%的能量被转 化储存在ATP中,而汽车发动 机只有15-25%转化为动能,细 胞呼吸的产能效率高。
48
细胞呼吸的化学过程
• 细胞呼吸是由一系列 化学反应组成的一个 连续完整的代谢过程
• 每一步化学反应都需 要特定的酶参与才能 完成
• 细胞呼吸的3个阶段
49
1,6-二磷酸果 糖
式贮备大量能量的代谢系
CO

3ATP α-酮
2
琥珀 1ATP 琥珀酰
戊二酸

CoA CO2
53
三羧酸循环的结果和意义
• 结果:
• 分解丙酮酸形成2分 子CO2、8分子 NADH和2分子 FADH2,及2分子 ATP。
• 意义: • 1、提供能量 • 2、为其他物质的合
成提供C骨架 • 3、沟通脂肪、蛋白
39
光反应的要点
• 叶绿素吸收光能,一些用于水的裂解,其它转化 为电能,即造成从叶绿素分子起始的电子流动。
• 在电子流动过程中,通过氢离子的化学渗透,形 成了ATP,电能被转化为化学能。
• 电子沿传递链最终达到电子受体NADP+,同时一 个来源于水的氢质子被结合,电能又再一次转化 为化学能,并储存于NADPH中。
• 光合作用的暗反应依赖于光反应中形成的ATP和 NADPH。
40
暗反应——卡尔文循环
CO2 二磷酸核
酮糖
3-磷酸甘 油醛
中间物 3-磷酸甘油酸
葡萄糖等
41
幻想?
• 有朝一日,科学家将光合作用机理搞清楚, 并将植物光合作用的全套基因转移到人的 头发中,在头发中模拟光合作用的过程, 那么,只要在人的头上撒点水、再晒晒太 阳,在头发中便完成了二氧化碳加水合成 葡萄糖的过程,葡萄糖从头发中输送到人 体的各部分,吃饭的历史使命便可宣告结 束了。

能量守恒定律的一种特殊情况

能量守恒定律的一种特殊情况

定律的意义和重要性
02
01
03
指导科学家和工程师在设计和优化系统时考虑能量转 换和利用。
帮助理解自然现象,如热传导、电磁波传播和化学反 应等。
为可再生能源和节能技术的发展提供理论基础。
03
特殊情况下的能量守恒
封闭系统中的能量守恒
封闭系统是指与外界没有物质和能量交换的系统,在封闭系统中,能量既不会凭空产生也不会消失, 只会从一种形式转化为另一种形式。
例如,在一个封闭的容器中,气体分子通过做无规则运动来相互碰撞,将动能转化为热能,总能量保 持不变。
开放系统中的能量守恒
开放系统是指与外界有物质和能量交 换的系统,在开放系统中,能量可以 流入或流出系统,但流入和流出的能 量相等,总能量仍然保持不变。
VS
例如,一个电灯在打开时,电能转化 为光能和热能,同时也有部分热能通 过辐射散失到外界,流入和流出的能 量相等,总能量保持不变。
实验研究来揭示其本质。
04
特殊情况下的应用实例
机械能守恒
实例1
在无外力作用的理想情况下,如自由落体运动,机械能守恒定律 成立。物体在运动过程中,重力势能和动能之间相互转化,总机 械能保持不变。
实例2
在光滑水平面上运动的物体,若只受到重力或弹力的作用,机械 能守恒。物体的动能和势能可以相互转化,但总机械能保持不变 。
特殊情况概述
然而,在某些特殊情况下,能量守恒 定律可能会呈现出一些特殊的表现形 式或受到一些限制。
本章节将探讨能量守恒定律的一种特 殊情况,即量子力学中的能量守恒定 律,并详细介绍其特点和影响。
02
能量守恒定律
定律的表述
能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
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Life Science
酶-底物复合物的学说 底物复合物的学说
E代表酶,S代表底物,P代表产物
酶分子先和底物分子结合,生成酶-底物复合物,然后复合物分开生 出产物P,酶又恢复游离状态,重新参加反应。 酶都是由蛋白质形成的,多为球蛋白,活性部位是球蛋白表面少数 几个氨基酸组成的小凹或沟状部分。
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细胞和生物体是和外界环境紧密联系的开放系统。 自由能、热能 ds=des+dis ds:细胞和生物体的全部熵值变化 des:熵流<=0 dis:熵产生>=0 ds>0:系统有序化程度下降,细胞和生物体走向 死亡 ds<0:系统向更有序化发展,细胞和生物体生长 和进化
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酶-底物复合物存在的证据 底物复合物存在的证据
在植物辣根中获得棕色的过氧化物酶,能催化 H2O2降解为水和氧的反应。当底物和棕色的酶 混合后,首先观察到的是绿色的酶-底物复合物 的形成,然后这种复合物又转变为第二种淡红 色的酶-底物复合物,最后第二种复合物裂解, 放出棕色的过氧化物酶和H2O2的降解产物,即 水和氧。 从溶菌酶结构的研究中,已制成它与底物形成 复合物的结晶,并得到了X线衍射图,证明了 ES复合物的存在。
酶的X射线衍射研究证明,酶与底物结合时,酶分子 的构象的确是发生了变化。
酶和底物的相互作用要释放一些结合能,以 使酶-底物复合物稳定,同时可用来降低化学 反应所需的活化能了。
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4、辅助因子 、
酶的分子组成:
单纯酶是基本组成单位仅为蛋白质的一类酶。它的催化活性仅仅决 定于它的蛋白质结构。脲酶、消化道蛋白酶、淀粉酶、酯酶、核糖核 酸酶等均属此列。 结合酶的催化活性,除蛋白质部分(酶蛋白)外,还需要非蛋白质的物 质,或还需要一些其它物质的参与才能发挥作用。即所谓酶的辅助因 子(cofactors) 全 酶= 酶 蛋 白 + 辅助因子 (结合蛋白质) (蛋白质部分) (非蛋白质部分) 许多辅助因子只是简单的离子,如Cl,Mg,Fe,Cu等,有把底物和酶结合 起来或者使酶分子的构象稳定,从而保持其活性的作用。有些离子还 是酶促反应时的作用中心。 辅酶:有机化合物辅助因子,如许多维生素。作用主要是在酶促反应 中携带和传递底物的电子、原子和作用基团。
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(3)酶活性的可调节性
酶是生物体的组成成份,和体内其他物质一样,不断在体内新陈代 谢,酶的催化活性也受多方面的调控。例如,酶的生物合成的诱导和 阻遏、酶的化学修饰、抑制物的调节作用、代谢物对酶的反馈调节、 酶的别构调节以及神经体液因素的调节等,这些调控保证酶在体内新 陈代谢中发挥其恰如其分的催化作用,使生命活动中的种种化学反应 都能够有条不紊、协调一致地进行。
放能反应(exergonic reaction)、吸能反应(endergonic reaction) 平衡常数Keq与标准自由能变化(∆G)有相关性 ∆G越小, Keq越大。 ∆G<0是放能反应, Keq大
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三、酶(Enzymes) )
1、定义 酶是活细胞内产生的具有高度专一性和催化效率的蛋 白质,又称为生物催化剂。 广泛存在于各种细胞中,催化细胞生长、代谢等生命 过程中几乎所有的化学反应。 细胞内合成的酶主要是在细胞内起催化作用,也有些 酶合成后释入血液或消化道,并在那里发挥其催化作 用,人工提取的酶在合适的条件下也可在试管中对其 特殊底物起催化作用。 细胞产物;细胞内外都能发挥催化作用;蛋白质
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ATP是生命体系中重要的能量储存物质,被称为能量货 币单位,ATP是由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基构成,其 中第二个和第三个磷酸基上的磷酸键时高能键(~),不 稳定易被水解,从ATP上水解下来的磷酸基是一种能量 穿梭集团,对驱动吸能反映起决定作用。
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二、化学平衡
耗散结构:(dissipative structure) 耗散结构
生命体需要消耗能量,这些能量使得生命产生出远离平衡 态的结构,这种称为耗散结构 。 生命体可以定以为一个通过不断汲取外部能量来维持甚至 扩展其有序结构的系统。
生活细胞和生物体是通过使环境中的熵增加,或者说从环 境中吸收负熵,来抵消体内熵的增长。 贝纳尔不稳定性(Benard instability) 别洛索夫-扎鲍京斯基反应(Belousov-Zhabotinskii reaction)
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生命体系中的能量大部分直接、间接来自太阳 在细胞和生物体的能的转换中起重要作用的是 化学能,其中ATP充当各种类型能的转换中的 媒介物。
细胞中能的转换
能的转换 化学能转换为渗透能 化学能转换为机械能 化学能转换为辐射能 化学能转化为电能 光能转换为化学能 声能转换为化学能 光能转换为化学能 发生部位 肾 肌细胞、纤毛上皮细胞 萤火虫发光器官 神经、味觉及嗅觉感受器细胞 叶绿体 内耳 视网膜
自发反应(spontaneous reaction):
自然界存在的一种不需要从外部供能就可发生的反应。通常都是不可 逆的。如发酵
可逆反应(reversible reaction)
反应同时向2个相反的方向进行
可逆反应的特点是能达到动态平衡,反应仍在进行,但反应物和产物 的消耗与生成数量相等——化学平衡 对于反应 C+D E+F 平衡常数Keq=[E][F]/[C][D]
C、立体异构特异性(stereospecificity)
一种酶对底物的立体构型的特异要求,称为立体异构专一性或特异性。 如α-淀粉酶只能水解淀粉中α-1,4-糖苷键,不能水解纤维素中的β-1,4糖苷键;L-乳酸脱氢酶的底物只能是L型乳酸,而不能是D型乳酸。酶的 立体异构特异性表明,酶与底物的结合,至少存在三个结合点。
每个序列都有自己的生物功能,如葡萄糖的氧化等,多个 序列反应进而组合而成细胞的代谢网络。
酶促反应通过产物—底物连接起来的特征具有重要的生物 学意义:它使细胞中物质和能的代谢是高度严格有序的, 它规定了细胞中的化学反应总是沿着特定路线进行。
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Negative feedback and a metabolic pathway. The production of the end product (G) in sufficient quantity to fill the square feedback slot in the enzyme will turn off this pathway between step C and D. Image from W.H. Freeman and Sinauer Associates, used by permission.
Life Science ClMg2+ Fe2+ Cu2+ 唾液淀粉酶 参与葡萄糖降解的一些酶 过氧化物酶等 细胞色素氧化酶等
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+, 辅酶Ι) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷脂(NADP+, 辅酶 Π) 黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 辅酶Q(CoQ或Q)
H H原子(电子) H原子(电子) H原子(电子) H原子(电子) H原子(电子) 酰基
一种酶只作用于一种底物产生一定的反应,称为绝对专一性,如脲酶, 只能催化尿素水解成NH3和CO2,而不能催化甲基尿素水解。
b、相对特异性(relative specificity)
一种酶可作用于一类化合物或一种化学键,这种不太严格的专一性称 为相对专一性。如脂肪酶不仅水解脂肪,也能水解简单的酯类;磷酸酶 对一般的磷酸酯都有作用,无论是甘油的还是一元醇或酚的磷酸酯均可 被其水解。
辅酶A(CoA) 羧基(-COOH) 生物素(Biotin)
Life Shibitors):
抑制酶的活性,或使酶分子本身受到破坏,但不引起酶蛋白变性 的物质的化学物质。
Life Science
6、酶促反应的序列 、
酶促反应具有很高的特异性,产物和底物各不相同。一个 细胞可以同时进行数百种甚至更多的酶促反应,这些反应 不是独立的,而是相互联系的,并形成序列。
(4)酶活性的不稳定性
酶是蛋白质,酶促反应要求一定的pH、温度等温和的条件,强酸、 强碱、有机溶剂、重金属盐、高温、紫外线、剧烈震荡等任何使蛋白 质变性的理化因素都可能使酶变性而失去其催化活性。
Life Science
3、酶促反应的作用机制 、
特异性的解释: (1)1913年,L. Michaelis和 M. Menton提出了酶-底物复 合物的学说 (2)D. Keilin和B. Chance同时分别得到了关于酶—底物 复合物存在的比较直接的证据 酶的活性中心和底物结合的机理 (1)1890年,E. Fischer提出钥匙—锁模型(lock-key) (2)1958年,D.E.Koshland 提出的诱导—楔合模型 (induced fit model)
Life Science
酶活性中心与底物结合机理
(1)钥匙和锁模型 认为底物和酶分子的关系,就像钥匙和锁相配一样, 一把锁只能被一把钥匙打开,或是被在构象上相近的 钥匙打开。 不能解释可逆反应,为什么不同的钥匙能开同一把锁?
Life Science
(2)诱导——楔合模型
酶与底物结合时,底物能诱导酶分子的构想发生变 化,使酶分子能与底物很好的结合,从而发生催化 作用。
一、生命和能
Life Science
生物体是一个系统:自组织的、复杂的、有序 的、开放的。。。
耗散结构
生物体是物质、能量和信息的平衡体,任何生 命活动都包含着物质的转变、能量的转换和信 息的传递。
Life Science
热力学定律
能量(Energy): 多种形式:光、电、化学、热、机械等 Energy is the ability to bring about change or to do work. 热力学第一定律:能量转化和守恒定律 。 热力学第二定律:开尔文叙述、克劳修斯叙述。 一个系统中的各种自发过程总是朝着熵增大的方 向进行的。 万物皆走向衰退。
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