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1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第1页/共27页细胞内的新陈代谢细胞内的新陈代谢第2页/共27页第一节第一节 降低反应活化能的降低反应活化能的酶酶（Enzyme）第3页/共27页一、酶的发现一、酶的发现1.1.胃液对食物的消化作用胃液对食物的消化作用意大利科学家斯帕兰扎尼研究发现，鹰胃中的分泌物对肉有消化作用。1773年斯帕兰扎尼（斯帕兰扎尼（1729-1729-17991799）第4页/共27页2.2.对于酵母发酵的争论对于酵母发酵的争论巴斯德（巴斯德（1822-1822-18951895）19世纪中期发酵离不开酵母菌的生命活动，发酵的动力蕴涵于活细胞中，具有生命活力。
2、李比希李比希 （1803-1803-18731873）发酵是一种化学反应，与酵母发酵是一种化学反应，与酵母菌的生命活动无关。菌的生命活动无关。第5页/共27页3.3.酶（酶（EnzymeEnzyme）的名称的提出）的名称的提出德国人库恩提出酶（Enzyme）这个名词，取自希腊语“来源于酵母”之意。1877年 库恩（库恩（1837183719001900）第6页/共27页4.4.无细胞发酵的发现无细胞发酵的发现毕希纳毕希纳 （1860-1860-19171917）德国的毕希纳发现无细胞的德国的毕希纳发现无细胞的酵母汁就可以完成发酵。酵母汁就可以完成发酵。1897年l 发酵确实可以在无细胞的条件下
3、进行发酵确实可以在无细胞的条件下进行l 发酵所需要的物质是活细胞产生的发酵所需要的物质是活细胞产生的第7页/共27页5.5.对酵母提取液的研究对酵母提取液的研究英国人哈登利用透析袋分析英国人哈登利用透析袋分析酵母提取液的成分。酵母提取液的成分。哈登哈登 （1865-1865-19401940）1904年推测其催化作用的可能是其中的大分子物质 蛋白质。第8页/共27页6.6.酶的化学本质酶的化学本质l1926年美国人萨姆纳尔得年美国人萨姆纳尔得到脲酶的结晶，证实了酶的到脲酶的结晶，证实了酶的化学本质是蛋白质。化学本质是蛋白质。l上世纪上世纪80年代美国人切赫和加拿大人奥特年代美国人切赫和加拿大人
4、奥特斯曼发现了具有催化作用的斯曼发现了具有催化作用的RNA核酶。核酶。萨姆纳尔（萨姆纳尔（1887195518871955）第9页/共27页二、酶的本质二、酶的本质活细胞产生的具有催化作用有机物，大多数是蛋白质第10页/共27页生活中我们与酶有过亲密接触第11页/共27页三、酶在细胞代谢中的作用三、酶在细胞代谢中的作用比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解2H2O2 2H2O+O2过氧化氢酶过氧化氢酶第12页/共27页步骤步骤试管编号试管编号 说明说明1 12 23 34 4一一H HH H2 2OOOO2 2剂量剂量剂量剂量二二 剂量剂量反应反应速率速率气泡产生气泡产生
5、卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液不明显不明显 少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃 变亮变亮复燃复燃反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组过氧化氢在不同条件下的过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样分解速率不一样2 2滴滴2 2滴滴2 2滴蒸滴蒸馏水馏水2 2滴蒸滴蒸馏水馏水H H2 2OO2 2浓度浓度2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%第13页/共27页 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化活化能能activation energy2
6、2 HH2 2OO2 2 2 2 H2 2O +O2 2三、酶在细胞代谢中的作用三、酶在细胞代谢中的作用第14页/共27页初态初态初态初态终态终态终态终态活跃态活跃态活跃态活跃态活化能（EA）第15页/共27页 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+酶：H H2 2O O2 2分子得到能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能第16页/共27页酶的催化作用酶的催化作用酶的催化作用酶的催化作用 降低化学反应的降低化学反应的活化能活化能第17页/共27页四 酶的特性每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是每滴
7、研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。比较Fe3+和氧化氢酶的催化效率。第18页/共27页H2O2 过氧化氢酶 H2O+O2CO(NH)2 脲酶 CO2+NH3淀粉 麦芽糖蛋白质 多肽 氨基酸淀粉酶淀粉酶蛋白酶蛋白酶肽酶肽酶蛋白酶蛋白酶肽酶肽酶酶的特性第19页/共27页“锁和钥匙”模型“Lock-key”model Emil Fischer （1894）第20页/共27页工业生产葡萄糖：淀粉 HCl 245kPa 140150C 葡萄糖人体消化道内：淀粉 葡萄糖淀粉酶淀粉酶 麦芽糖酶麦芽糖酶37OC 常压常压 pH为为6.57.5 第21页/共27页酶的专一性每一种酶只能催化每一种酶只能催化一种
8、一种化合物或一类化合物化合物或一类化合物的的化学反应化学反应酶的催化效率是无机催酶的催化效率是无机催化剂的化剂的10107 7 10 101313 倍倍 酶的特性：酶的特性：酶的高效性酶的催化作用需要适宜的条件1）需要适宜pH值2）需要适宜的温度第22页/共27页酶的作用条件较温和酶的作用条件较温和酶的活性受pH影响的示意图酶的活性受温度影响的示意图第23页/共27页酶的名称酶的名称最适最适PHPH胃蛋白酶胃蛋白酶2 2唾液淀粉酶唾液淀粉酶 7 7胰蛋白酶胰蛋白酶8 8过酸过碱和高温过酸过碱和高温-酶失活酶失活低温低温-酶活性受到抑制酶活性受到抑制第24页/共27页2.2.人在发高烧时，常常不
9、思饮食，其根本原因时人在发高烧时，常常不思饮食，其根本原因时A.A.消化道内食物尚未消化消化道内食物尚未消化 B.B.发烧使胃肠蠕动减弱发烧使胃肠蠕动减弱C.C.体内的食物残渣排出受阻体内的食物残渣排出受阻 D.D.高烧使酶的活性减弱高烧使酶的活性减弱1.1.下列有关酶的叙述错误的是下列有关酶的叙述错误的是A.A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸组成大多数酶的基本单位是氨基酸B.B.少数的酶是少数的酶是RNARNAC.C.每种酶都具有高效性，专一性每种酶都具有高效性，专一性D.D.酶都具有消化功能酶都具有消化功能第25页/共27页细胞内的新陈代谢细胞内的新陈代谢特征：特征：特征：特征：复杂、有序、高效、温和第26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页