2022年醫(yī)學(xué)專(zhuān)題-第5章-細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第5章細(xì)胞(xìbāo)的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低(jiàngdī)化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第一頁(yè)，共四十七頁(yè)。第一(dìyī)課時(shí)第二頁(yè)，共四十七頁(yè)。細(xì)胞代謝這些化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)一般是在酶的催化作用下進(jìn)行的細(xì)胞(xìbāo)中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱(chēng)細(xì)胞代謝（cellularmetabolism）活細(xì)胞(xìbāo)中每分鐘要完成7000－8000次化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)互不干擾，各自迅速地進(jìn)行第三頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶的發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)史1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？2、對(duì)這個(gè)問(wèn)題可以做出哪些假設(shè)？3、這個(gè)實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在哪里？4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是肉塊消失了，據(jù)此你能得出什么結(jié)論？5、斯帕蘭札尼推測(cè)胃液中一定(yīdìng)含有消化肉塊的物質(zhì)，那么怎么證明有這種物質(zhì)呢？

1773年意大利科學(xué)家斯巴蘭札尼（L.Spallanzani,1729－1799）設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)，將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹吞下，過(guò)一段時(shí)間后取出，觀察(guānchá)肉塊變化情況。第四頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶的發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)史釀酒就是讓糖類(lèi)通過(guò)發(fā)酵變成酒精(jiǔjīng)和二氧化碳，糖類(lèi)是怎么變成酒精(jiǔjīng)？純化學(xué)(huàxué)過(guò)程1857年，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德（L.Pasteur,1822-1895)通過(guò)顯微鏡觀察，提出釀酒中的發(fā)酵時(shí)由于酵母細(xì)胞的存在。德國(guó)化學(xué)家李比希（J.V.Liebig,1803-1873)認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)。第五頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶的發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)史德國(guó)化學(xué)家畢希納（E.buchner,1860-1917)利用不含酵母細(xì)胞(xìbāo)的提取液，加入葡萄糖，一段時(shí)間后冒出氣泡，糖液變成酒。不含酵母細(xì)胞的提取液的制備：把酵母細(xì)胞放在石英砂中用力研磨(yánmó)，加水?dāng)嚢?，再進(jìn)行加壓過(guò)濾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與糖液中含有活酵母細(xì)胞是一樣的?；罱湍讣?xì)胞產(chǎn)生的某種物質(zhì)能引起發(fā)酵，該物質(zhì)稱(chēng)為釀酶。第六頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶本質(zhì)(běnzhì)的探索JohnH.Northrop（1891－1987）1930年美國(guó)生化學(xué)家諾斯羅普得到了胃蛋白酶(wèidànbáiméi)的結(jié)晶，并證實(shí)它是一種蛋白質(zhì)。第七頁(yè)，共四十七頁(yè)。1926年薩姆納首次(shǒucì)從刀豆中提出脲酶結(jié)晶，并證明其具有蛋白質(zhì)性質(zhì)。J.B.Sumner（1887－1955）20世紀(jì)30年代(niándài)，科學(xué)家們相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶。這些事實(shí)說(shuō)明酶的本質(zhì)(běnzhì)是什么？酶是一類(lèi)具有生物催化作用的蛋白質(zhì)

Sumner和Northrop共同獲1949年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。第八頁(yè)，共四十七頁(yè)。1982年美國(guó)科學(xué)家切赫、奧特曼等人發(fā)現(xiàn)具有催化活性的RNA，并命名(mìngmíng)這一類(lèi)酶為核酶，2人共同獲1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)ThomasR.Cech（1947－）UniversityofColoradoatBoulder,USASidneyAltman（1939－）YaleUniversityNewHaven,CT,USA科學(xué)家們的這一發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)使酶的概念又?jǐn)U展成什么？酶本質(zhì)(běnzhì)的探索第九頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶的定義(dìngyì)酶(enzyme)是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類(lèi)具有(jùyǒu)催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。思考(sīkǎo)導(dǎo)致酶的概念發(fā)展的因素是什么？酶的定義包含哪些重要信息？第十頁(yè)，共四十七頁(yè)。H2O2H2O+O2酶的作用(zuòyòng)原理△加熱促使過(guò)氧化氫分解，是因?yàn)榧訜崾惯^(guò)氧化氫分子得到能量，從常態(tài)(chángtài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變(zhuǎnbiàn)為容易分解的活躍狀態(tài)所需要的能量稱(chēng)為活化能催化劑則是降低反應(yīng)活化能加熱，加壓相當(dāng)于給反應(yīng)分子提供能量，使反應(yīng)分子由常態(tài)轉(zhuǎn)化成活躍態(tài)第十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題(wèntí)：酶與無(wú)機(jī)催化劑的催化效率，哪個(gè)更高？提出假設(shè)：知識(shí)鋪墊：Fe3＋和過(guò)氧化氫酶都能催化過(guò)氧化氫分解成水和氧氣。過(guò)氧化氫酶可從動(dòng)植物體內(nèi)獲得－－新鮮的動(dòng)物肝臟設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)材料：新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%FeCl3溶液，新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的肝臟研磨液。量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈等。實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：實(shí)施實(shí)驗(yàn)：觀察現(xiàn)象：得到結(jié)論：經(jīng)計(jì)算(jìsuàn)，每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%FeCl3溶液中的Fe3＋數(shù)大約是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的肝臟研磨液中過(guò)氧化氫酶分子數(shù)的25萬(wàn)倍。第十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化(cuīhuà)效率

無(wú)關(guān)(wúguān)變量：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（因變量）造成影響的因素自變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中人為(rénwéi)改變的變量因變量：隨著自變量的變化而變化的變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)：僅有一個(gè)因素（自變量）不同的實(shí)驗(yàn)第十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。探究(tànjiū)的過(guò)程作出假設(shè)(jiǎshè)設(shè)計(jì)(shèjì)實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論交流反思發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題材料儀器方案預(yù)測(cè)實(shí)施實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：原則：設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組控制變量對(duì)照原則設(shè)置自變量控制無(wú)關(guān)變量第十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。第二(dìèr)課時(shí)實(shí)驗(yàn)

第十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。一、酶的定義(dìngyì)二、酶的作用(zuòyòng)原理三、酶的特性(tèxìng)1、酶具有

2、酶具有

酶(enzyme)是

產(chǎn)生的一類(lèi)具有

作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)是

,少數(shù)是

。酶作用的原理是

。第十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。比較(bǐjiào)過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化效率

無(wú)關(guān)變量：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（因變量）造成影響(yǐngxiǎng)的因素自變量：實(shí)驗(yàn)(shíyàn)過(guò)程中

的變量因變量：隨著

的變化而變化的變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)：僅有一個(gè)因素（自變量）不同的實(shí)驗(yàn)第十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。探究淀粉(diànfěn)酶對(duì)淀粉(diànfěn)和蔗糖水解作用()溶液(róngyè)淀粉酶溶液(róngyè)()

5min淀粉溶液()水浴加熱（50-65℃）()斐林試劑磚紅色沉淀設(shè)置自變量：

類(lèi)()

5min控制無(wú)關(guān)變量檢測(cè)因變量()對(duì)照試驗(yàn)第十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。比較過(guò)氧化氫在不同條件(tiáojiàn)下的分解：2H2O22

H2O+O21.常溫(chángwēn)2.加熱3.FeCl3

4.加肝液第十九頁(yè)，共四十七頁(yè)。實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同(bùtónɡ)條件下的分解試管編號(hào)1234實(shí)驗(yàn)原理第一步第二步觀察現(xiàn)象將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香放在液面上原因結(jié)論過(guò)氧化氫在高溫或Fe3+或過(guò)氧化氫酶的作用(zuòyòng)下都可分解成水和氧氣每支試管各加入(jiārù)2ml3%的H2O2溶液90℃熱水浴2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液觀察氣泡冒出情況，并記錄無(wú)較少較多很多沒(méi)變化火頭變亮火頭變亮復(fù)燃沒(méi)有生成氧氣生成了少量氧氣生成了少量氧氣生成了大量氧氣酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑的催化作用更顯著自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組第二十頁(yè)，共四十七頁(yè)。1號(hào)試管(shìguǎn)過(guò)氧化氫溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管(shìguǎn)3號(hào)試管(shìguǎn)加入過(guò)氧化氫酶2滴，振蕩試管各加入2mL過(guò)氧化氫溶液無(wú)明顯變化pH＝7pH=12pH＝2各加入幾滴過(guò)氧化氫酶溶液，2—3min后將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復(fù)燃無(wú)明顯變化探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響第二十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。1號(hào)試管(shìguǎn)淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟一二三四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論2號(hào)試管(shìguǎn)3號(hào)試管(shìguǎn)加入淀粉酶2滴，振蕩試管各加入2mL淀粉溶液藍(lán)色保持0℃冰水中反應(yīng)約5min加熱至100℃，反應(yīng)約5min加熱至60℃，反應(yīng)約5min各加入兩滴碘液振蕩無(wú)明顯現(xiàn)象只有在一定溫度下酶的催化效率最好藍(lán)色探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響第二十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。第三課時(shí)第二十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。據(jù)下圖能得出(déchū)的結(jié)論酶具有(jùyǒu)高效性第二十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。淀粉酶催化淀粉水解成麥芽糖麥芽糖酶催化麥芽糖水解成葡萄糖腸肽酶催化肽鏈水解成氨基酸蛋白酶催化蛋白質(zhì)的水解酶具有(jùyǒu)專(zhuān)一性第二十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。一、酶的定義(dìngyì)二、酶的作用(zuòyòng)原理三、酶的特性(tèxìng)1、酶具有高效性催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍每一種酶只能催化一種化合物或一類(lèi)化合物的化學(xué)反應(yīng)2、酶具有專(zhuān)一性影響酶活性的條件？第二十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶活性：

酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的催化效率

思考：1.人體溫升高到38℃，人會(huì)感覺(jué)(gǎnjué)食欲不振，沒(méi)有精神；如果升高到40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏迷、驚厥、甚至危及生命。2.唾液pH值：6.2-7.4胃液pH值：0.9-1.5小腸液pH值：7.6第二十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.在最適溫度(wēndù)下，酶的活性最大。2.溫度(wēndù)過(guò)高或過(guò)低，酶的活性都會(huì)明顯降低。3.高溫會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久(yǒngjiǔ)失活；低溫雖然使酶活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)。第二十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。1.在最適pH下，酶的活性最高。2.pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)明顯降低。3.過(guò)酸、過(guò)堿會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞(pòhuài)，使酶永久失活。第二十九頁(yè)，共四十七頁(yè)。酶促反應(yīng)(fǎnyìng)速率與酶濃度成正比第三十頁(yè)，共四十七頁(yè)。A

在一定濃度范圍(fànwéi)內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而增加第三十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。影響(yǐngxiǎng)酶活性的因素1.pH對(duì)酶活性的影響2.溫度對(duì)酶活性的影響3.酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)(fǎnyìng)的影響4.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響

酶的永久失活(高溫、重金屬、紫外線、過(guò)酸過(guò)堿)3、酶的作用(zuòyòng)條件較溫和第三十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。反應(yīng)速率溫度(wēndù)酶的濃度(nóngdù)底物(dǐwù)濃度PH在底物足夠,其他條件固定的條件下,反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利酶發(fā)揮作用的因素時(shí),酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比第三十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。課堂練習(xí)1、下圖表示在不同條件(tiáojiàn)下，酶催化反應(yīng)的速率(或生成物量)的變化曲線圖，有關(guān)敘述不正確的是A．圖①虛線表示酶量加一倍后，底物濃度和反應(yīng)(fǎnyìng)

速率關(guān)系B．圖②虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時(shí)，生成物量與時(shí)間的關(guān)系第三十四頁(yè)，共四十七頁(yè)。C．圖③不能表示在反應(yīng)開(kāi)始(kāishǐ)后的一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系D．若圖②中的實(shí)線表示Fe3+的催化效率，則虛線可表示過(guò)氧化氫酶的催化效率第三十五頁(yè)，共四十七頁(yè)。2、下面(xiàmian)有關(guān)產(chǎn)生酶的場(chǎng)所的敘述，其中正確的是（）A、細(xì)胞核B、主要是核糖體C、細(xì)胞質(zhì)D、全部在核糖體B3、將某種酶水解，最后(zuìhòu)得到的有機(jī)小分子是（）A、核苷酸B、氨基酸C、核苷酸和氨基酸D、核苷酸或氨基酸D第三十六頁(yè)，共四十七頁(yè)。4、將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合(hùnhé)裝入一容器中，調(diào)整PH=2.0，保存于37℃的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（）A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水C、唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A第三十七頁(yè)，共四十七頁(yè)。5、在煮過(guò)和沒(méi)煮過(guò)的土豆片上分別(fēnbié)滴幾滴過(guò)氧化氫，在土豆片X上出現(xiàn)了泡沫，在土豆片Y上沒(méi)有出現(xiàn)泡沫，以下哪一項(xiàng)是正確解釋A．土豆片X是煮過(guò)的，因?yàn)檫^(guò)氧化氫只影響碳水化合物使之分解成單糖B．土豆片X是煮過(guò)的，因?yàn)樵跊](méi)煮過(guò)的土豆片中的酶對(duì)過(guò)氧化氫分解不起作用C．土豆片X是沒(méi)煮過(guò)的，因?yàn)橹参镏泻忻?，促使過(guò)氧化氫的分解，但酶會(huì)在高溫中失效D．土豆片X是沒(méi)煮過(guò)的，因?yàn)檫^(guò)氧化氫能分解土豆片中的酶C第三十八頁(yè)，共四十七頁(yè)。探究(tànjiū)影響酶活性的條件唾液，胃液，小腸液的pH值各不相同提出問(wèn)題：作出假設(shè)：預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：因變量的檢測(cè)：酶活性，即酶促反應(yīng)的速度(sùdù)設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格實(shí)施實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，設(shè)置自變量，控制(kòngzhì)無(wú)關(guān)變量溫度對(duì)淀粉酶活性的影響人體溫升高到38℃，人會(huì)感覺(jué)食欲不振，沒(méi)有精神；如果升高到40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏迷、驚厥、甚至危及生命第三十九頁(yè)，共四十七頁(yè)。練習(xí)(liànxí)1.同一個(gè)體內(nèi)的各類(lèi)活細(xì)胞所含酶的()A.種類(lèi)(zhǒnglèi)有差異、數(shù)量相同B種類(lèi)有差異、數(shù)量不同C種類(lèi)無(wú)差異、數(shù)量相同D種類(lèi)無(wú)差異、數(shù)量不同B第四十頁(yè)，共四十七頁(yè)。1、下圖縱軸為酶反應(yīng)速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表示(biǎoshì)酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的是（）ABCDB第四十一頁(yè)，共四十七頁(yè)。4、下列關(guān)于酶的化學(xué)成分的敘述，哪一項(xiàng)是不正確的（

）A、一般的說(shuō)，酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)B、酶是由蛋白質(zhì)和核酸組成(zǔchénɡ)的C、絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是 RNAD、淀粉酶和過(guò)氧化氫酶都是蛋白質(zhì)B第四十二頁(yè)，共四十七頁(yè)。例題1、酶在催化生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)速率與很多因素有關(guān)。下列(xiàliè)曲線中正確的是（假設(shè)其他條件都是適宜且穩(wěn)定的）反應(yīng)速率溫度反應(yīng)速率酶濃度反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率PH值A(chǔ)BCD第四十三頁(yè)，共四十七頁(yè)。4、在常溫下用某種酶處理洋蔥表皮細(xì)胞，結(jié)果細(xì)胞壁完全分解，而細(xì)胞的其他結(jié)構(gòu)保持完整。與以上事實(shí)關(guān)系最密切的是（