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第五章细胞的能量供给与利用
第一节降低反响活化能的酶
一、细胞代谢与酶
1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进展着很多化学反响,统称为细胞代谢.
2、活化能:分子从常态转变为简洁发生化学反响的活泼状态所须要的能量。
3、酶在细胞代谢中的作用:降低化学反响的活化能
4、使化学反响加快的方法:
加热:通过进步分子的能量来加快反响速度;
加催化剂:通过降低化学反响的活化能来加快反响速度;同无机催化相比,酶能更显著地降低化学反响的活化能,因此催化效率更高。
5、酶的本质:
关于酶的本质的探究:
巴斯德之前,人们认为:发酵是纯化学反响,与生命活动无关
巴斯德的观点:发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
李比希的观点:引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用;
毕希纳的观点:酵母细胞中的某些物质可以在酵母细胞裂开后接着起催化作用,就像在活酵母细胞中一样;
萨姆纳提取酶,并证明酶是蛋白质;
切郝、奥特曼觉察:少数RNA也具有生物催化功能;
6、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
5、酶的特性:专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反响
高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍
酶的作用条件较温与:酶在最相宜的温度与PH条件下,活性最高。
二、影响酶促反响的因素(难点)
底物浓度(反响物浓度);酶浓度
PH值:过酸、过碱使酶失活
温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在相宜温度下酶活性可以复原。
三、试验
比拟过氧化氢酶在不同条件下的分解
试验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
限制变量法:变量、自变量(试验中人为限制变更的变量)、因变量(随自变量而变更的变量)、无关变量的定义。
比照试验:除一个因素外,其余因素都保持不变的试验。
影响酶活性的条件(要求用限制变量法,自己设计试验)
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节细胞的能量“通货”——ATP
一、什么是ATP?
是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做三磷酸腺苷
二、构造简式:A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基团~代表高能磷酸键
三、ATP与ADP之间的互相转化
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
ADP转化为ATP所需能量来源:
动物与人:呼吸作用
绿色植物:呼吸作用、光合作用
四、ATP的利用:
ATP—是新陈代谢所需能量的干脆来源,ATP中的能量能转化成机械能、电能,光能等各种能量;
吸能反响总是与ATP水解的反响相联络,由ATP水解供给能量
放能反响总是与ATP的合成相联络,释放的能量贮存在ATP中
第三节ATP的主要来源——细胞呼吸
1、概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
2、有氧呼吸:主要场所:线粒体
总反响式:C6H12O6+6O26CO2+6H2O+大量能量
第一阶段:细胞质基质C6H12O62丙酮酸+少量[H]+少量能量
第二阶段:线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+大量[H]+少量能量
第三阶段:线粒体内膜24[H]+6O212H2O+大量能量
有氧呼吸的概念:细胞在氧的参加下,通过酶的的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳与水,同时释放出大量能量的过程。
3、无氧呼吸:细胞质基质
无氧呼吸的概念:细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解,产生洒精与CO2或乳酸,同时释放出少量能量的过程。
大局部植物,酵母菌的无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量
动物,人与乳酸菌的无氧呼吸:C6H12O62乳酸+少量能量
(马铃薯块茎,甜菜的块根、玉米胚的无氧呼吸也是产生乳酸)
反响场所:细胞质基质
留意:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵
探讨:
①有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸:所释放的能量一局部用于生成ATP,大局部以热能形式散失了。
无氧呼吸:能量小局部用于生成ATP,大局部储存于乳酸或酒精中
②有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于与[H]生成水
4、有氧呼吸与无氧呼吸的比拟:
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
反响条件
须要O2、酶与相宜的温度
不须要O2,须要酶与相宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2与H2O
CO2、酒精或乳酸
释放能量
较多,1mol葡萄释放能量2870kJ,其中1161kJ转移至38molATP中
1mol葡萄
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