内容正文:
第三章 细胞的代谢
1. 【ATP—直接能源物质—中文名称:腺苷三磷酸——元素:C、H、O、N、P】(常考选择)
1) 细胞中有许多吸能反应,如:光合作用; 细胞的放能反应,如:呼吸作用
2) ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
ATP是由1个腺苷和3个磷酸基团组成(腺苷=核糖+腺嘌呤)(易错)
3) ATP的结构简式是A—P~P~P。其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基团,
~代表高能磷酸键(有2个)。特点:远离腺苷的高能磷酸键容易水解也容易结合
ATP断裂2个高能磷酸键——RNA的单位之一(易错)
4) 能生成ATP的细胞器是叶绿体和线粒体。生成ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞溶胶。
(拓展)ATP-ADP循环:不是一个可逆反应,
因为物质可逆,但能量不可逆,反应条件(酶)不同,反应场所不同
(拓展)直接能源只有ATP吗?光能+ATP中活跃的化学能(易错)
①ATP-ADP转化过程中,物质可循环利用,能量不可循环利用。
②ATP-ADP转化过程不是可逆反应,反应条件、能量来源与去处不同。
2. 【酶——活细胞产生——可在细胞内或细胞外发挥作用】
(1) 酶的发现历程
时间
人物
发现或观点
18世纪末
斯帕兰扎尼
胃液中有一种能消化肉的物质
19世纪
巴斯德
酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果
李比希
酒精发酵与酵母菌活动无关,最多只需要酵母菌中的某些物质的参与而已
1897年
毕希纳
促进酒精发酵的是酵母菌中的某种物质,不是酵母菌细胞本身
1926年
萨姆纳
分离得到脲酶结晶,弄明白酶的化学本质是蛋白质
20世纪80年代
其他科学家
发现极少数特殊的酶是RNA(核酶)
(2) 酶的定义
①定义:酶是由活细胞产生的一类生物催化剂,大多数酶是蛋白质。
②内涵:
酶化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
来源
活细胞(除哺乳动物成熟红细胞)
作用场所
细胞内和细胞外均可起作用
生理功能
只具有催化作用
作用原理
降低化学反应的活化能
(3) 酶的催化机理
①中间产物学说
在酶促反应中,底物(以S表示)首先与酶(以E表示)结合形成不稳定的中间产物SE,这个中间产物进一步分解,形成产物(以P表示),并释放出酶。这个反应所需要的活化能少,反应速度快。
酶促反应可以表示为:S + E → SE(中间产物) → E + P。
②锁钥学说
酶是蛋白质,而蛋白质有一定的空间结构,酶在化学反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系一样,它们的空间结构必须相互结合形成复合体后才能发生反应(图3-9)。这个学说可以用来解释酶催化作用的专一性。
③诱导契合学说
这个学说对锁钥学说的不足做了修订。
酶的活性部位不是刚性不变的,其活性部位的形状可在结合底物时有所改变,即底物与酶活性部位结合,会诱导酶发生构象变化,使酶的活性中心变得与底物的结构互补,两者相互契合,从而发挥催化功能(图3-10)。酶与底物的动态识别过程被称为诱导契合。
(四)酶活性影响因素:
酶活性:单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。
(易错:需要单位时间、单位质量,缺一不可)
例:1g蔗糖酶在1min内使多少克蔗糖水解,就代表蔗糖酶的活性使多少。
影响因素:有机溶剂、重金属离子、酶的浓度、酶的激活剂和抑制剂
1、 pH:
(1) 作用特点:
酶通常在一定pH范围内才起作用,而且在某一pH值下作用最强(即最适pH)。最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶的特性。
(2)实验:
自变量
pH
因变量
酶活性的高低
检测指标
气泡产生的速度
无关变量
过氧化氢溶液的体积、浓度、配制时间、温度等。
实验结论
酶在一定pH范围内才起作用,且在某一pH值下作用最强
注意事项:
a、 滤纸片放在鲜肝匀浆(富含过氧化氢酶)中浸泡,用镊子夹起沥干,使多余的匀浆流尽;
b、 滤纸片不要碰到反应小室的瓶口;
c、 切勿使上述混合液接触到贴在内壁上的滤纸片;
d、 将反应小室小心旋转180度,使H2O2溶液接触滤纸片,同时开始计时;
e、 所有的实验都要严格保证不混淆,不应该有上一次反应后的剩余溶液,每次试验完后,应充分冲洗,然后用相应的缓冲液再冲洗一遍。
f、 酶与底物相遇前要处于相应的pH下
2、 温度
(1)作用特点:
a、温度升高,反应速度加快(a);
b、酶分子本身会随温度的升高而发生热变性,温度升得越高,酶变性的速率也越快,升到一定温度,酶将完全失去活性(b)。
c、这两个作用叠加在一起,便使得酶所催化的反应表现出最适温度(c)。
大约在0~40℃的范围内,一般酶的活性随温度的升