1、第 4 章,生命的物质变化和能量转换,生命的物质变化和能量转换,生物体内的有机物,CO2+H2O,（光能）,（化学能）,第1节 生物体内的化学反应,什么是新陈代谢?,自我更新生命活动的基本特征 水：每过一个星期一半被更新； 蛋白质（细胞内）：每80天就一半被更新； 组成人体的原子：一年后98%被更新。,什么是新陈代谢?,同化作用（合成代谢） 在自我更新过程中，生物体不断地从外界摄取营养物质，将它转变为自身的物质，并储存能量的变化过程。(自养型和异养型) 异化作用（分解代谢） 生物体也不断地将自身的物质分解以释放能量，并将代谢终产物排出体外的变化过程。（呼吸：好养、厌氧、兼性厌氧）,什么是新陈代
2、谢?,同化作用和异化作用组成了生物体的新陈代谢。生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，叫做新陈代谢。,什么是新陈代谢?,同化作用（合成代谢） 1.摄取营养物质 2.转变为自身物质 3.贮存能量 异化作用（分解代谢） 1.分解自身物质 2.排出废物 3.释放能量,什么是新陈代谢?,新陈代谢是通过一系列的化学反应来完成的。 合成反应 分解反应,1、合成反应和分解反应,生物体内的化学反应,化学反应 合成反应 分解反应 酶 概念 特点 ATP 结构 用途 来源,1、合成反应和分解反应,合成反应：小分子形成大分子的化学反应 缩合反应：糖原、淀粉、脂肪、蛋白质等是多个分子
3、缩合形成的大分子结构。,+,+,H2O,肽键,1、合成反应和分解反应,H2O,脂肪分子结构示意图,甘油：C3H5(OH)3,脂肪酸,1、合成反应和分解反应,分解反应：将大分子分解成小分子的反应细胞在利用糖原、淀粉、脂肪、蛋白质前先将大分子分解成小分子,1、合成反应和分解反应,水解反应 需要水解酶和水分子,C,O,N,OH,H,H,水解酶,C ,O,N ,H,H2O,1、合成反应和分解反应,氧化分解反应 释放出氢原子,C6H12O6,能量,4H,酶,CH3COCOOH,（葡萄糖）,（丙酮酸）,反应过程不消耗水，却释放出4个氢原子和能量。,2、生物催化剂酶,酶的发现：,1836年,德国科学家施旺提
4、取胃液中消化蛋白质的物质-胃蛋白酶.,1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质.,1783年,意大利科学家斯巴兰让尼 用“金属笼肉块”实验推断胃液中 一定含有消化肉块的物质-说明胃具有化学性消化的作用.,20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用.,实验4.1 探究酶的高效性,2、生物催化剂酶,实验室、化工生产 通过改变反应温度、反应物浓度、加催化剂、增压等方法加快反应速度。 生物体不同 依靠酶来调节。,实验4.1 探究酶的高效性,材料选
5、择： 新鲜猪肝匀浆 3.5%FeCl3溶液 经高温处理的猪肝匀浆 经高温处理的3.5%FeCl3溶液,2、生物催化剂酶,3%H2O2,2、生物催化剂酶,2、生物催化剂酶,过氧化氢酶的催化效率是高于无机催化剂Fe3+,酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍,2、生物催化剂酶,酶的特性 高效性,2、生物催化剂酶,酶的化学成分 酶是活细胞产生的具有催化能力的一类生物大分子。 绝大多数为蛋白质、少数为RNA。 又称生物催化剂。,2、生物催化剂酶,为什么经高温处理过的猪肝匀浆液不能催化H2O2分解释放O2？ 高温使酶失去了活性（酶的催化效率称为活性）。 高温使生物大分子的结构遭到破坏，酶也就失去了活
6、性。,口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?,酶具有专一性,思 考,2、生物催化剂酶,2、生物催化剂酶,活性部位,底物,活性部位和和底物结构和形式上完全契合,2、生物催化剂酶,酶的特性 高效性 专一性 每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。,2、生物催化剂酶,酶的命名 根据来源及底物命名，如： 唾液淀粉酶：唾液腺分泌，淀粉麦芽糖 胃蛋白酶：胃腺分泌，蛋白质多肽 肠肽酶：肠腺分泌，多肽氨基酸,2、生物催化剂酶,酶显示活性的场所 细胞内：大多数酶 细胞外：少数酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等消化酶。 需要与辅助因子结合才显示活性的酶，如与氧化还原有关的酶。 辅助因子：如金属离子
7、、有机小分子化合物 有机小分子化合物称为辅酶，如辅酶（NAD）、辅酶(NADP)等。,2、生物催化剂酶,通过人工合成或从生物材料中提取的方法获取，用于制药、工农业生产及日常生活 多酶片 加酶洗衣粉,2、生物催化剂酶,酶抑制剂 占据酶的活性部位竞争性抑制物 改变酶的空间结构非竞争性抑制物,2、生物催化剂酶,竞争性抑制物,非竞争性抑制物,活性部位被占,立体结构发生变化,2、生物催化剂酶,科学实验证实，高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和pH。科学家分别在不同的温度和pH条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到的数据绘制成曲线图。,P61,酶的活性（催化效率）
8、,细胞内、细胞外、辅酶,3、生命活动的直接能源ATP,3、生命活动的直接能源ATP,生物体不能直接利用化学能、光能等。 化学能、光能必须先转移到ATP中成为自由能，才能被机体利用。 ATP是自由能的特殊载体。,有机物中的化学能稳定的化学能ATP中的化学能活泼的化学能,3、生命活动的直接能源ATP,ATP的中文名称：腺苷三磷酸 A 表示腺苷，T表示三个，P表示磷酸基,AMP,ADP,ATP,30.5kJ,不能P把说成磷酸根,P,能量,腺苷二磷酸（ADP）,3. ATP和ADP的相互转化,生命活动,呼吸作用,三、生命活动的直接能源ATP,是可逆反应吗？,不是，物质可逆，能量不可逆,3、生命活动的直接能源ATP,ATP普遍存在于生物体细胞中，是能量的 “携带”和“转运”者，生物学家形象地称ATP为能量货币。,ATP与ADP的相互转化,APPP,APP,酶,细胞分裂,肌肉收缩,矿质离子吸收,呼吸作用,光合作用,ATP是新陈代谢所需能量的直接来源,释放能量,获得能量,酶,H2O,H2O,Pi,Pi,动 物： ADP转化成ATP时所需要的能量，来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放出的能量， 绿色植物： ADP转化成ATP时所需要的能量，除了来自呼吸作用中分解有机物释放出的能量外，还来自光合作用。,