第一節 新陳代謝與酶
（一）學習內容：
第三《生物的新陳代謝》的第一節《新陳代謝與酶》，第二節《新陳代謝與ATP》；通過實驗《比較過氧化氫酶和 的催化效率》，《探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用》及《探索影響淀粉酶活性的條》總結歸納作為酶所具備的特點。

（二）學習重點：
1. 酶的概念、酶的催化作用特點
2. 酶的特性實驗完成
3. 理解酶的特性與新陳代謝的關系

（三）學習難點：
1. 酶的性質及其實驗驗證
2. 酶的性質驗證試驗設計

（四）學習過程：
1. 新陳代謝：是活細胞中全部有序的化學變化的總稱。
理解：新陳代謝是生物最基本的特征，是生物與非生物最本質的區別。要將新陳代謝同普通的物理變化和化學變化區分開。這一點主要體現在三點上：① 新陳代謝是活細胞中發生的過程；② 是有序的化學反應，是受控過程；③ 新陳代謝的本質是化學反應，涉及物質變化和能量變化；對細胞、對生物體而言，這種有序變化是其存在的基礎，是以生物體表現出生長、發育、遺傳和變異的特征。細胞才以活的姿態出現，表現出生長、分裂、完成生命活動等特征。
2. 酶
（1）發現1783年，意大利科學家，斯巴蘭讓尼•鷹的消化實驗
實驗目的：區分鳥類的胃的消化過程，是進行物理性消化，還是存在化學性消化。
實驗設計：將肉塊放入小巧的金屬籠，讓鷹將金屬籠吞入，既保證肉塊不受物理性消化的影響，同時胃液可流入籠內。
實驗結果：隔一段時間后，將小籠子取出，發現籠內的肉塊消失了。
結果分析：胃內具有化學性消化作用
1836年，德國科學家施旺，從胃液中提取出消化蛋白質的物質（蛋白酶）
1926年，美國薩姆納從刀豆種子中提出脲酶結晶，并證實脲酶是一種蛋白質。
20世紀30年代，酶是一類具有生物催化作用的蛋白質
20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA 也具生物催化作用。
（2）本質：酶，是活細胞產生的一類具有生物催化作用的有機物
理解：絕大多數酶是蛋白質成分，即一些具有生物催化作用的有機物，如RNA并非是蛋白質成分，它們具有生物酶的特點：① 是活細胞可以合成的；② 能夠催化反應進行；③ 是生物體內的有機物，所以，有幾點要注意：a. 不是酶的本質都是蛋白質，少數RNA也是酶；b. 不是蛋白質都能稱為酶，只有是活細胞中產生具有催化作用的蛋白質才稱為酶，催化作用僅為蛋白質多種功能之一；c. 酶是活細胞產生，但不一定只在活細胞內才能發揮作用，在體外條合適情況下一樣能發揮催化作用。
（3）特性
酶的特點在化學中已經學到，所有的酶在一定的條下都能使生物體內復雜的化學反應迅速地進行，而酶本身不發生變化，但酶有別于無機化學催化劑。
①酶具有“高效性”
過氧化氫酶，與 相比，過氧化氫酶的催化效率要高許多。通常情況下，酶的催化效率是無機催化劑的 倍。也就是說，酶的催化效率是極高的，比如：

每個碳酸酐酶分子每秒能夠催化 個 ，使其與相同數量的 結合，形成 ，是非酶催化的一百萬倍。
② 酶具有“專一性”
一種酶只能作用于一種底物，或一類分子結構相似的底物：
淀粉酶 只能催化淀粉水解，對蔗糖不起催化作用
二肽酶 可以水解任何兩種氨基酸組成的二肽
所以，每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。進一步講，生物體內發生的化學反應很多，在同一時刻，機體內部不同部位不同細胞，或同一細胞不同的位置發生著千萬種反應，而反應的進行依賴于酶的存在，所以，可以推論酶具有“多樣性”。大多數酶的本質是蛋白質，蛋白質也是具有多樣性特點的。特別是蛋白質的空間結構是酶發揮作用的重要基礎之一。
③ 酶需要適宜的條
每一種酶活性的發揮都離不開特定的環境條，通常酶在一定的范圍內才具有活性，有催化能力，超過了這個范圍，就不再有催化能力，即酶失活；酶即使在活性范圍內，催化能力也有高低之分，酶在改變某一環境條下，活性也改變，當酶活性最高時，該環境條稱為最適條，在此條兩側，酶活性都將降低。影響因素常有：a. 溫度：一定范圍內，酶的催化能力隨溫度升高而增強（ ）但超過60℃，絕大多數酶就會失去活性，低溫使活性降低，但分子結構未破壞，可恢復活性。b. pH 酶對環境中的pH十分敏感，酶只有在一定的pH范圍內才能表現出活性，隨pH不同，酶的活性波動很大，一般最適pH常在4－8之間，不同酶情況不一樣。

酶最適pH
過氧化氧酶（肝）
唾液淀粉酶
脂肪酶
胰蛋白酶
胃蛋白酶6.8
6.8
8.3
8.0-9.0
1.5-2.2
過酸，過堿和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低至失活，通常是使酶分子結構遭到破壞而導致失活。

高溫常破壞酶的分子結構而導致失活，低溫也能使酶活性急劇下降，但酶的分子結構未被破壞，當溫度恢復到適宜濕度時，酶活性可恢復。
這兩種作用下，作為維持酶空間結構的化學鍵或次級鍵被破壞，主要是肽鍵，離子鍵，氫鍵，二硫鍵被破壞，導致酶被水解。
（4）酶工程：
盛有酶的容器——酶反應器中，利用酶的生物催化作用生產產品。
——淀粉酶用于高果糖漿的生產淀粉→麥芽糖→葡萄糖→果糖
利用豬胰島素生產人胰島素等。
（5）新陳代謝與酶
自然界的一切生命現象都與酶的活動有關，活細胞內全部的生物化學反應，都是在酶的催化作用下進行的，生命系統既是一個需要維持穩態的系統，又是一個瞬間就會發生一系列合成分解運動著的系統，是一個矛盾的統一體。新陳代謝中的各種化學反應是在溫度、酸堿度等相對穩定的條下進行的。要想在常態下迅速而高效地進行反應，并且盡可能地降低能量閾，這就需要生物催化劑——酶，離開了酶，新陳代謝就不能進行，生命就會停止。

第二節 新陳代謝與ATP
（一）學習內容：
1. ATP的生理功能 2. ATP的結構簡式
3. ATP與ADP的相互轉化 4. ATP的形成途徑

（二）學習重點：
1. ATP的生理功能
2. ATP與ADP的相互轉化以及ATP的形成途徑

（三）學習難點：
1. ATP的結構和生理功能
2. ATP的形成與轉化

（四）學習過程：
新陳代謝中的一系列變化過程需要有酶的催化作用，同時，這些過程伴隨著能量的轉變與轉移。
糖類是細胞的主要能物質，脂肪是生物體內儲存能量的物質。這些能物質的最終都是太陽能。是通過復雜的過程轉變并轉移而儲存在這些物質內的，并且終將以特殊形式，轉化、轉變才能被生物體利用，它們都不能被生物體直接利用，實際上，有機物中的能量不是綠色植物直接轉移用于有機物的合成的，在所有這些變化過程中，無論是能量的儲存轉移，還是釋放都離不開ATP這種特殊形式，新陳代謝所需能由細胞內的ATP直接提供，ATP是代謝能量的直接。
1. ATP的結構簡式
（1）概念：ATP ——三磷酸腺苷的英縮寫，是存在于生物體內的高能磷酸化合物。
高能磷酸化合物：指水解時釋放的能量在 以上的磷酸化合物。ATP 水解時釋放的能量高達 。
（2）結構簡式：A—P～P～P
A：代表腺苷（由腺嘌呤和核糖組成）
P：代表磷酸基團。
～：代表高能磷酸鍵
（3）水解過程：
高能磷酸鍵水解時，生成磷酸并且釋放出大量的能量。
2. ATP與ADP的相互轉化
ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵，在一定條下很容易水解；也容易生成。此過程伴隨能量的儲存與釋放，ADP為二磷酸腺苷，含一個高能磷酸鍵。

ATP在細胞內的含量是很少的；ATP在細胞內的轉化十分迅速；胞內的ATP的含量總處在動態平衡中，不斷消耗，不斷生成，保證胞內穩定供能環境。ATP水解時釋放的能量，是生物體維持細胞分裂，根吸收礦質元素和肌肉收縮，維持體溫等生命活動所需能量的直接。
3. ATP的形成途徑
對人和動物說，ADP轉化成ATP所需能量自呼吸作用，對綠色植物而言，則自呼吸作用和光合作用

對于生命而言，能量是其能正常進行的根本，有了能量就可以完成各種活動。生物體所有的能量幾乎都自太陽能，綠色植物通過光合作用，將光能轉變成有機物中的穩定化學能，其它生物則直接或間接地以植物為食，在進食后，將食物中的能量轉移到自身，合成有機物或利用，在所有這些過程中，伴隨著ATP與ADP的轉變，完成能量的轉移、轉換、儲存和釋放。這種不停頓的動態平衡，是生命系統的穩態性的具體表現之一，而ATP
則象是在各種細胞間，流通著的“能量貨幣”，保證了各種生命活動的正常進行。

【模擬試題】
1. 胃液中的蛋白酶，進入小腸后，催化活性大大降低，由于（ ）
A. 酶的催化作用只能發揮一次 B. 小腸內的溫度高于胃內溫度
C. 腸內的pH值比胃內pH值高 D. 小腸內的pH值比胃內pH值低
2. 在不損傷植物細胞內部結構的情況下，去除其細胞壁最好的方法是（ ）
A. B. C. 淀粉酶D. 纖維素酶
3. 關于酶的性質，下列表述中錯誤的一項是（ ）
A. 化學反應前后，酶的化學性質和數量不變
B. 一但離開活細胞，酶就失去催化能力
C. 酶是活細胞產生的具有催化能力的一類特殊有機物，其中絕大多數是蛋白質，少數是RNA。
D. 酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿條影響
4. 根據反應式： 以下說法正確的是（ ）
A. 物質和能量都是可逆的 B. 物質是可逆的，能量是不可逆的
C. 物質是不可逆的，能量是可逆的 D. 兩者均不可逆
5. 下列關于人體細胞內ATP的敘述，正確的是（ ）
A. 人體細胞內貯有大量ATP，以備生理活動需要
B. ATP水解成ADP的反應是可逆的
C. ATP只能在線粒體中生成
D. ATP中含有兩個高能磷酸鍵
6. 下圖中能表示動物肌細胞內ATP含量與 供給之間關系的曲線是（ ）

A. aB. bC. cD. d
7. 關于酶的特性實驗裝置如下圖，取標號為A、B、C，三支試管各加入 稀釋淀粉糊

（1）在三支試管內各滴入革蘭氏碘液，搖勻，可見試管內溶液呈_____色。
（2）再在A管內加入 胰液，B管內加入 煮沸唾液，C管內加入 唾液，然后將這三支試管放入37－40℃水浴鍋中，15－20分鐘后，三支試管內溶液確切變化分別是（ ）
A管______________因為_______________
B管______________因為_______________
C管______________因為_______________
8. 下面為綠色植物體內ATP與ADP的互換式

問：（1） A代表________，P代表_______，～代表________，Pi代表_______。
（2） 當反應從左向右進行時，釋放的能量供給_______。
當反應從右向左進行時，所需能量于__________和__________。
9. 加酶洗衣粉中含蛋白酶，這種洗衣粉為什么能很好地除去衣物上的奶漬和血漬？使用這種洗衣粉時為什么需要溫水？
10. 下圖是人體內某個化學反應示意圖，圖中哪個英字母代表酶，若B代表的是二肽，CD代表什么？若B代表的是蔗糖，CD代表什么？

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaoyi/47658.html

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