2022年医学专题—第5章--细胞的能量供应和利用(1).ppt

第第第第5 5章章章章 细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)的能量的能量的能量的能量供应和利用供应和利用供应和利用供应和利用第第第第11节节节节 降低降低降低降低(jingd)(jingd)化学反应活化能的酶化学反应活化能的酶化学反应活化能的酶化学反应活化能的酶第一页，共四十七页。第一(dy)课时第二页，共四十七页。细细细细胞胞胞胞代代代代谢谢谢谢这些化学反应这些化学反应(huxu f(huxu f nyng)nyng)一般一般是在是在酶酶的催化作用下进行的的催化作用下进行的细胞细胞(xbo)(xbo)中每时每刻都进行着中每时每刻都进行着许多许多化学反应化学反应，统称细胞代谢，统称细胞代谢（cellular metabolism）活细胞活细胞(xbo)中每分钟要完成中每分钟要完成70008000次化学反应，这些反应互次化学反应，这些反应互不干扰，各自迅速地进行不干扰，各自迅速地进行第三页，共四十七页。酶的发现酶的发现(fxin)史史1 1、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？、这个实验要解决什么问题？2 2、对这个问题可以做出哪些假设？、对这个问题可以做出哪些假设？、对这个问题可以做出哪些假设？、对这个问题可以做出哪些假设？3 3、这个实验的巧妙之处在哪里？、这个实验的巧妙之处在哪里？、这个实验的巧妙之处在哪里？、这个实验的巧妙之处在哪里？4 4、实验结果是肉块消失了，据此你能得出什么结论？、实验结果是肉块消失了，据此你能得出什么结论？、实验结果是肉块消失了，据此你能得出什么结论？、实验结果是肉块消失了，据此你能得出什么结论？5 5、斯帕兰札尼推测胃液中一定、斯帕兰札尼推测胃液中一定、斯帕兰札尼推测胃液中一定、斯帕兰札尼推测胃液中一定(ydng)(ydng)含有消化肉块的物含有消化肉块的物含有消化肉块的物含有消化肉块的物质，质，质，质，那么怎么证明有这种物质呢？那么怎么证明有这种物质呢？那么怎么证明有这种物质呢？那么怎么证明有这种物质呢？1773年意大利科学家斯巴兰札年意大利科学家斯巴兰札尼（尼（L.Spalla nzani,17291799）设计了一个巧妙的实验，设计了一个巧妙的实验，设计了一个巧妙的实验，设计了一个巧妙的实验，将肉块放入小巧的金属笼内，然将肉块放入小巧的金属笼内，然将肉块放入小巧的金属笼内，然将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰吞下，过一段时间后取出，后让鹰吞下，过一段时间后取出，后让鹰吞下，过一段时间后取出，后让鹰吞下，过一段时间后取出，观察观察观察观察(gunch)(gunch)肉块变化情况。肉块变化情况。肉块变化情况。肉块变化情况。第四页，共四十七页。酶的发现酶的发现(fxin)史史酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精(jijng)和二氧化和二氧化碳，糖类是怎么变成酒精碳，糖类是怎么变成酒精(jijng)？纯化学纯化学(huxu)过程过程1857年，法国微生物学家巴斯德（年，法国微生物学家巴斯德（L.Pasteur,1822-1895)通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵时通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵时由于由于酵母细胞酵母细胞的存在。的存在。德国化学家李比希（德国化学家李比希（J.V.Liebig,1803-1873)认为引起发酵的是酵母细胞中的认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质某些物质。第五页，共四十七页。酶的发现酶的发现(fxin)史史德国化学家毕希纳（德国化学家毕希纳（E.buchner,1860-1917)利用利用不含酵母细胞不含酵母细胞(xbo)的提取液的提取液，加入葡萄糖，一段时间，加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液变成酒。后冒出气泡，糖液变成酒。不含酵母细胞的提取液的制备：不含酵母细胞的提取液的制备：把酵母细胞放在石把酵母细胞放在石英砂中用力研磨英砂中用力研磨(ynm)，加水搅拌，再进行加压过滤。，加水搅拌，再进行加压过滤。实验结果与糖液中含有实验结果与糖液中含有活酵母细胞活酵母细胞是一样的。是一样的。活酵母细胞产生的某种物质能引起发酵，该物质称为活酵母细胞产生的某种物质能引起发酵，该物质称为酿酿酶酶。第六页，共四十七页。酶本质酶本质(bnzh)的探索的探索John H.Northrop（18911987）1930年美国生化学家诺斯罗普得年美国生化学家诺斯罗普得到了胃蛋白酶到了胃蛋白酶(wi dn bi mi)的结晶，的结晶，并证实它是一种蛋白质。并证实它是一种蛋白质。第七页，共四十七页。1926年萨姆纳首次年萨姆纳首次(shu c)从从刀豆中提出脲酶结晶，并刀豆中提出脲酶结晶，并证明其具有蛋白质性质。证明其具有蛋白质性质。J.B.Sumner（18871955）20世纪世纪30年代年代(nindi)，科学家，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质们相继提取出多种酶的蛋白质结晶。结晶。这些事实说明酶的本质这些事实说明酶的本质这些事实说明酶的本质这些事实说明酶的本质(bnzh)(bnzh)(bnzh)(bnzh)是什么是什么是什么是什么？酶是一类具有生物催化作用的蛋白质酶是一类具有生物催化作用的蛋白质 Sumner和和Northrop共同获共同获1949年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。第八页，共四十七页。1982年美国科学家切赫、年美国科学家切赫、奥特曼等人发现具有催化活性奥特曼等人发现具有催化活性的的RNA，并命名，并命名(mng mng)这一类酶为这一类酶为核酶核酶，2人共同获人共同获1989年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖Thomas R.Cech（1947）University of Colorado at Boulder,USA Sidney Altman（1939）Yale University New Haven,CT,USA 科学家们的这一发现科学家们的这一发现(fxin)(fxin)使酶的概念使酶的概念又扩展成什么？又扩展成什么？酶本质酶本质(bnzh)的探索的探索第九页，共四十七页。酶的酶的定义定义(dngy)酶酶(enzyme)是活细胞产生的一类具有是活细胞产生的一类具有(jyu)催化作用的有机物催化作用的有机物,绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质质,少数是少数是RNA。思考思考(sko)(sko)导致酶的概念发展的因素是什么？导致酶的概念发展的因素是什么？导致酶的概念发展的因素是什么？导致酶的概念发展的因素是什么？酶的定义包含哪些重要信息？酶的定义包含哪些重要信息？酶的定义包含哪些重要信息？酶的定义包含哪些重要信息？第十页，共四十七页。H2O2 H2O+O2酶的作用酶的作用(zuyng)原理原理 加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态常态常态常态(chngti)(chngti)转变为容易分解的转变为容易分解的转变为容易分解的转变为容易分解的活跃活跃活跃活跃状态状态状态状态分子从分子从分子从分子从常态常态常态常态转变转变转变转变(zhu(zhu nbin)nbin)为容易分解的为容易分解的为容易分解的为容易分解的活跃活跃活跃活跃状态所需要的能量称为状态所需要的能量称为状态所需要的能量称为状态所需要的能量称为活化能活化能活化能活化能催化剂则是催化剂则是催化剂则是催化剂则是降低降低降低降低反应活化能反应活化能反应活化能反应活化能加热，加压相当于给反应分子加热，加压相当于给反应分子加热，加压相当于给反应分子加热，加压相当于给反应分子提供能量提供能量提供能量提供能量，使反应分子由，使反应分子由，使反应分子由，使反应分子由常态转化成活跃态常态转化成活跃态常态转化成活跃态常态转化成活跃态第十一页，共四十七页。发现问题发现问题(wnt)：酶与无机催化剂的催化效率，哪个更高？：酶与无机催化剂的催化效率，哪个更高？提出假设：提出假设：知识铺垫：知识铺垫：Fe3和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。过氧化氢酶可从动植物体内获得新鲜的动物肝脏过氧化氢酶可从动植物体内获得新鲜的动物肝脏设计实验：设计实验：实验材料：实验材料：新配制的体积分数为新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%FeCl3溶液，新鲜的质量分数为溶液，新鲜的质量分数为20的肝脏研磨液。的肝脏研磨液。量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯等。量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯等。实验方案：实验方案：实验预测：实验预测：实施实验：实施实验：观察现象：观察现象：得到结论：得到结论：经计算经计算(j sun)，每滴质量分数为，每滴质量分数为3.5%FeCl3溶液中溶液中的的Fe3数大约是质量分数为数大约是质量分数为20的肝脏研磨液中的肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的过氧化氢酶分子数的25万倍。万倍。第十二页，共四十七页。比较过氧化氢酶和Fe3+催化(cu hu)效率 无关无关(wgun)变量：变量：对实验结果（因变对实验结果（因变量）造成影响的因量）造成影响的因素素自变量：实验过程自变量：实验过程中人为中人为(rnwi)改变改变的变量的变量因变量：随着自变因变量：随着自变量的变化而变化的量的变化而变化的变量变量对照实验：仅有一个对照实验：仅有一个因素（自变量）不同因素（自变量）不同的实验的实验第十三页，共四十七页。探究探究(tnji)的过程的过程作出作出假设假设(jish)设计设计(shj)实验实验分析分析数据数据得出得出结论结论交流反思交流反思发现新问题发现新问题材材料料仪仪器器方方案案预预测测实施实施实验实验发现发现问题问题实验设计的实验设计的关键关键：原则原则：设置对照组和实验组设置对照组和实验组控制变量控制变量对照原则对照原则设置设置自自变量变量控制控制无关无关变量变量第十四页，共四十七页。第二(d r)课时 实验第十五页，共四十七页。一、酶的定义一、酶的定义(dngy)二、酶的作用二、酶的作用(zuyng)原原理理三、酶的特性三、酶的特性(txng)1、酶具有、酶具有 2、酶具有、酶具有 酶酶(enzyme)(enzyme)是是 产生的一类具有产生的一类具有 作用的作用的有机物有机物,绝大多数是绝大多数是 ,少数是少数是 。酶酶作用的原理是作用的原理是作用的原理是作用的原理是 。第十六页，共四十七页。比较(bjio)过氧化氢酶和Fe3+催化效率 无关变量：对实验无关变量：对实验结果（因变量）造结果（因变量）造成影响成影响(yngxing)的的因素因素自变量：实验自变量：实验(shyn)过程中过程中 的变的变量量因变量：随着因变量：随着 的变化而变的变化而变化的变量化的变量对照实验：仅有一对照实验：仅有一个因素（自变量）个因素（自变量）不同的实验不同的实验第十七页，共四十七页。探究淀粉探究淀粉(dinfn)(dinfn)酶对淀粉酶对淀粉(dinfn)(dinfn)和蔗糖水解和蔗糖水解作用作用()()溶液溶液(rngy)(rngy)淀粉酶溶液淀粉酶溶液(rngy)(rngy)()5min淀粉溶液淀粉溶液()()水浴加热（水浴加热（水浴加热（水浴加热（50-6550-65）()()斐林试剂斐林试剂砖红色砖红色沉淀沉淀设置自变量：设置自变量：类类()5min控制无关变量控制无关变量检测因变量检测因变量()对照试验对照试验第十八页，共四十七页。比较过氧化氢在不同条件(tiojin)(tiojin)下的分解：2 H2O2 2 H2O+O21.常温常温(chngwn)2.加热加热 3.FeCl3 4.加肝液加肝液第十九页，共四十七页。实验：比较过氧化氢在不同实验：比较过氧化氢在不同(b tn)(b tn)(b tn)(b tn)条件下的分解条件下的分解试管编号试管编号试管编号试管编号1 12 23 34 4实验原理实验原理实验原理实验原理第一步第一步第一步