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1、第四章 新陈代谢,第一节 生命物质及功能 一、蛋白质 二、核酸 三、酶 四、维生素 五、水与无机盐,三、酶,（一）、酶的概念 什么是酶？生活中哪些物品中有酶的存在？,多酶片，它所含的多种消化酶会增加人的消化能力,酸奶，用的是乳酸菌内的酶，可以把牛奶中的营养成分变成可口的乳酸,加酶洗衣粉添加进蛋白酶后大大增强了去污能力,新陈代谢在常温、常压下，为什么能够顺利而快速地进行呢？,生物催化剂-酶,1、酶的发现 18世纪之前，人们一直认为鸟类的胃只能磨碎食物，不能分解食物中的有机物。 1773年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验：将肉块放入金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去.过一段时间后,他把小笼
2、子取出来,发现笼内的肉块消失了。 从这个实验里面可以得出 什么结论？,酶的发现,20世纪80年代初，发现极少数酶是RNA,18世纪末 斯帕兰扎尼：胃具有化学性消化的作用,1897年，毕希纳：促使酒精发酵是酵母中的酶,科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的,酶的概念：,是活细胞内产生的、能够在体内外起催化作用的蛋白质,酶只能在细胞内发生作用吗?,大部分酶是蛋白质，也有少数是RNA。,酶催化的生物化学反应，称为酶促反应 在酶(E)的催化下发生化学变化的物质，称为底物(S),反应的生成物称产物（p）,S P,E,酶促反应,酶与一般催化剂的共同点 在反应前后没有质和量的变化,一、酶的分子组成,酶
3、,（与酶蛋白结合松散）,（与酶蛋白结合牢固）,完全由氨基酸组成,酶原的定义： 有些酶在细胞内合成时或者初分泌时没有催化活性，这种无活性的酶的前身物质称为酶原。,酶原,无活性的酶,有活性的酶,一定条件下,（激活）,酶原激活的生理意义,避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化。 胰腺分泌的胰蛋白酶原，需在肠道内被激活后才具有催化蛋白质水解的活性，从而保证胰腺组织不被破坏。（胰腺炎，自身消化） 并使酶在特定的部位和环境中发挥作用 有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。（凝血酶原与凝血酶）,（二）酶的特点,酶是生物催化剂，具有与一般化学催化剂不同的特点,高度的专
4、一性,高度的催化效率,高度的不稳定性,每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。,1、专一性,能够催化唾液淀粉酶水解的酶是（ ） 能够催化肠脂肪酶水解的酶是（ ） A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.麦芽糖酶,B,B,蛋白质,多 肽,氨基酸,2、高效性：催化效率是无机催化剂的107 1013 倍,实验一：比较过氧化氢酶与MnO2的催化效率,3、高度的不稳定性。,低温：抑制 高温：失活,过酸：失活 过碱：失活,最适温度,最适pH,高温、低温、过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗？,不同， 过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 低温使酶活性明显下降，但在适宜温
5、度下其活性可以恢复。,思考：每种酶的最适温度、最适PH值 是不是 一样？,（三）影响酶促反应速度的因素,影响酶促反应速度的因素包括有： 底物浓度 酶浓度 温度 pH 激活剂 抑制剂等,可逆性抑制作用,不可逆性抑制作用,一、底物浓度对反应速度的影响,底物浓度增加，反应速度增加,速度上升趋势减缓,二、酶浓度对反应速度的影响,当底物浓度S足够大时： 反应速度与酶浓度成正比,0,（V）,酶浓度E,反应速度,酶浓度对酶促反应速度的影响,酶浓度越高，反应越快,双重影响,三、温度对反应速度的影响,最适温度 酶促反应速度最快时的环境温度。,四、 pH值对反应速度的影响,（V）,反应速度,最适pH ： 酶催化活
6、性最大时的环境pH,每种酶各自最适PH值 高于或低于最适PH值，酶的活性都会降低，甚至丧失，且不可恢复。,四、 pH对反应速度的影响,0,酶 活 性,胃蛋白酶,淀粉酶,胆碱酯酶,2,4,6,8,10,五、激活剂对酶促反应速度的影响,激活剂： 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质 必需激活剂 ：缺少时，酶将失去活性 非必需激活剂：缺少时，酶催化效率降低,六、抑制剂对酶促反应速度的影响,不可逆性抑制作用,可逆性抑制作用,(一) 不可逆性抑制作用,* 概念 抑制剂通常以共价键与酶分子结合，使酶失活，不能用透析、超滤等方法予以除去。 举例 有机磷杀虫剂（敌敌畏，敌百虫） 导致乙酰胆碱堆积，迷走神
7、经兴奋，平滑肌痉 挛和腺体分泌增加，瞳孔针尖样改变。,活性中心内必须基团,概念 抑制剂以非共价键与酶分子结合，使酶的活性降低或丧失 该类抑制剂可用透析、超滤等方法除去。,（二） 可逆性抑制作用,竞争性抑制 非竞争性抑制,* 类型,竞争性抑制：抑制剂的结构与底物结构相似，因而能与底物竞争同一酶的活性中心，阻碍底物与酶结合，使反应速度减慢。,（四）酶在临床上的应用,（1） 酶与疾病的发生 （2） 酶与疾病的诊断 （3） 酶与疾病的治疗,（1） 酶与疾病的发生,1、先天性或遗传性酶缺乏病：白化病是由于酪氨酸酶缺乏所致； 2、后天性酶缺陷病：如缺维生素K时，肝合成凝血因子受阻，导致凝血时间延长，引起皮
8、下或胃肠道出血等,临床意义,心肌梗死病人血清LDH同工酶谱的变化,1,酶活性,心肌梗死酶谱,正常酶谱,2,3,4,5,（2）酶与疾病的诊断,（三） 酶与疾病的治疗,1、帮助消化 ：多酶片 2、消炎抑菌：木瓜蛋白酶 3、防治血栓：纤溶酶、尿激酶 4、治疗肿瘤：天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶,维生素,第一节 维生素概述,一、维生素的定义 维生素是一类维持机体健康所必需，但在人体内不能正常合成或合成数量不能满足机体需求，必须由食物提供的小分子有机物。人体对维生素的需要量甚微。但机体缺乏某种维生素时，将导致物质代谢障碍，进而引起维生素缺乏症。,五、维生素的种类,脂溶性维生素：维生素A、D、E、K,水溶性维生素
9、：B族维生素和维生素C两类,缺乏维生素的症状,一、缺乏维生素A-夜盲症,食物来源：各种动物的肝、鱼肝油、鱼子、全奶、奶油、禽蛋等是维生素的最好来源；有色蔬菜，如菠菜、豌豆苗、红心甜薯、胡萝卜、辣椒等，及杏子和柿子等水果。,二、缺乏维生素D-佝偻病 食物来源：鱼肝油、多脂的咸水鱼、添加维生素D的乳制品、蛋、苜蓿、奶油、蛋黄、比目鱼、肝、牛奶、燕麦、鲑鱼、沙丁鱼、番薯、鱿鱼、植物油中含有维生素D。维生素D也可由阳光照射皮肤的过程中被转化形成。,五、水和无机盐,水和无机盐既是人体的重要组成部分，也是构成体液的主要成分。,生物体化学物质组成的大致比例,一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。 一个
10、人不喝水，1d后就会丧失意识 ,生命濒临终点 地球表面约3/4的部分是水； 生物体内含量最多的化合物水,水-生命之源,植物缺水枯萎和萎蔫状态,一、水 （一）水的含量： （二）水的存在形式： （三）水的生理作用：,生物体中含量最多的物质,1、自由水： 95%左右 2、结合水：4.5%,（2）大多数生物化学反应的介质,（3）运输物质,（4）调节体温、保持体温恒定有重要作用,（1）细胞和生物体的组成成分,不良的饮水习惯,一、每日饮水量不足。有人认为不渴就不用喝水，其实，人体内细胞不断进行代谢、排除废物、散发热量都会损失水分，因此保持人体每日水分摄入与排出平衡十分必要。当饮水不足时，身体内缺水程度严重
11、者会引起血循环渗透压增高，若这时水分补充不及时，细胞内液的水则流向组织间液产生细胞内脱水。要是等到口渴时再喝水，表明体内失水已经严重，因此我们应养成随时主动饮水的习惯。,不良饮水习惯,二、饮料水等同于饮用水。许多人不爱喝水，而喜欢喝带气、带甜味、带酸味的饮料。其实饮料不能代替饮水，饮料不但容易造成厌食与厌水，长期下去会造成营养缺乏症，而饮用过多酸性饮料会使机体血液呈酸性,不利于血液循环，且肌肉内乳酸堆积多，容易产生疲劳感，进而导致机体免疫力下降，并容易患感冒、牙周炎等多种疾病。,不良饮水习惯,三、生饮自来水。一些人错误地认为生饮自来水有营养，尤其是在夏天喜欢图方便，对着自来水龙头拧开就喝，很容
12、易感染痢疾、伤寒、霍乱等肠道疾病。,四、经常饮用纯净水。矿泉水和纯净水都是通过天然矿泉水加工、除菌而得到的水，几乎不含有任何杂质，各种微量元素含量丰富。但作为日常饮用水，它们的价位较高，难以适应人们的生活需要。另外，长期饮用不含有任何养分的纯净水，可能会由于各种元素缺乏导致疾病，轻者会吃不香、睡不着、浑身乏力，重者会神经紊乱、骨质疏松、贫血等。,不良饮水习惯,五、长期喝千滚水。我们提倡喝开水，但反对长期喝千滚水。在炉上沸腾了很长时间的水，还有电热水器中反复煮沸的水就叫千滚水。其水中钙、镁等重金属成分和亚硝酸盐含量很高，长期饮这种水会干扰人的胃肠功能，导致腹泻、腹胀，而有毒的亚硝酸盐还会造成肌体
13、缺氧，并引起神经、泌尿和造血系统病变。,广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！ 广告二：高钙片，一片顶两片！ 广告三：补铁、补血，效果好！朴雪口服液！,上面的广告中提到了哪些无机盐？,二、无机盐,（一）存在形式： 离子状态 （二）含量： 含量最少，占1%左右 （三）生理作用,1、组成生物体内的重要化合物 2、参与生物体的代谢活动和调节内环境稳定,3、维持细胞膜的功能,课堂练习：,1.人在发高烧时，常常食欲大减，最根本的原因是 A.所吃食物不能消化 （ ） B.胃没有排空 C.体温超过合适温度，消化酶的活性下降 D.吃药使人没有了胃口 2.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用， 主要原因是（
14、 ） A.pH不适合 B.胃中已经起了消化作用，不能再起作用了 C.被小肠中的物质包裹起来，所以起不到催化作用 D.小肠中没有蛋白质可被消化,C,A,3.在不损伤植物细胞内部结构的情况下,下列哪种物质 适用于去除细胞壁 ( ) A.蛋白质 B.纤维素酶 C.盐酸 D.淀粉酶 4. 多酶片含蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，有辅助消化的功能。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是（ ） A.补充体内糖类物质的供给 B.防止胃液的消化作用 C.经唾液的消化后即可迅速起作用 D.酶的空间结构具有稳定性,B,B,将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内，调节PH值至2.0，温度为37摄氏度，一
15、段时间后，容器内剩余的物质是：（ ） A.淀粉，胃蛋白酶，多肽，水 B.唾液淀粉酶，麦芽糖，胃蛋白酶，多肽，水 C.唾液淀粉酶，胃蛋白酶，多肽，水 D. 唾液淀粉酶，淀粉，胃蛋白酶，水 在测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶的活性将 A不断上升 B没有变化 C先升后降 D先降后升,A,B,25.嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 A炒肉的过程中加入 B肉炒熟后起锅前加入 C先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 D室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟 26.（多选）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重污染。目前
16、使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有 A生长在麦麸上的黑曲霉 B生长在酸奶中的乳酸菌 C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉,D,ACD,雕牌加酶洗衣粉包装袋上 印有以下资料: 成分:蛋白酶0.2%,清洁剂15%. 用法:洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内一段时间,使用温水效果最佳.切勿用60以上的热水.注意,切勿用于丝质及羊毛衣料;用后须彻底清洗双手.,根据以上内容,你能推测酶的催化作用可能有哪些特性及影响因素?,展开想象的翅膀,3、酶的特性： 具有高效性 具有专一性 作用条件较温和 要有合适的温度 要有合适的pH,总结：,比较过
17、氧化氢酶和MnO2的催化效率 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 温度对淀粉酶活性的影响 pH对胃蛋白酶活性的影响,1、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。,2、酶的本质绝大多数酶是蛋白质， 少数酶是RNA。,例：将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是： A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 C唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水,课堂反馈：,应用知识解决生活问题,1、人感冒发烧时，常食欲不佳，体力不支，原因是什么？ 2、 采取什么
18、措施可使加酶洗衣粉达到最佳洗涤效果？ 3、杀菌消毒、保存食品分别用哪种温度？,胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），温度保持 最适温度37，pH保持在最适值，生成物量与反应时间 关系如右图，请回答下列问题： （1）该酶作用的底物是 。 （2）在140分钟后，曲线变成水平，这是因为 。 （3）增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生 成物量变化的示意曲线。,（4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升 高到10，则酶催化反应的速度将 原因是 。 （5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度 关系的是,练习,1.能够使唾液淀粉酶水解的酶是 A.淀粉酶 B.蛋白酶 C.脂肪酶 D.蔗糖酶 2.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适用于除去细胞壁 A.蛋白酶 B.纤维素酶 C.盐酸 D.淀粉酶 3.在唾液淀粉酶催化淀粉的水解实验中，将唾液稀释10倍，与用唾液原液的效果几乎相同，这说明了酶具有 A.专一性 B.稳定性 C.多样性 D.高效性,B,B,D,