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第三章细胞中能量的转换和利用
第一节生命活动需要酶和能源物质
一、生物催化剂——酶
1．酶的本质
（1）酶本质的探索历程
（2）酶的本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
正确说法
错误说法
产生
酶由活细胞产生
所有活细胞都能产生酶
功能
酶只起催化作用
酶具有调节作用
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
酶是蛋白质
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核
只有核糖体
作用场所
胞内、胞外、体外都能发挥作用
只在细胞内发挥作用
来源
活细胞
酶可以从食物中获得
结构
催化过程中酶可发生可逆性的结构变化
酶的结构始终不变
作用机理
酶降低化学反应活化能
酶提供化学反应的活化能
2．酶的作用实质
（1）酶促反应：指由酶催化的化学反应。
（2）活化能：在一定温度下，分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量。
（3）活化分子
①概念：处于过渡态的分子称为活化分子。
②规律：在一个化学反应体系中，活化分子越多，反应速率就越快。
③增多途径：a．加热或光照等方法。b．使用催化剂降低活化能。
（4）酶催化作用实质：降低生化反应所需的活化能，使生化反应在较低能量水平上进行，从而加快生化反应。
3．酶的特性
（1）高效性：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高（原因）。
①验证实验
编号
加入物质
处理
现象
1
3mL体积分数为3%的H2O2溶液
滴入等量蒸馏水
基本无气泡，木条不复燃
2
滴入等量质量分数为5%的FeCl3溶液
有较多气泡，木条复燃
3
滴入等量新鲜酵母菌液（含过氧化氢酶）
有更多气泡，木条猛烈燃烧
结论
酶具有催化作用，且与无机催化剂相比具有高效性。
②曲线图
E1：无催化剂时，反应所需的活化能。
E2：无机催化剂催化时，反应所需的活化能。
E3：酶催化时，反应所需的活化能。
（2）专一性：每种酶只能催化一种或一类反应
①专一性机制：酶催化作用的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关，当酶的活性中心与底物分子结合时，就启动了化学反应。（反应前后酶的结构，数量和性质不变）
②证明酶具有专一性的实验。
试管编号
1
2
可溶性淀粉溶液
2mL
－
蔗糖溶液
－
2mL
淀粉酶溶液
2mL
2mL
37℃保温5min
新配制的斐林试剂
2mL
2mL
水浴加热1min
实验现象
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
实验结论
酶具有专一性
注意：该实验不可用碘液：因为碘液无法鉴定蔗糖是否发生水解。
（3）酶的作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
①探究温度或者pH对酶活性的影响的思路：先将酶与底物分别于不同温度或pH下保温一段时间后再混合。
注意：a.探究温度时候，底物选择淀粉以及碘液检测；不能用过氧化氢，因为温度影响过氧化氢的分解，检测试剂不可以斐林试剂，因为斐林试剂的使用需要水浴加热，而本实验温度需要严格控制。
B.探究pH时，底物选择过氧化氢，不能选择淀粉，因为酸可以催化淀粉的水解
②曲线图
A.在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
B.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。
C.低温不会破坏酶的空间结构，只是抑制酶的活性，当温度升高时，酶的活性可恢复。
酶制剂的保存条件：
a.低温（0~4°C）（原因：低温下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定）。
b.最适PH。
酶催化反应时，最适温度和最适pH不会相互影响。
【相关信息】一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃；植物体内的酶最适温度在40~50℃；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。
【相关信息】动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5~6.5。胰蛋白酶最适PH为8.0~9.0唾液淀粉酶最适PH为6.8胃蛋白酶最适PH为1.5
4.影响酶促反应速率的因素
（1）温度和pH（通过影响酶活性来影响酶促反应的速率）
（2）底物浓度和酶浓度（通过影响酶和底物的接触面积来影响酶促反应的速率）
P点：酶的数量有限
二、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
1.中文名称：腺苷三磷酸
2.组成元素：C、H、O、N、P
3.化学组成：
1分子腺嘌呤（A）+1分子核糖（T）+3分子磷酸基团（P）
注意：A+T称为腺苷。
4.结构简式：A—P～P～P
A与P之间的“P—O”：普通化学键（普通磷酸键）
P与P之间的“P～O”：磷酐键；远离腺苷A的那个特殊化学键
关于磷酐键：
特点：不稳定
原因：两个相邻的磷酸基团都带负电而相互排斥
表现：末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他
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