第三章 生命的化學(xué)基礎(chǔ)

1、第四章．能量與代謝,第一節(jié) 新陳代謝第二節(jié) 能量的形式和能量的轉(zhuǎn)換第三節(jié) 能量分子 ATP第四節(jié) 酶第五節(jié) 代謝的調(diào)控,第一節(jié) 新陳代謝,新陳代謝是生物體內(nèi)全部物質(zhì)和能量變化的總稱，是最基本的生命活動過程。 1.分解代謝 生物體內(nèi)一切物質(zhì)的分解作用,釋放能量. 2.合成代謝 生物體內(nèi)一切物質(zhì)的合成作用,吸收能量.,,,代謝圖譜,第二節(jié) 能量的形式和能量的轉(zhuǎn)換,光能、化學(xué)能、機(jī)械能、聲能、電能……,第三節(jié) 能量分

2、子 ATP,(一)細(xì)胞做功形式 1.轉(zhuǎn)運(yùn)功 2.機(jī)械功 3.化學(xué)功驅(qū)動細(xì)胞做功的能源主要來源是 ATP 分子,(二) ATP 的結(jié)構(gòu)和水解,1.ATP的結(jié)構(gòu) 2.ATP的水解 ATP + H2O ADP + Pi G = -30.5 kJ/mol,,,,,? 放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)通過磷酸化中間物偶聯(lián) ? 細(xì)胞依賴ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移 獲得能量而做功,(三) ATP 的循環(huán)

3、再生 ATP + H2O ADP + Pi G = -30.5 kJ/mol ADP + Pi ATP G = +30.5 kJ/mol ATP 循環(huán)把能量從分解代謝傳遞到合成代謝,,,,,,,,,代謝的不平衡性,第四節(jié) 酶,(一) 生活中酶的應(yīng)用 夏禹時代：釀酒 周 朝：制麥芽糖、造醬、醋 春秋時

4、代：曲酶治腹瀉 日常生活：佳美洗衣粉—“加酶” 嫩肉粉 FE,1777年：蘇格蘭醫(yī)生斯蒂文斯，分離胃液，體外可 分解食物； 1834年：施旺，胃液加HgCl2，得白粉末 - “胃蛋白酶”； 法化學(xué)家：麥芽提取物，淀粉-糖，“淀粉糖化酵素”； 1878年：德生理學(xué)家屈內(nèi)，建議無生命的酵素為“酶”。 1897年：德化學(xué)家希納用沙磨碎酵母細(xì)胞，液體有發(fā)

5、酵 作用。酵素= 酶，獲1907年諾貝爾化學(xué)獎。,(二) 酶的發(fā)現(xiàn),(三) 酶的本質(zhì) 1.酶是生物催化劑 提高反應(yīng)速率，但自身并不被消耗， 結(jié)構(gòu)與活性也不變。2.酶（絕大多數(shù)）的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),? 四膜蟲35S前體rRNA可自身剪接（1982 年） ? RNase P 加工tRNA的核糖核蛋白. RNA—具催化活性； 蛋白質(zhì)—保持 RNA 的結(jié)構(gòu)，

6、無催化活性.,? 人工ribozyme 切割特定的RNA, 治療病毒性疾病和腫瘤.,3.“核酶”(ribozyme) 一類具有催化活性的RNA,1.高的催化效率2.高度專一性 ? 催化的反應(yīng)專一性 ? 催化的底物專一性3.作用條件的溫和性 常溫 常壓 中性pH4.作用的可調(diào)控性 酶濃度的調(diào)節(jié)，激素調(diào)節(jié)，酶原的激活等.,（四）酶的作用特點,（五）酶的作用機(jī)制 1.降低反應(yīng)的活化能

7、活化能 在一定溫度下,1摩爾反應(yīng)物全部進(jìn)入活化態(tài)所需要的自由能.,2.酶的專一性和誘導(dǎo)－契合作用,3.酶的催化循環(huán),（六）影響酶活性的因素 1.溫度 2.pH 3.鹽濃度 4.輔助因子 ? 輔助因子(無機(jī)離子,激活或參與反應(yīng)) ? 輔酶(小分子有機(jī)物,傳遞電子、原子或某些基團(tuán).),輔酶Ⅰ NAD+的結(jié)構(gòu)與功能,,競爭性抑制劑非競爭性抑制劑,底物可與酶活 性位點結(jié)合,5.抑制劑,底物,酶,,,抑制劑,,