Khi hoạt động mạnh, thân nhiệt lại tăng cao hơn lúc bình thường là do: Khi hoạt động mạnh, quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong cơ thể (hô hấp tế bào) diễn ra nhanh hơn so với bình thường để cung cấp năng lượng cho tế bào và cơ thể. Mà một phần năng lượng được giải phóng ở dạng nhiệt. Bởi vậy, khi hoạt động càng mạnh, hô hấp tế bào càng nhanh, nhiệt giải phóng ra càng nhiều dẫn đến thân nhiệt tăng lên.

- Trong tế bào có nhiều dạng năng lượng khác nhau như: hóa năng, nhiệt năng, điện năng, cơ năng,…

- Dạng tế bào sử dụng chủ yếu là hóa năng, do các quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng của tế bào có bản chất là các phản ứng hóa học, trong đó, quá trình phân giải các chất sẽ giải phóng năng lượng tích lũy trong các liên kết hóa học.

a) Năng lượng mà linh dương sử dụng được lấy từ thức ăn (thực vật). Dạng năng lượng này là hóa năng.

b) Khi linh dương chạy, hóa năng trong các hợp chất hóa học được sử dụng cho hoạt động chạy (cơ năng) và một phần năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn có bị thất thoát.

- Giải thích: Một phần năng lượng được sinh vật lấy vào qua thức ăn sẽ bị thất thoát ra bên ngoài do một phần cơ chất cơ thể sinh vật không sử dụng sẽ bị bài tiết ra ngoài (phân, nước tiểu,…); mặt khác, trong quá trình chuyển hóa, có một phần năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt năng.

Các thành phần cấu tạo của phân tử ATP: ba nhóm phosphate, đường ribose và adenine.

Liên kết giữa các nhóm phosphate được gọi là liên kết cao năng là do khi phá vỡ các liên kết này sẽ giải phóng một lượng lớn năng lượng.

- ATP được dùng để cung cấp năng lượng cho hoạt động là: hoạt động lao động, tổng hợp các chất, co cơ.

- Hoạt động vận chuyển thụ động không tiêu tốn năng lượng.

- Quá trình tổng hợp ATP: Một nhóm phosphate liên kết với ADP để hình thành nên ATP.

- Quá trình phân giải ATP: Khi tế bào sử dụng ATP để cung cấp năng lượng, ATP sẽ bị phân giải thành ADP và giải phóng một nhóm phosphate.

a) Quá trình (1) là quá trình tổng hợp ATP → Quá trình (1) là sự tích lũy năng lượng.

b) Quá trình (2) là quá trình phân giải ATP → Quá trình (2) là sự giải phóng năng lượng.

ATP được gọi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào là do:

- ATP có các liên kết phosphate cao năng dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng → Điều đó giúp ATP đáp ứng được việc cung cấp năng lượng một cách nhanh chóng, kịp thời cho tế bào.

- Hầu hết các hoạt động sống của tế bào đều sử dụng năng lượng ATP.

Mối liên kết giữa cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme: Vùng trung tâm hoạt động của enzyme có cấu hình không gian phù hợp với cấu hình không gian của cơ chất mà nó xúc tác. Cơ chất và trung tâm hoạt động của enzyme liên kết theo mô hình "khớp cảm ứng".

- Tính đặc hiệu của enzyme là mỗi enzyme chỉ có khả năng xúc tác cho một hoặc một số phản ứng nhất định. Tính đặc hiệu của enzyme là do enzyme chỉ tác động đến cơ chất có cấu hình không gian phù hợp với trung tâm hoạt động.

- Ví dụ: Enzyme saccharase chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân sucrose mà không xúc tác cho phản ứng thủy phân các đường đôi khác.

Người mắc hội chứng không dung nạp lactose cơ thể không sản sinh enzyme lactase để phân giải đường lactose có trong sữa thành glucose và galactose nên cơ thể không hấp thụ được loại đường này.

Cơ chế xúc tác của enzyme:

- Cơ chất liên kết với trung tâm hoạt động của enzyme bằng các liên kết yếu và tạo thành phức hệ enzyme – cơ chất.

- Enzyme xúc tác biến đổi cơ chất để hình thành sản phẩm của phản ứng.

- Sau khi phản ứng hoàn thành, sản phẩm rời khỏi enzyme, enzyme trở về trạng thái ban đầu và có thể sử dụng trở lại.

Mỗi enzyme hoạt động tối ưu ở một số điều kiện cụ thể:

- Nhiệt độ: Mỗi enzyme có một nhiệt độ tối ưu, tại đó enzyme có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất.

- Độ pH: Mỗi enzyme có hoạt tính tối đa ở một độ pH thích hợp, đa số là pH từ 6 đến 8.

- Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzyme xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì lúc đầu hoạt tính của enzyme tăng, sau khi đạt trạng thái bão hòa, dù tăng nồng độ cơ chất thì hoạt tính của enzyme cũng không thay đổi.

- Nồng độ enzyme: Với một lượng cơ chất nhất định, khi nồng độ enzyme càng tăng thì hoạt tính enzyme cũng tăng theo.

a) Ức chế ngược là một quá trình điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzyme xúc tác cho phản ứng ở đầu con đường chuyển hóa.

b) Nếu không có ức chế ngược thì chất D sẽ bị dư thừa do hoạt động xúc tác của enzyme trong chuỗi phản ứng chuyển hóa diễn ra liên tục nên chất D được tạo ra ngày càng nhiều dẫn đến dư thừa.

c) Nếu enzyme B bị mất hoạt tính thì chất B sẽ bị tích lũy do khi enzyme B bị mất hoạt tính sẽ không thể chuyển hóa chất B thành chất C trong khi chất A vẫn được chuyển hóa thành chất B dưới sự xúc tác của enzyme A.

Một số bệnh rối loạn chuyển hóa hiện nay do enzyme:

- Galactosemia: Là tình trạng suy giảm khả năng phân hủy đường galactose dẫn đến vàng da, nôn mửa và gan to sau khi trẻ sơ sinh bú sữa mẹ hoặc sữa công thức.

- Bệnh siro niệu: Là tình trạng thiếu hụt một loại enzyme có tên là BCKD gây ra sự tích tụ các amino aicd trong cơ thể dẫn đến tổn thương dây thần kinh và nước tiểu có mùi như siro.

- Bệnh Phenylketonuria (PKU): Là tình trạng cơ thể thiếu hụt enzyme phenylalanine hydroxylase dẫn đến lượng phenylalanine trong máu cao dẫn đến khuyết tật trí tuệ nếu tình trạng không được phát hiện và điều trị.

- Bệnh tay – Sachs: Là tình trạng cơ thể thiếu hụt enzyme hexosaminidase A nên không phân hủy được lipid dẫn đến lipid tích tụ quá mức trong não.

Chất sẽ bị dư thừa trong con đường chuyển hóa trên là chất H. Vì: Khi chất I dư thừa sẽ ức chế quá trình chuyển hóa chất E thành chất F làm cho chất E chuyển hóa thành chất D. Khi chất D dưa thừa sẽ ức chế quá trình chuyển hóa chất B thành chất C làm cho chất B chuyển hóa thành chất H.

- Bản chất của men tiêu hóa là các enzyme.

- Khi uống men tiêu hóa, cơ thể được bổ sung enzyme nhờ đó nồng độ enzyme tăng lên hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa thức ăn được diễn ra hiệu quả hơn.

- Trong cơ thể động vật ăn cỏ, có cả enzyme amylase trong ống tiêu hóa và enzyme cellulase do vi sinh vật cộng sinh trong ống tiêu hóa tiết ra nên chúng có khả năng tiêu hóa cả tinh bột lẫn cellulose.

- Ở người chỉ có enzyme amylase trong ống tiêu hóa mà không có enzyme cellulase nên chỉ tiêu hóa được tinh bột mà không tiêu hóa được cellulose.

Khi hầm móng giò với đu đủ xanh thì móng giò sẽ mềm hơn so với khi hầm với các loại rau, củ khác là do trong đu đủ xanh có chứa enzyme papain - một loại protease có khả năng phân giải protein trong móng giò.