生物体内的化学反应

第4章生命的物质变化和能量转换生命的物质变化和能量转换生物体内的有机物CO2+H2O（光能）（化学能）第1节生物体内的化学反应什么是新陈代谢?自我更新——生命活动的基本特征水：每过一个星期一半被更新；蛋白质（细胞内）：每80天就一半被更新；组成人体的原子：一年后98%被更新。什么是新陈代谢?同化作用（合成代谢）在自我更新过程中，生物体不断地从外界摄取营养物质，将它转变为自身的物质，并储存能量的变化过程。(自养型和异养型)异化作用（分解代谢）生物体也不断地将自身的物质分解以释放能量，并将代谢终产物排出体外的变化过程。（呼吸：好养、厌氧、兼性厌氧）什么是新陈代谢?同化作用和异化作用组成了生物体的新陈代谢。生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，叫做新陈代谢。什么是新陈代谢?同化作用（合成代谢）

1.摄取营养物质2.转变为自身物质3.贮存能量异化作用（分解代谢）

1.分解自身物质2.排出废物3.释放能量什么是新陈代谢?新陈代谢是通过一系列的化学反应来完成的。合成反应分解反应1、合成反应和分解反应生物体内的化学反应化学反应合成反应分解反应酶概念特点ATP结构用途来源1、合成反应和分解反应合成反应：小分子形成大分子的化学反应缩合反应：糖原、淀粉、脂肪、蛋白质等是多个分子缩合形成的大分子结构。++H2O—CON

—CHOHHHCH3—COH2N

—CHOHH—C—--OH2N

—CH—CON

—CHOHHCH3H肽键1、合成反应和分解反应H—C——C——C——HHHHOOOHC＝OCH2H2CCH2H2CCH2CH3…

…C＝OCH2H2CCH2H2CCH2CH3…

…OHC＝OCHHCCH2H2CCH2CH3…

…H2O脂肪分子结构示意图甘油：C3H5(OH)3脂肪酸1、合成反应和分解反应

分解反应：将大分子分解成小分子的反应

细胞在利用糖原、淀粉、脂肪、蛋白质前先将大分子分解成小分子1、合成反应和分解反应水解反应需要水解酶和水分子—CONOHHH水解酶—C—ON

—H—COOHNHHNHH—COOHH2O1、合成反应和分解反应氧化分解反应释放出氢原子C6H12O6能量4H＋酶CH3COCOOH＋（葡萄糖）（丙酮酸）反应过程不消耗水，却释放出4个氢原子和能量。2、生物催化剂——酶酶的发现：1836年,德国科学家施旺提取胃液中消化蛋白质的物质----胃蛋白酶.1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质.1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用“金属笼肉块”实验推断胃液中一定含有消化肉块的物质----说明胃具有化学性消化的作用.20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用.实验4.1探究酶的高效性2、生物催化剂——酶实验室、化工生产通过改变反应温度、反应物浓度、加催化剂、增压等方法加快反应速度。生物体不同依靠酶来调节。实验4.1探究酶的高效性材料选择：新鲜猪肝匀浆3.5%FeCl3溶液经高温处理的猪肝匀浆经高温处理的3.5%FeCl3溶液2、生物催化剂——酶21435蒸馏水新鲜猪肝匀浆3.5%FeCl3溶液经高温处理的猪肝匀浆经高温处理的3.5%FeCl3溶液3%H2O22、生物催化剂——酶214352、生物催化剂——酶试管12345气泡-++++-+火焰无变化有火焰燃烧明亮无变化明亮过氧化氢酶的催化效率是高于无机催化剂Fe3+酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍

过氧化氢酶2H2O22H2O+O2↑

（或Fe3+）2、生物催化剂——酶酶的特性高效性2、生物催化剂——酶酶的化学成分酶是活细胞产生的具有催化能力的一类生物大分子。绝大多数为蛋白质、少数为RNA。又称生物催化剂。2、生物催化剂——酶为什么经高温处理过的猪肝匀浆液不能催化H2O2分解释放O2？高温使酶失去了活性（酶的催化效率称为活性）。高温使生物大分子的结构遭到破坏，酶也就失去了活性。

口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化?酶具有专一性思考2、生物催化剂——酶2、生物催化剂——酶活性部位底物活性部位和和底物结构和形式上完全契合2、生物催化剂——酶酶的特性高效性专一性每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。2、生物催化剂——酶酶的命名根据来源及底物命名，如：唾液淀粉酶：唾液腺分泌，淀粉→麦芽糖胃蛋白酶：胃腺分泌，蛋白质→多肽肠肽酶：肠腺分泌，多肽→氨基酸2、生物催化剂——酶酶显示活性的场所细胞内：大多数酶细胞外：少数酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等消化酶。需要与辅助因子结合才显示活性的酶，如与氧化还原有关的酶。辅助因子：如金属离子、有机小分子化合物有机小分子化合物称为辅酶，如辅酶Ⅰ（NAD）、辅酶Ⅱ(NADP)等。2、生物催化剂——酶通过人工合成或从生物材料中提取的方法获取，用于制药、工农业生产及日常生活多酶片加酶洗衣粉2、生物催化剂——酶酶抑制剂占据酶的活性部位——竞争性抑制物改变酶的空间结构——非竞争性抑制物2、生物催化剂——酶竞争性抑制物非竞争性抑制物活性部位被占立体结构发生变化2、生物催化剂——酶科学实验证实，高温、低温以及过酸和过碱，都影响淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要适宜的温度和pH。科学家分别在不同的温度和pH条件下测同一种酶的活性，并且根据所得到的数据绘制成曲线图。P610204060最适温度温度（℃）反应速度酶的活性（催化效率）细胞内、细胞外、辅酶01234567891011

酸性←中性→碱性

PH胃蛋白酶淀粉酶（植物）淀粉酶（唾液）胰蛋白酶反应速度3、生命活动的直接能源——ATP3、生命活动的直接能源——ATP生物体不能直接利用化学能、光能等。化学能、光能必须先转移到ATP中成为自由能，才能被机体利用。ATP是自由能的特殊载体。

有机物中的化学能——稳定的化学能

ATP中的化学能————活泼的化学能3、生命活动的直接能源——ATPATP的中文名称：腺苷三磷酸A表示腺苷，T表示三个，P表示磷酸基PPP腺嘌呤核糖AMPADPATP30.5kJ不能P把说成磷酸根ATP酶ADP+磷酸（Pi）+能量PAPP~~能量腺苷二磷酸（ADP）~3.ATP和ADP的相互转化酶生命活动呼吸作用三、生命活动的直接能源——ATP是可逆反应吗？不是，物质可逆，能量不可逆3、生命活动的直接能源——ATPATP普遍存在于生物体细胞中，是能量的“携带”和“转运”者，生物学家形象地称ATP为能量货币。ATP与ADP的相互转化A—P~P~PA—P~P酶细胞分裂