第四章生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)

第4章生命的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換生命的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換生物體內(nèi)的有機(jī)物CO2+H2O（光能）（化學(xué)能）第1節(jié)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)什么是新陳代謝?自我更新——生命活動(dòng)的基本特征水：每過(guò)一個(gè)星期一半被更新；蛋白質(zhì)（細(xì)胞內(nèi)）：每80天就一半被更新；組成人體的原子：一年后98%被更新。什么是新陳代謝?同化作用（合成代謝）在自我更新過(guò)程中，生物體不斷地從外界攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼奈镔|(zhì)，并儲(chǔ)存能量的變化過(guò)程。(自養(yǎng)型和異養(yǎng)型)異化作用（分解代謝）生物體也不斷地將自身的物質(zhì)分解以釋放能量，并將代謝終產(chǎn)物排出體外的變化過(guò)程。（呼吸：好養(yǎng)、厭氧、兼性厭氧）什么是新陳代謝?同化作用和異化作用組成了生物體的新陳代謝。新陳代謝是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，只有在新陳代謝的基礎(chǔ)上，生物體才會(huì)表現(xiàn)出其他生命活動(dòng)。因此，新陳代謝是生命活動(dòng)最基本的特征。什么是新陳代謝?生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換，以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過(guò)程，叫做新陳代謝。新陳代謝是生命活動(dòng)的最基本特征，是生物與非生物的最根本區(qū)別。什么是新陳代謝?同化作用（合成代謝）

1.攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2.轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨砦镔|(zhì)3.貯存能量異化作用（分解代謝）

1.分解自身物質(zhì)2.排出廢物3.釋放能量什么是新陳代謝?物質(zhì)代謝是指生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)的交換和生物體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過(guò)程。能量代謝是指生物體與外界環(huán)境之間能量的交換和生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)變過(guò)程。能量代謝始終伴隨著物質(zhì)代謝進(jìn)行什么是新陳代謝?新陳代謝是通過(guò)一系列的化學(xué)化學(xué)反應(yīng)來(lái)完成的。合成反應(yīng)分解反應(yīng)1、合成反應(yīng)和分解反應(yīng)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)合成反應(yīng)分解反應(yīng)酶概念特點(diǎn)ATP結(jié)構(gòu)用途來(lái)源1、合成反應(yīng)和分解反應(yīng)合成反應(yīng)縮合反應(yīng)：糖原、淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等是多個(gè)分子縮合形成的大分子結(jié)構(gòu)。++H2O—CON

—CHOHHHCH3—COH2N

—CHOHH—C—--OH2N

—CH—CON

—CHOHHCH3H肽鍵1、合成反應(yīng)和分解反應(yīng)H—C——C——C——HHHHOOOHC＝OCH2H2CCH2H2CCH2CH3…

…C＝OCH2H2CCH2H2CCH2CH3…

…OHC＝OCHHCCH2H2CCH2CH3…

…H2O脂肪分子結(jié)構(gòu)示意圖甘油：C3H5(OH)3脂肪酸1、合成反應(yīng)和分解反應(yīng)水解反應(yīng)—CONOHHH水解酶—C—ON

—H—COOHNHHNHH—COOHH2O1、合成反應(yīng)和分解反應(yīng)氧化分解反應(yīng)C6H12O6能量4H＋酶CH3COCOOH＋（葡萄糖）（丙酮酸）反應(yīng)過(guò)程不消耗水，卻釋放出4個(gè)氫原子和能量。提出問(wèn)題人的體溫為什么要保持在37攝氏度左右的恒溫？請(qǐng)談?wù)勀銈兊目捶ā?、生物催化劑——酶酶的發(fā)現(xiàn)：1836年,德國(guó)科學(xué)家施旺提取胃液中消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)----胃蛋白酶.1926年,美國(guó)科學(xué)家薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶結(jié)晶,并證明它是一種蛋白質(zhì).20世紀(jì)30年代,科學(xué)家相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì).1783年,意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用“金屬籠肉塊”實(shí)驗(yàn)推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)----說(shuō)明胃具有化學(xué)性消化的作用.20世紀(jì)80年代以來(lái),美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有催化作用.實(shí)驗(yàn)4.1探究酶的高效性2、生物催化劑——酶實(shí)驗(yàn)室、化工生產(chǎn)通過(guò)改變反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度、加催化劑、增壓等方法加快反應(yīng)速度。生物體不同依靠酶來(lái)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)4.1探究酶的高效性材料選擇：新鮮豬肝勻漿3.5%FeCl3溶液經(jīng)高溫處理的豬肝勻漿經(jīng)高溫處理的3.5%FeCl3溶液2、生物催化劑——酶21435蒸餾水新鮮豬肝勻漿3.5%FeCl3溶液經(jīng)高溫處理的豬肝勻漿經(jīng)高溫處理的3.5%FeCl3溶液3%H2O22、生物催化劑——酶214352、生物催化劑——酶試管12345氣泡-++++-+火焰無(wú)變化有火焰燃燒明亮無(wú)變化明亮過(guò)氧化氫酶的催化效率是高于無(wú)機(jī)催化劑Fe3+酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍

過(guò)氧化氫酶2H2O22H2O+O2↑

（或Fe3+）2、生物催化劑——酶酶的特性高效性2、生物催化劑——酶酶的化學(xué)成分酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的一類生物大分子。絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)、少數(shù)為RNA。又稱生物催化劑。2、生物催化劑——酶為什么經(jīng)高溫處理過(guò)的豬肝勻漿液不能催化H2O2分解釋放O2？高溫使酶失去了活性（酶的催化效率稱為活性）。高溫使生物大分子的結(jié)構(gòu)遭到破壞，酶也就失去了活性。

口腔里有唾液淀粉酶，為什么塞進(jìn)牙縫里的肉絲兩天后還沒被消化?酶具有專一性思考2、生物催化劑——酶2、生物催化劑——酶活性部位底物活性部位和和底物結(jié)構(gòu)和形式上完全契合2、生物催化劑——酶酶的特性高效性專一性每一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。2、生物催化劑——酶酶的命名根據(jù)來(lái)源及底物命名，如：唾液淀粉酶：唾液腺分泌，淀粉→麥芽糖胃蛋白酶：胃腺分泌，蛋白質(zhì)→多肽腸肽酶：腸腺分泌，多肽→氨基酸2、生物催化劑——酶酶顯示活性的場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)：大多數(shù)酶細(xì)胞外：少數(shù)酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等消化酶。需要與輔助因子結(jié)合才顯示活性的酶，如與氧化還原有關(guān)的酶。輔助因子：如金屬離子、有機(jī)小分子化合物有機(jī)小分子化合物稱為輔酶，如輔酶Ⅰ（NAD）、輔酶Ⅱ(NADP)等。2、生物催化劑——酶通過(guò)人工合成或從生物材料中提取的方法獲取，用于制藥、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活多酶片加酶洗衣粉2、生物催化劑——酶酶抑制劑占據(jù)酶的活性部位——競(jìng)爭(zhēng)性抑制物改變酶的空間結(jié)構(gòu)——非競(jìng)爭(zhēng)性抑制物2、生物催化劑——酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制物非競(jìng)爭(zhēng)性抑制物活性部位被占立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化2、生物催化劑——酶科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，高溫、低溫以及過(guò)酸和過(guò)堿，都影響淀粉酶的活性，淀粉酶的催化作用需要適宜的溫度和pH。科學(xué)家分別在不同的溫度和pH條件下測(cè)同一種酶的活性，并且根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖。P610204060最適溫度溫度（℃）反應(yīng)速度酶的活性（催化效率）細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、輔酶01234567891011

酸性←中性→堿性

PH胃蛋白酶淀粉酶（植物）淀粉酶（唾液）胰蛋白酶反應(yīng)速度3、生命活動(dòng)的直接能源——ATP3、生命活動(dòng)的直接能源——ATP生物體不能直接利用化學(xué)能、光能等?；瘜W(xué)能、光能必須先轉(zhuǎn)移到ATP中成為自由能，才能被機(jī)體利用。ATP是自由能的特殊載體。

有機(jī)物中的化學(xué)能——穩(wěn)定的化學(xué)能

ATP中的化學(xué)能————活潑的化學(xué)能3、生命活動(dòng)的直接能源——ATPATP的中文名稱：腺苷三磷酸A表示腺苷，T表示三個(gè)，P表示磷酸基PPP腺嘌呤核糖AMPADPATP30.5kJ不能P把說(shuō)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的相互轉(zhuǎn)化酶生命活動(dòng)呼吸作用三、生命活動(dòng)的直接能源——ATP？是可逆反應(yīng)嗎3、生命活動(dòng)的直接能源——ATPATP普遍存在于生物體細(xì)胞中，是能量的“攜帶”和“轉(zhuǎn)運(yùn)”者，生物學(xué)家形象地稱ATP為能量貨幣。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化A—P~P~PA—P~P