2.2揭秘—人体中的化学反应—自学

揭密——

人体中的化学反应

解从霞唐玉宝

01 人体中化学反应的特点

02 人体中化学反应的类型

04

内容

主要知识点

♦人体中化学反应的特点

（人体维持体温的功能、人体中反应的三个特点）

♦人体中的化学反应

（酶催化反应及其特点、生物氧化反应，配位反应、表面反应、电化学反应、超氧负离子自由的产生极其导致疾病和衰老的机制）

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生命不息，人体的一切活动都需要能量来维持，人体能量的来源是糖、蛋白质和脂肪。这些有机化合物在人体内进行氧化分解，最后生成二氧化碳和水，同时释放出热能供人体活动需要，这种作用称为生物氧化，生物氧化过程涉及许多化学反应。人体内存在多种微量金属元素，它们大都是过渡金属，这些金属元素能与蛋白质结合形成金属酶，是一类生物催化剂，能加速体内化学反应的进行。

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生物催化剂三大能

源物质

生物氧

化反应

能量

生命

不息

生物氧化过程涉及许多化学反应

常温常压接近中性

特定的反应介质反应速度特快选择性效率很高

第一节人体中化学反应的特点

心脏停止跳动 22℃ 正常体温

43℃ 41℃ 37℃ 35℃

30℃

可能死亡

昏迷、说胡话 体内化学反应变慢 大脑功能受到影响

生物氧化反应条件温和调控

机制

散热

装置

糖、蛋白质、脂肪氧化会放出大量热能，但是这类氧化反应在实验室里进行与在人体内进行是不一样的。人体内的生物氧化反应是在温和条件下、在酶的催化下逐步进行的，热能也是逐步分批放出的，这样放出的能量不至于突然使体温升高而损伤机体，又可以使能量得到最有效的利用。

01 人体中化学反应的特点

除此外，人体内还有完善的调控机制，当体内发生生物氧化反应时，必定伴随着发生磷酸化反应。体内的二磷酸腺苷(ADP)分子与磷酸分子反应形成三磷酸腺苷(ATP)分子，这是个吸热反应。人体内生物氧化反应与磷酸化反应是偶联进行的，生物氧化反应放出的能量，可以通过ADP分子的磷酸化把能量吸收，并贮存在ATP分子内。当人体需要能量时，能量分子ATP通过水解变为ADP分子，同时放出能量，供人体需要。正是由于这么完善巧妙的机制，人的体温是完全可以自动调节。这类水解反应是在特定的酶催化下进行反应的，所以速度很快。

第一节人体中化学反应的特点体温调控机制

生物氧化反应条件温和调控

机制

散热

装置

人体有一套完整而精巧的散热“装臵”。使人体保持恒定的温度。人体体温的调节中枢位于下丘脑。在环境温度为20℃时，体温散热方式有5种：如通过皮肤辐射、对流和传导散热，占散热总量的74.7%；有皮肤和肺呼吸的蒸发占21.7；加热饮食占1.6%；加热吸入的空气占1.3%；排出粪便和尿液占0.7%。

环境温度增至35℃时，出汗是人体唯一的散热方式。

以上三个方面确保了人体体温的调节功能

常温常压接近中性

特定的反应介质反应速度特快选择性效率很高

2、反应的速度特别快，选择性、效率很高

人体内的化学反应式是在体温下进行的，在常

温常压，接近中性的条件下，反应速度快，选

择效率高，是由于体内酶的存在。

常温常压

接近中性

特定的

反应介质

反应速度特快

选择性效率很高

3、特定的反应介质

是一种既亲水又亲油的表面活性剂，在生物体液

内有序排列而分隔内外环境(隔室化)并形成胶束

。在这样的介质中进行反应时，可以使反应物增

溶、浓集、降低电离势、改变氧化还原性质，影

响电离平衡，改变化学反应的途径和速率。使反

应物、产物、中间产物稳定化，使电荷分散或使

反应物分离。

反应介质

氧化还原性

人体中的化学反应

类型

配位反应电化学反应

嚼一会，会感到有甜味

馒头中含淀粉

(C6H10O5)n，在唾液淀粉酶的作用下发生水解反应，转变为麦芽糖、葡萄糖等有甜味的糖。

多糖水解反应的反应速度本没有那么快，但在唾液淀粉酶的作用下，反应速度大大加快，唾液淀粉酶成为多糖水解反应的催化剂。

在化学反应里能改变反应物化学反应速率（既催化剂

能提高也能降低）而不改变化学平衡，且本身

的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生

改变的物质叫催化剂。

催化剂为什么能加快化学反应的速度呢? 催化剂可以降低化学反应的活化能。

例：H 2O 2的分解，无催化剂时，该分解反应的活化能为

75.31KJ/mol,用过氧化氢酶

催化时，活化能仅为

8.37KJ/mol 。 没有催化剂时所需的活化能 反应进行

无催化剂 有催化剂时所需的活化能 产物

反应物 有催化剂 高 能量 低

指具有生物催化功能的高分子物质，在酶的

催化反应体系中，反应物分子被称为底物，

底物通过酶的催化转化为另一种分子。

酶的活性中心示意图酶催化反应

羧肽酶

胰蛋白酶核糖核酸酶

己糖激酶已经发现人体中有3000多种酶

存在一个极其复杂的催化体系

人体内有数千种化学反应，已经发现人体中有3000多种酶，每一种酶能催化一种化学反应，几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与，以提高效率。人体内存在一个极其复杂的催化体系。