最新人体中的化学反应
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催化剂为什么能加快化学反应的速度呢?原因是催化剂可以降低化学反应的活化 能。化学反应的实质是化学键的重组，首先原料分子的化学键要断开，形成新键后 则产生产物分子。断键时要吸收能量，形成新键则放出能量。假设反应的原料分子 为A和BC，产物分子为AB和C，在反应过程中某个瞬间处于过渡状态，此时原料分 子的化学键未完全断裂，新键也未 完全形成．这种过渡状态称为活化 态。活化态与原料分子起始状态之 间的能量差ΔE称为活化能，催化 剂的作用是降低了反应的活化能， 加快了反应速度。
4．酶促化学反应
酶是具有催化作用的蛋白质，主要由氨基酸组成。有些酶还需要有非蛋白质成 分(即辅基)才具有活性，辅基为金属离子的酶称为金属酶。酶的活性部位由少数几个 氨基酸残基或残基上的某些基因组成．金属离子是酶催化活性所必需的，因此．酶 的活性部位包括金属离子。酶是生物催化剂，生物体代谢过程中的化学反应几乎 都在酶的催化下进行。酶的催化效率极高，酶促反应的速率可比非催化反应的速率 高108-1020倍。酶的作用具有高度专一性，即一种酶只能作用于某种特定的物质。另 外，酶促反应一般都在温和条件下进行。正由于酶促反应具有高效率、专一性和 在温和条件下进行的特点，所以酶在生物体的新陈代谢中发挥特殊的作用。
人体中的化学反应
生命起源于化学，经过十几亿年漫长的化学 进化时期以后才出现原始生命物质——单细胞生 物，然后又经历了30多亿年的生物进化时期，大 约在300万年前地球上出现了原始人类。人是高 等动物，地球上存在的元素在人体中几乎都能找 到，人体中充满着化学，人体本身就是一个复杂 的化工厂，人体中的元素组成了人体中重要的生 命物质，并在人体内进行着众多的化学反应，维 持正常的新陈代谢，一旦人因故死去，人体中的 化学反应仍在继续进行着。
碳酸酐酶 从人的红血细胞提取出来的碳酸酐酶含259个氨基酸残基和一个Zn(Ⅱ) 离子，若设法除去Zn(Ⅱ)离子，得到的酶蛋白没有催化活性，如果重新加入Zn(Ⅱ) 离子，则酶的催化活性得到恢复，表明Zn(Ⅱ)离子是酶活力所必需的。碳酸酐酶 是生理上非常重要的锌酶，它能可逆地催化二氧化碳的水合反应，水合速率达
1．人体中化学反应的特点 人体中的化学反应都是在常温常压、接近中性温和条件下进行的，但化
学反应的速度特别快，这是人体中化学反应的特点。 人体的正常体温为37℃左右，体温高了或低了，俗称发高烧或发低烧，
均属于不正常。为什么人体的体温能自动调控在37℃左右呢？将糖、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。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。
一些有代表性的金属酶。酶通常按其所作用的底物名称来命名，所谓底物是指 酶作用的化合物，例如催化醛氧化的叫醛氧化酶，催化过氧化氢分解的称为过氧 化氢酶等。一些氧化还原酶，因为氧化还原反应是一切生命过程的基础，氧化还 原酶是氧化还原反应的有效催化剂，处于酶中的金属离子利用它在两种氧化态之 间的往复转变，催化底物发生氧化还原反应。水解反应是生物体内发生的另一类 重要反应，当食物进入人体消化道后，可受到消化道中多种水解酶的作用，如胰 淀粉酶可催化淀粉完全水解变成葡萄糖；胰蛋白酶可催化蛋白质水解成小肽和氨 基酸；胰脂肪酶则能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸等。
人体内进行生物氧化反应需要氧气，人是通过呼吸从空气中得到氧。据统 计平均来说，每个人每天大约需要8×103kJ的能量来维持生命，这就需要 450升氧气来氧化进食的食物。氧在水中的溶解度很小，常温常压下，一升 水仅溶解氧6.59cm3，溶液浓度为3×10-4mol·L-1，靠这种溶解氧是无法满 足生物氧化反应对氧的要求。然而生物体在长期的进化过程中发展了氧载 体，所谓氧载体是指氧可以配位在蛋白质所含的过渡金属离子上，形成配 位键，这种配位反应是可逆的，氧可以配位上去，也可以下来。
2．催化反应
如果你在吃饭时，把米饭放在嘴里多嚼一会，你会感觉到有甜味出来。米饭含淀 粉，是一种多糖，在唾液淀粉酶的作用下多糖发生水解反应，多糖转变为麦芽糖、 蔗糖等有甜味的糖，这种作用称催化作用。多糖水解反应的反应速度本来没有那么 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。催化剂的特点是能加快化学反应的速度，但不影响化学反应的平衡位置。
在节肢动物和软体动物中，载氧的过渡金属离子是铜，而在人体中是 铁。人体内血红蛋白含铁，血红蛋白分子的活性部分是血红素含铁辅基， 下图是血红素含铁(Ⅱ)辅基的平面，铁(Ⅱ)原子坐在辅基中央，它可以与 其他6个配位原子相结合，其中4个配位氮原子在血红素平面上，因此， 氧分子(O2)可配位在Fe(Ⅱ)上，形成配位健。血红蛋白具有输送氧气的 功能，人们通过呼吸把空气吸到肺
部，血红素含铁(Ⅱ)辅基从肺气泡中把 氧结合在Fe(Ⅱ)上载走，然后输送给肌 红蛋白分子和其他需要氧气的细胞和部 位，此时氧分子从Fe(Ⅱ)上下来，与生 物有机分子发生生物氧化反应。血红蛋 白载氧效率很高，室温下人的每升血液 可含氧200cm3，血液中氧的浓度达9× 103 mol·L-1，相比之下，血液载氧是 水的30倍。
Biblioteka Baidu
催化剂的另一个特点是有选择性，一种催化剂只能催化某 一种化学反应。有人估计人体内有数千种化学反应，科学家 已经发现人体中有两千多种酶，酶是生物催化剂，每一种酶 能催化一种化学反应，因此，人体内存在一个极其复杂而饶 有兴趣的催化体系，研究清楚这个催化体系，有利于人们进 一步了解生命的奥秘。
3．生物氧化反应
4．酶促化学反应
酶是具有催化作用的蛋白质，主要由氨基酸组成。有些酶还需要有非蛋白质成 分(即辅基)才具有活性，辅基为金属离子的酶称为金属酶。酶的活性部位由少数几个 氨基酸残基或残基上的某些基因组成．金属离子是酶催化活性所必需的，因此．酶 的活性部位包括金属离子。酶是生物催化剂，生物体代谢过程中的化学反应几乎 都在酶的催化下进行。酶的催化效率极高，酶促反应的速率可比非催化反应的速率 高108-1020倍。酶的作用具有高度专一性，即一种酶只能作用于某种特定的物质。另 外，酶促反应一般都在温和条件下进行。正由于酶促反应具有高效率、专一性和 在温和条件下进行的特点，所以酶在生物体的新陈代谢中发挥特殊的作用。
人体中的化学反应
生命起源于化学，经过十几亿年漫长的化学 进化时期以后才出现原始生命物质——单细胞生 物，然后又经历了30多亿年的生物进化时期，大 约在300万年前地球上出现了原始人类。人是高 等动物，地球上存在的元素在人体中几乎都能找 到，人体中充满着化学，人体本身就是一个复杂 的化工厂，人体中的元素组成了人体中重要的生 命物质，并在人体内进行着众多的化学反应，维 持正常的新陈代谢，一旦人因故死去，人体中的 化学反应仍在继续进行着。
碳酸酐酶 从人的红血细胞提取出来的碳酸酐酶含259个氨基酸残基和一个Zn(Ⅱ) 离子，若设法除去Zn(Ⅱ)离子，得到的酶蛋白没有催化活性，如果重新加入Zn(Ⅱ) 离子，则酶的催化活性得到恢复，表明Zn(Ⅱ)离子是酶活力所必需的。碳酸酐酶 是生理上非常重要的锌酶，它能可逆地催化二氧化碳的水合反应，水合速率达
1．人体中化学反应的特点 人体中的化学反应都是在常温常压、接近中性温和条件下进行的，但化
学反应的速度特别快，这是人体中化学反应的特点。 人体的正常体温为37℃左右，体温高了或低了，俗称发高烧或发低烧，
均属于不正常。为什么人体的体温能自动调控在37℃左右呢？将糖、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。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。
一些有代表性的金属酶。酶通常按其所作用的底物名称来命名，所谓底物是指 酶作用的化合物，例如催化醛氧化的叫醛氧化酶，催化过氧化氢分解的称为过氧 化氢酶等。一些氧化还原酶，因为氧化还原反应是一切生命过程的基础，氧化还 原酶是氧化还原反应的有效催化剂，处于酶中的金属离子利用它在两种氧化态之 间的往复转变，催化底物发生氧化还原反应。水解反应是生物体内发生的另一类 重要反应，当食物进入人体消化道后，可受到消化道中多种水解酶的作用，如胰 淀粉酶可催化淀粉完全水解变成葡萄糖；胰蛋白酶可催化蛋白质水解成小肽和氨 基酸；胰脂肪酶则能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸等。
人体内进行生物氧化反应需要氧气，人是通过呼吸从空气中得到氧。据统 计平均来说，每个人每天大约需要8×103kJ的能量来维持生命，这就需要 450升氧气来氧化进食的食物。氧在水中的溶解度很小，常温常压下，一升 水仅溶解氧6.59cm3，溶液浓度为3×10-4mol·L-1，靠这种溶解氧是无法满 足生物氧化反应对氧的要求。然而生物体在长期的进化过程中发展了氧载 体，所谓氧载体是指氧可以配位在蛋白质所含的过渡金属离子上，形成配 位键，这种配位反应是可逆的，氧可以配位上去，也可以下来。
2．催化反应
如果你在吃饭时，把米饭放在嘴里多嚼一会，你会感觉到有甜味出来。米饭含淀 粉，是一种多糖，在唾液淀粉酶的作用下多糖发生水解反应，多糖转变为麦芽糖、 蔗糖等有甜味的糖，这种作用称催化作用。多糖水解反应的反应速度本来没有那么 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。催化剂的特点是能加快化学反应的速度，但不影响化学反应的平衡位置。
在节肢动物和软体动物中，载氧的过渡金属离子是铜，而在人体中是 铁。人体内血红蛋白含铁，血红蛋白分子的活性部分是血红素含铁辅基， 下图是血红素含铁(Ⅱ)辅基的平面，铁(Ⅱ)原子坐在辅基中央，它可以与 其他6个配位原子相结合，其中4个配位氮原子在血红素平面上，因此， 氧分子(O2)可配位在Fe(Ⅱ)上，形成配位健。血红蛋白具有输送氧气的 功能，人们通过呼吸把空气吸到肺
部，血红素含铁(Ⅱ)辅基从肺气泡中把 氧结合在Fe(Ⅱ)上载走，然后输送给肌 红蛋白分子和其他需要氧气的细胞和部 位，此时氧分子从Fe(Ⅱ)上下来，与生 物有机分子发生生物氧化反应。血红蛋 白载氧效率很高，室温下人的每升血液 可含氧200cm3，血液中氧的浓度达9× 103 mol·L-1，相比之下，血液载氧是 水的30倍。
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催化剂的另一个特点是有选择性，一种催化剂只能催化某 一种化学反应。有人估计人体内有数千种化学反应，科学家 已经发现人体中有两千多种酶，酶是生物催化剂，每一种酶 能催化一种化学反应，因此，人体内存在一个极其复杂而饶 有兴趣的催化体系，研究清楚这个催化体系，有利于人们进 一步了解生命的奥秘。
3．生物氧化反应