生物体内的化学反应
4.1生物体内的化学反应
ATP ATP水解酶
ADP+P i+能量 ——各项需
能的生命活动
(三）、ATP的合成途径
动物和人等
绿色植物
ADP +Pi+
能量 ATP合成酶 ATPA来自P合成ATP时所需能量的主要来源
人和动物:呼吸作用 绿色植物:呼吸作用+光合作用
▼ ATP和ADP相互转化的反应式：
ATP水解酶
ATP ATP合成酶 ADP + Pi +能量
生化反应 特点
相比一般的化学反应，生物体内的化学反 应有何特点？ ① 常温、常压下，快速、有序地进行。
② 绝大多数需酶催化
③ ATP提供能量
实验：探究酶的高效性
过氧化氢（H2O2），俗称双 氧水，强氧化剂，分解产生 水和氧气
2H202
过氧化氢酶 （生物催化剂）
Fe3 +
（无机催化剂）
2H20 + O2
从外界摄取食物， 转变为自身物质 生物体 分解大分子物质
为生命活动供能
新陈代谢是生命活动的最基本特征
新陈代谢
• 新陈代谢由同化作用和异化作用组成。 同化作用：生物体不断从外界摄取营养物 （合成代谢质），将它们转化成自身的物质，
并储存能量的过程。 异化作用：生物体不断将自身物质分解以 （分解代谢释）放能量，并将代谢终产物排
果胶酶能分解果 肉细胞壁中的果 胶，提高果汁产 量，使果汁变得 清亮。
你消化不良 时可以服用
含酶牙 膏可以 分解细 菌，使 我们牙 齿亮洁、 口气清 新。
加酶洗衣粉 比普通洗衣 粉有更强的 去污能力。
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下， 干燥后研成粉末，取两等份分别装入 A、B两支试管，各加入少量水使之混 合，置于暗处，可见试管内有淡黄色 荧光出现，约过15分钟荧光消失。 然后：
生物体内的化学反应
生物体内的化学反应生物体内的化学反应是一种可控的，有序的化学反应。
它能够维持生命活动，促进有机体的生长和发育，是各种生物体的基础功能。
生物体内的化学反应通常被称为代谢，是生物体遵循特定生物化学过程进行的各种化学反应。
本文将为您介绍生物体内的化学反应的一些基本特点。
1. 生物体内的化学反应种类繁多生物体内的化学反应是一种非常复杂的过程，涉及到各种不同的化学反应类型。
其中最常见的反应类型是氧化还原反应和水解反应。
此外，还有酯化反应、硫化反应、乙酰化反应、亚硝酸盐反应等。
2. 生物体内的化学反应需要催化剂生物体内的化学反应需要催化剂来加速反应速率。
催化剂是化学反应时的组成分子之一。
它们可以以极快的速度对反应物进行转化，从而加速反应速率。
酶是最常见的催化剂之一，它们能够在特定条件下加速一系列生物化学反应。
酶具有高度选择性，可以在生理条件下针对性地催化特定的反应，例如消化酶可以催化消化食物。
3. 生物体内的化学反应存在能量转换生物体内的化学反应通常需要能量才能发生。
能量的来源通常是食物和ATP(三磷酸腺苷)。
通过代谢食物和ATP，人体能够把潜在能转换为活动能。
ATP通常被称为细胞内的“能量通货”。
一些典型的生物过程如ATP合成、ATP分解等，都是能量转换的典型示例。
4. 生物体内的化学反应具有调节性生物体内的化学反应通常是非常复杂的，具有调节性。
调节可以通过不同的方式进行，包括酶的活性、基因表达和信号传导等。
例如，酶的活性可以受到一系列内部和外部因素的影响，包括温度、pH、底物浓度和抑制剂的存在等。
基因表达是一种重要的调节方式，能够用于控制生物体内哪些酶被合成和哪些不需要合成。
信号传导则是一种非常复杂的调节方式，允许不同化学反应之间的相互作用。
5. 生物体内的化学反应有很多调控机制因为生物化学反应是非常复杂的，并且涉及到多个化合物之间的相互作用，因此有很多与之相关的调节机制。
这些机制包括调节酶的活性、调节基因表达、调节代谢途径、调节细胞命运等。
生物学中的化学反应
生物学中的化学反应在生物学领域内，化学反应是一种常见现象。
化学反应的发生在生物体内不仅可以维持生命的正常运作，还能促进生物体内的许多生理过程，如呼吸、代谢和运动等。
化学反应的重要性在于它们可以释放能量，维持生命活动所需的能量。
酶反应在生物体内，最常见的化学反应是酶反应。
酶是一种具有催化作用的蛋白质，可以促进特定的化学反应。
在反应中，酶会引发底物的结构变化，从而加速反应速率。
一个典型的酶反应是在消化过程中的蛋白质分解反应。
在这个反应中，胃酸可以刺激胃内的酶，使其开始把蛋白质分解成小的胺基酸分子。
这个分解过程是使用水来打开蛋白质的化学键，使其成为更小的分子。
这种化学反应是由酶反应驱动的，从而使消化过程变得更加高效。
光合作用另一个重要的生物化学反应是光合作用。
这个反应是光合生物所必需的，是通过将二氧化碳和水转化为有机质，同时释放氧气。
在这个反应中，太阳光能够激活气体分子中的化学键，从而将CO2和H2O中的化学键打开。
这个过程是由多种不同的反应组成，其中最重要的是光合色素光合作用。
在这个反应中，光合色素的能量会被利用来拆分水分子，从而释放氧气。
这个反应是细胞内最重要的自给自足的生物化学反应之一。
代谢反应最后，许多生物体内的化学反应是代谢反应。
在代谢反应中，小分子化合物被转化成大分子化合物，同时释放出能量。
在细胞内，这个过程是由数百种不同的酶和化学反应驱动的。
在一些情况下，这些反应是用来从营养物中提取能量，如糖类、脂肪和蛋白质。
在其他情况下，他们是用来促进生物体内需要的生化反应，如DNA合成。
不管在哪种情况下，代谢反应都是维持生物体内生命活动所需的必须反应。
结论生物体内的化学反应有许多不同形式，每一个都具有独特的特性和用途。
在细胞内，这些反应是由生物分子和酶催化的。
从消化到光合作用，生物学中的化学反应被认为是生命活动的基础。
它们维持细胞的正常运作，同时帮助生物体适应各种不同的环境。
对于生命体来说，这些化学反应是无法逃避的重要组成部分。
4.1 生物体内的化学反应
小分子 大分子
分解反应
大分子 小分子
水解酶 水解反应
消耗水
酶
氧化分解反 脱氢 应
释放能量
三.生物催化剂—酶
结合化学知识，如果要使一个化学反应进行得 更顺利，可以采取哪些措施？
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 1 实验目的
通过比较过氧化氢在不同 条件下的分解快慢，了解过氧 化氢酶的作用和意义
2 实验原理
第一节 生物体内的化学反应
一.新陈代谢
外界营养物质
自
新
同化作用
吸收 转变 储存能量
我陈
自身物质
更 新
代 谢
异化作用
分解
排出
释放能 量
代谢终产 物
小分子: 脱氧核苷酸 葡萄糖 核苷酸 水 二氧化碳 氨基酸 氧气
大分子: 麦芽糖 DNA 蛋白质 淀粉 RNA
哪些分子之间可发生化学反应，并写出其简单的方程式？
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢 溶液
一
实验 步骤
二
三
四
1号试管
2号试管
3号试管
试管各加入2mL过氧化氢溶液
加入过氧化氢酶2滴，振荡
pH＝2
pH＝7
pH=12
各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后 将点燃的卫生香分别放入试管中
实验现象 无明显变化
复燃
无明显变化
结论
只有在适合的pH下酶的催化效率最好
葡萄糖 脱水缩合 麦芽糖+水
氨基酸 脱水缩合 蛋白质+水
小分子: 脱氧核苷酸 葡萄糖 核苷酸 水
二氧化碳 氨基酸 氧气
大分子: 麦芽糖 DNA 蛋白质 淀粉 RNA
生物体内的化学反应
思考！
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
酶的特性 高效性
专一性
命名方法
每一种酶只能催化一种或一类物质 的合成或分解反应
来源+催化作用物（底物）
胃蛋白酶
来源 催化底物
•酶本质：只催化反应，本身性质和质量 在反应前后没变化．
温度对反应速度的影响
• 温度对酶促反应速度 具有双重影响。升高 温度一方面可加快酶 促反应速度，同时也 会使酶发生变性。 • 酶促反应速度最快时 的环境温度称为酶促 反应的最适温度。
O O H2O HN CH C NH CH COOH 羧基多肽酶 R' R O O HN CH COOH + NH2 CH COOH R' R
水解反应
多次重复，连续检验 断下来的氨基酸
只能靠近游离羧基一端 的肽键被水解
C6H12O6 2CH3COCOOH+4[H]+能量（氧化分解反应） 不消耗水分子(脱氢反应）
pH对酶活性的影响
• 每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表 现活性 • 最适pH值:酶表现最大催化效率时的pH. • 环境过酸过碱,酶会变性失活,即使再恢复适 宜pH,酶的活性也不能恢复
课堂巩固与拓展练习
• 请你解释加酶洗衣粉包装袋上的使用说明， 并设计一个较为高效的洗涤方案。 • 可以用怎样的实验方法证明酶的化学本质 是蛋白质？
3.5%FeCl3 (Fe 3+)
3%H2O2 溶液
1 无气泡 无火焰
2 3 有气泡（大量） 有气泡（少量） 有火焰 无火焰
4 无气泡 无火焰
5 有气泡（少量） 无火焰
对
象 对照
生物化学反应
生物化学反应
是生命的基础。
生物体内的真正特点之一就是它们包含许多与
生命活动有关的化学反应。
这些反应形成了许多有效的机制，使
生物对外界的反应和适应能力变得更加灵活、高效和精确。
生物体内的化学反应包括代谢和信号传导两个主要部分。
代谢
反应是指生物机体为生命活动而进行的一系列化学过程，包括葡
萄糖的分解、氨基酸的合成等。
信号传导反应则包括细胞内和细
胞间化学信息的传递，例如酶信号（通过酶诱导磷酸化改变蛋白
质功能）、激素信号（通过激素在细胞内与细胞膜上的受体结合
来引发的反应）等。
其中最重要的之一是酶催化反应。
酶是一种蛋白质，通过对反
应物分子的加速催化使化学反应发生。
酶催化反应的过程不需要
额外的能量，即使在相对较低的温度下也可进行，减少了生物体
内能量的需要。
酶催化反应是细胞中代谢活动的基础，能够有效
地调节细胞的化学反应速率，使反应过程更加高效。
此外，生命过程中的化学反应还包括化学平衡、氧化还原反应、水解等。
化学平衡是指在一定温度和压力下反应物与生成物的浓
度达到平衡状态，反应物和产物之间保持着一定的比例关系。
氧
化还原反应是指在化学反应中电荷的转移，也就是电子的转移，因而也被称为电子转移反应。
水解反应是指化合物通过吸收水来分解成两个或更多的物质，包括蛋白水解、碳水化合物水解和脂类水解等。
总的来说，是生命活动的基础，以酶催化反应为核心，通过化学平衡、氧化还原、水解等反应机制来维持生物体的正常代谢和信号传导。
深入理解的机制和过程，将有助于获得更深刻的生命活动的理解。
化学物质的生物化学反应
化学物质的生物化学反应化学物质的生物化学反应是生物体内发生的一系列化学反应过程。
在生命活动中，细胞和组织不断进行这些反应，调控新陈代谢和维持生物体的正常功能。
本文将介绍生物化学反应的基本概念、涉及的重要反应类型以及它们在生物体内的意义。
一、生物化学反应的基本概念生物化学反应是指在生物体内，化学物质发生物化学转化的过程。
这些反应通常以酶作为催化剂，具有高效、特异性和可逆性的特点。
酶作为生物体内的催化剂，可以降低活化能，加速反应速率，并在反应结束后恢复其原有结构和功能。
生物化学反应常涉及有机物和无机物之间的相互转化，例如葡萄糖的分解、氧气的吸收和二氧化碳的释放等。
二、典型的生物化学反应类型1. 氧化还原反应氧化还原反应是生物体内最常见的反应类型之一。
在这种反应中，某个化合物失去电子，被氧化剂氧化，同时氧化剂获得电子而还原。
例如糖代谢过程中，葡萄糖分子在细胞内被氧化为二氧化碳和水，释放出大量的能量供细胞使用。
2. 水解反应水解反应是将有机物或无机物分解为两个或多个物质的反应。
在生物体内，许多重要的代谢过程都涉及水解反应。
例如，脂肪通过水解反应分解为甘油和脂肪酸，供细胞产生能量和合成更复杂的有机物。
3. 合成反应合成反应是将两个或多个物质结合成一个新的化合物的反应。
在生物体内，合成反应广泛参与生物的新陈代谢和组织合成。
例如，氨基酸通过合成反应形成蛋白质，核苷酸通过合成反应形成DNA和RNA，这些反应都是生命体内重要的合成过程。
4. 代谢反应代谢反应是生物体内复杂的化学转化网络。
生物体通过代谢反应维持自身的生命活动。
代谢反应包括有氧呼吸、光合作用、葡萄糖异生和蛋白质合成等多种类型的化学反应。
这些反应相互作用，共同构成生物体内庞大而复杂的代谢网络。
三、生物化学反应的意义1. 能量供应生物化学反应通过有机物和无机物的转化，向细胞提供能量。
例如，葡萄糖的分解反应产生的能量可以被细胞利用，并用于维持细胞的生命活动。
化学反应中的生物化学反应
化学反应中的生物化学反应生物化学反应是生物体内发生的各种化学反应，这些反应使生物体获得能量和营养物质，以维持生命活动。
这些反应发生在生物体内的细胞中，需要由生物催化剂酶来加速反应速率。
生物化学反应不同于无机化学反应，它涉及大量的生物分子和生物环境，主要是酸碱度和水分的影响。
生物化学反应的种类非常多，其中最常见的是代谢反应和合成反应。
代谢反应是指生物体内的化学反应，主要是通过酶把营养物质转化为能量和废物的过程。
合成反应是指生物体内的化学反应，主要是通过酶把废物转化为营养物质的过程。
这些反应通常需要很多能量，而在生物体内，能量主要来自于ATP分子的加解聚。
ATP分子是生物初级代谢反应的反应物之一，可以看作是能量的存储体。
在生物体内，一些酶将营养物质转化为ATP，而ATP则提供能量给生物体的各种代谢反应。
这种能源的传递和利用对生命活动的正常进行至关重要。
在生物化学反应中，酶是不可或缺的催化剂。
酶作为特定的蛋白质，在一系列生物化学反应中发挥极其重要的作用。
酶能够降低反应的能垒，使得反应能够发生更快并且达到更高的反应速率。
比如，人体消化器官中的消化酶可以降低蛋白质、碳水化合物和脂类摄入的能量成本，并加速这些分子的在肠道中的消化吸收。
生物化学反应中的反应物种类也非常多。
最常见的反应物包括碳水化合物、脂类和蛋白质。
除此之外，还有其他的大量分子用于生物体的生长、激素合成、酶合成等。
最后，值得注意的是，生物体内的生物化学反应是非常复杂的。
生物体在干扰下，可能导致生物化学反应的出现异常，从而导致各种疾病和异常情形。
因此，理解和研究生物化学反应的特点和规律是十分重要的，这样才能保持生命状态的健康。
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4.1生物体内的化学反应
一、教材分析
本节是第四章的基础，以具体的例子介绍了生物体内的化学反应的类型和特点，酶的本质和特性以及在细胞代谢中的作用，ATP分子的结构特点以及与ADP相互转变得特性，ATP在细胞生命活动中的作用等内容，为光合作用、细胞呼吸等内容地学习打下基础，具有承前启后的作用。
新陈代谢是生命的基本特征，教材以学生能够熟悉的糖和蛋白质的合成和分解这两个最基本的反应过程为例，引导学生认识新陈代谢的概念和本质。
在介绍化学反应的同时，引出酶的概念。
酶作为生物催化剂，其特点是高效性和专一性高。
高中生对酶的名词有一定的认识，但对酶的性质以及作用机理并不了解。
教材通过实验和实例，归纳总结出酶的特点，并指出酶的专一性和酶分子结构的关系。
还要通过广角镜和想一想做一做栏目中设置的相关内容引导学生留心生活中的酶制品，了解酶与人类的关系。
关于ATP的分子结构的特点，教材先结合前几章知识，指出细胞内糖类、脂肪等有机物中都储存有大量的化学能，但这些能量只有转移到ATP中才能被细胞直接利用。
关于ATP与ADP的相互转变，课文不仅讲述了ATP水解和合成的过程，讲述了这种转变是十分迅速的，而且讲述了这一特点所具有的重要生理意义，从而使学生进一步明确ATP是细胞维持各种生命活动所需能量的直接提供者。
最后课本用流通着的能量货币，形象地对ATP进行了比喻。
二、学情分析
本节主题内容抽象，需要一定的化学基础，学生的理解有一定的难度。
只能从学生已有的知识基础出发，密切联系生活实际，加强直观性和趣味性。
利用前面的知识基础学习合成反应和分解反应的而特点。
利用实验探究理解酶的高效性和专一性。
关于ATP的学习，先让学生观察教材中ATP的结构图，自学全称、结构、功能，着重讲解结构简式中各个字母和符号所代表的含义。
三、教学目标：
知识与技能
1、理解新陈代谢、同化作用、异化作用的概念及其相互关系。
新陈代谢的重要意义。
2.举例说出生物体内化学反应的主要类型和特点。
3、理解酶的概念和成分，理解酶的生物学特性。
4.理解ATP是生物体内各种生命活动的直接能源物质。
过程与方法
1.在引导学生分析生物新陈代谢过程，探究酶的特性，探究影响酶活性因素的过程中，训练学生的
逻辑思维能力，对实验现象进行分析的能力及初步设计实验的能力。
2.通过对新陈代谢的学习，使学生认识生命是物质运动的高级形式，这种运动是有规律的，体现在
组成生物体物质的不断自我更新。
加深对生命本质的科学认识，从而对学生进行辩证唯物主义思想的教育。
通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用地位。
四、教学重点、难点：
1．重点
（1）生物体内化学反应的特点
（2）新陈代谢、合成代谢和分解代谢的概念
（3）酶的作用特性和特性。
（4）ATP化学组成的特点以及在能量代谢中的作用
2.难点
（1）酶的专一性
（2）ATP与ADP的相互转变与生物供能之间的关系
五、教学设计
问题：构成生物体（比如人）的物质是永远不变的吗？
一、新陈代谢
组成生物体的化学物质在不断的运动中，我们每天都要从外界摄取新的营养物质，排除废物，实现生物体的自我更新。
比如细胞内的蛋白质每80天就有一半被更新，人体中的水分子每一个星期就有一半被更新。
自我更新是生命活动的一大基本特征，也叫做新陈代谢。
新陈代谢过程中，生物体要不断的从外界摄取营养物质，将它转变为自身物质，并储存能量称为同化作用。
生物体不断的将自身物质分解以释放能量，并将代谢终产物排出体外，这个过程叫做异化作用。
新陈代谢包括同化作用和异化作用两个方面。
新陈代谢包括能量代谢和物质代谢两大方面。
（划书）
过渡：新陈代谢是通过一系列的化学反应来完成的。
合成反应和分解反应是最常见的化学反应。
(划书)
二、合成反应和分解反应
回顾前面单糖是如何形成双糖的？
学生：两个单糖脱水缩合
还有哪个反应是脱水缩合？氨基酸脱水缩合形成蛋白质核苷酸脱水缩合成核酸
板书：单糖→双糖多糖氨基酸→蛋白质核苷酸→核酸甘油、脂肪酸→脂肪
总结：这种小分子合成大分子的反应称为合成反应。
什么是分解反应？就是合成反应的逆反应，大分子分解成小分子
比如：水解反应：淀粉、糖原→葡萄糖蛋白质→氨基酸脂肪→甘油、脂肪酸氧化分解反应：葡萄糖→CO2+水+能量
过渡：生物体内的化学反应都需要催化剂来催化这就是酶
三、生物催化剂-酶
问题：酶是什么物质？在生命活动中有何作用？
我们先来做个实验了解下。
演示实验“探究酶的特性”
新鲜马铃薯中含有过氧化氢酶、Fe3+都能催化过氧化氢分解为水和氧气。
过氧化氢酶是生物催化剂，Fe3+是无机催化剂。
1 2 3 4 5 6 7 号试管过氧化氢
水新鲜马铃薯Fe3+ 高温处理的马铃薯唾液盐酸氢氧化钠
气泡
分析：酶的特性：高效性和专一性（专一性的原因，划书）
酶的定义：活细胞产生的具有催化功能的生物大分子
酶的本质：蛋白质
影响酶的因素：温度和酸碱度（胃蛋白质、唾液淀粉酶、胰蛋白酶的最适值）酶的命名：来源+底物
酶只有在合适的条件下其作用。
细胞内外辅酶
酶的应用：多酶片加酶洗衣粉。