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家庭教育 新陈代谢的含义及作用
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发布时间:2008-01-27 00:29:08
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1.新陈代谢的概念及分类
新陈代谢是指生物体在生命活动过程中不断地与外界环境进行物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转化过程。
生物体在新陈代谢的过程中,从外界环境摄取营养物质,合成自身的组成物质、贮存能量;同时,生物体分解自身组成物质、释放能量,将代谢终产物排出体外、散失能量。其中,合成自身的“组成物质、贮存能量”,谓之“新”;分解自身“组成物质、释放能量”,谓之“陈”。生命运动的本质就是生物体的自我更新。据估计,人体内的组成物质平均每80天就有一半被分解,其中组成肺、骨骼和大部分肌肉的蛋白质的寿命约为185天,而组成肝脏、血浆的蛋白质的寿命更短,只有10天左右。生物体只有不断地与周围环境进行物质和能量交换,不断地进行新物质的合成和能量的贮存,不断地进行旧物质的分解和能量的释放,才能延续生命。科学家们应用示踪元素测知,人体内约有98%的物质每年被新的物质所代替,一年之内,几乎全部更新。由此可见,生命运动区别于非生命运动最本质的特征就是生物体的自我更新。也正是自我更新,生物获得了维持生命活动所需要的物质和能量。
(1)同化作用与异化作用:从上述图中可以发现,同化作用与异化作用看似矛盾的两个过程,实际上它们之间并不是物质与能量的简单进与出,而是在相互联系又同时进行的过程中,不断地进行着的生物“新”与“旧”的循环更新,是生命特有的运动形式。休 闲 宝 贝网
(2)物质代谢与能量代谢:物质代谢和能量代谢是新陈代谢过程中的不可分割的两个内容,物质代谢总是伴随有能量代谢,这是因为物质分子中贮存有化学能,物质在发生化学变化时,总有能量的变化。所以没有孤立的物质代谢,更没有孤立的能量代谢。
2.新陈代谢与酶
(1)酶是生物催化剂
酶是活细胞产生的具催化能力的一类特殊蛋白质。将酶的概念进行分析可得得;酶的来源(活细胞产生)、酶的功能(催化作用)、酶的化学本质(一种特殊蛋白质)。
酶有催化作用;酶催化需要适宜的温度。酶的催化活性除了受温度的影响外,还受到酸碱度等条件的影响。
(2)酶的特性
a.具有高效性:催化反应的速度比一般的无机催化剂高106-107倍,有的酶催化反应速度极快,如碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应之一。每一个酶分子在1秒钟内可以使105个二氧化碳分子发生水合反应。
b.具有专一性:一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质使其发生反应。如麦芽糖酶只能催化麦芽糖分解成葡萄糖,胃蛋白酶只能催化食物中蛋白质的分解。
c.酶的种类具有多样性:酶的种类繁多,目前已知的约有2千多种。正是由于酶对反应的专一性,成千上万的化学反应就需要许多的酶分别在各自代谢途径的特定位置上发挥作用,保证新陈代谢有条不紊地进行。
3.新陈代谢与ATP。
(1)ATP的分子全称叫三磷酸腺苷,由于其分子较大,为便于书写,人们根据其结构进行简写,用A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基,简称ATP。
ATP中大量的化学能就贮存在两个高能磷酸键中。
(2)ATP与ADP的相互转变:
其中释放出的能量直接经各种生命活动供能。反过来,在酶的作用下,ADP也可以吸收能量后与一个磷酸结合,合成ATP。其中吸收的能量来自呼吸作用即糖类、脂肪等有机物的氧化分解,对绿色植物来说,还来自光合作用即光能的吸收和转换。
二者间的相互转变可表示为:
ATP→酶→ADP+Pi+能量
ATP与ADP之间的相互转变是有别于化学的可逆反应。这是因为,在化学上讲到的可逆反应的特点是:正逆反应都能在同一条件同一场所下同时进行,如NO2与N2O4在烧瓶内的可逆反应。而ATP与ADP的相互转变,有以下几点不同:
(1)正逆反应需要的酶不同:合成反应需要的是ATP合成酶,而分解反应需要的是ATP水解酶。
(2)正逆反应的场所不同:ATP的合成场所比较固定,如细胞质基质、线粒体、叶绿体等,而分解场所却是不稳定的,因为ATP在细胞内就象货币一样是流动的,分解的场所较多。
(3)从能量代谢的角度上,ATP分解释放出的能量绝不是合成ATP时的能量,这两种能量无论从用途还是从来源上看都有很大的差别。
所以,ATP与ADP的相互转变看起来像可逆反应,而实际上却不是,二者的转变只能表明在细胞中ATP与ADP是不断循环的,保证了生命活动的正常进行。
参考资料
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