性狀與生化反應(yīng)
(一)性狀與生化反應(yīng)
生物具有為非生物界所不具備的美妙非凡的性狀。繁殖、千姿百態(tài)的生命活動(dòng)是這些性狀的代表。
生物為什么能夠自我繁殖,而非生物界卻不能?為什么生物會(huì)呈現(xiàn)生機(jī)勃勃的生命活動(dòng)呢?生物化學(xué)家、生理學(xué)家的研究證實(shí),生物體內(nèi)之所以能夠不斷地進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝,使其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能,是由于機(jī)體內(nèi)部進(jìn)行著成千上萬復(fù)雜的合成反應(yīng)和分解反應(yīng)。
機(jī)體內(nèi)的這種同化反應(yīng)和異化反應(yīng)是十分復(fù)雜的。我們不妨先看一看生物進(jìn)行能量代謝中發(fā)生的反應(yīng)。糖類為生物進(jìn)行生命活動(dòng)提供了主要的能源,而這種能源又是綠色植物通過光合作用,從太陽能轉(zhuǎn)化而來的。在真核生物中,光合作用的整個(gè)過程可以總結(jié)為:
這個(gè)反應(yīng)過程十分復(fù)雜。它包含著光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)由若干反應(yīng)組成的部分。通過這兩個(gè)反應(yīng)過程產(chǎn)生的碳水化合物,再在生物體內(nèi)經(jīng)過由數(shù)十個(gè)化學(xué)反應(yīng)組成的生物氧化過程,將其能量轉(zhuǎn)化到三磷酸腺苷(簡(jiǎn)稱ATP)中,變成儲(chǔ)存在ATP的高能磷酸鍵中的化學(xué)能。ATP則作為有機(jī)體中一切需能活動(dòng)的直接的能量來源。如電鰻的放電過程,就是電鰻在特別的發(fā)電器官里,將ATP的能量轉(zhuǎn)化為足以擊倒一個(gè)成年人的瞬時(shí)電流。人類參加勞動(dòng)、登山、游泳所需的能量,也是由經(jīng)過這種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)形成的ATP提供的。
生物體內(nèi)經(jīng)過各種分解合成反應(yīng),建造構(gòu)成生物體的細(xì)胞、組織、器官的物質(zhì)代謝過程,就更為復(fù)雜了。以食物的消化和吸收為例:食物的消化過程除了機(jī)械消化而外,更重要的消化作用是化學(xué)消化。在化學(xué)消化過程中發(fā)生了一系列極為復(fù)雜的反應(yīng)。在口腔內(nèi),經(jīng)過唾液腺的作用,將食物中的淀粉水解成麥芽糖。在胃中,在胃酸的作用下,將蛋白質(zhì)分解為分子較小的蛋白胨、多胨和少量氨基酸。在小腸中,通過胰液、膽汁和小腸液的共同作用,將未經(jīng)消化的淀粉全部水解為麥芽糖,將麥芽糖繼續(xù)水解為葡萄糖,并將蔗糖水解為葡萄糖及果糖,將乳糖水解為半乳糖及葡萄糖。將脂肪水解為甘油和脂肪酸,將蛋白質(zhì)分解為朊、胨、多肽和氨基酸。然后,這些被消化后的小分子化合物被腸黏膜吸收,隨血液循環(huán)流到全身,供機(jī)體物質(zhì)代謝和能量代謝使用。這些小分子化合物進(jìn)入機(jī)體后,或者通過進(jìn)一步的分解反應(yīng),為機(jī)體生命活動(dòng)提供能量及合成其他物質(zhì)的中間體,或者通過復(fù)雜的合成反應(yīng)變成蛋白質(zhì)、脂肪和糖類,成為機(jī)體的組成部分或儲(chǔ)備物質(zhì)。
可見,我們生物機(jī)體的活動(dòng),充滿了各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)使我們生物機(jī)體具有了各種美妙非凡的性狀,但是,這不是一般的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)是生物界特有的,在非生物界是看不到的。我們把這種化學(xué)反應(yīng)稱為生物化學(xué)反應(yīng)。
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