高一化學:必修2基本營養物質復習要點
什么是基本營養物質
人體必需六大營養物質為:糖類、油脂、蛋白質、無機鹽、水、維生素
而糖類、油脂、蛋白質被稱為基本營養物質
糖類
介紹:糖類是自然界中廣泛分布的一類重要的有機化合物。日常食用的蔗糖、糧食中的淀粉、植物體中的纖維素、人體血液中的葡萄糖等均屬糖類。糖類在生命活動過程中起著重要的作用,是一切生命體維持生命活動所需能量的主要來源。
構成:主要由碳、氫、氧三種元素構成。
糖類化合物包括單糖、單糖的聚合物及衍生物。
單糖分子都是帶有多個羥基的醛類或者酮類。
糖類化合物化學概念:單糖是多羥醛或多羥酮及他們的環狀半縮醛或衍生物。多糖則是單糖縮合的多聚物。
分子通式:Cm(H2O)n
然而,符合這一通式的不一定都是糖類,是糖類也不一定都符合這一通式。
這只是表示大多數糖的通式。
碳水化合物只是糖類的大多數形式。我們把糖類狹義的理解為碳水化合物。
碳水化合物(最基本分類)
單糖
丙糖 例如:甘油醛
戊糖,五碳糖 例如: 核糖,脫氧核糖
己糖 例如: 葡萄糖,果糖
他們化學式都是 C6H12O6
二糖
蔗糖、麥芽糖和乳糖
他們化學式都是(C6H12O6)2
多糖
淀粉、纖維素和糖原
他們化學式是(C6H12O6)n
糖類化合物的生物學作用主要是:
1 作為生物能源
2 作為其他物質生物合成的碳源
3 作為生物體的結構物質
4 糖蛋白、糖脂等具有細胞識別、免疫活性等多種生理活性功能。
單糖-糖類種結構最簡單的一類,單糖分子含有許多親水基團,易溶于水,不溶于乙醚、丙酮等有機溶劑,簡單的單糖一般是含有3-7個碳原子的多羥基醛或多羥基酮,其組成元素是C,H,O葡萄糖、果糖、半乳糖等。 葡萄糖是生命活動的主要能源物質,核糖是RNA的組成物質,脫氧核糖是DNA的組成物質。葡萄糖、果糖的分子式都是:C6H12O6。他們是同分異構體。
低聚糖(寡糖)-由2-10個單糖分子聚合而成。水解后可生成單糖。
二糖-二糖是由兩分子單糖脫水而成的糖苷,苷元是另一分子的單糖。二糖水解后生成兩分子的單糖。如乳糖、蔗糖、麥芽糖。蔗糖和麥芽糖是能水解成單糖供能。它們的分子式都是:C12H22O11。也屬于同分異構體。
三糖-水解后生成三分子的單糖。如棉子糖。定粉是儲蓄物質,纖維素是組成細胞壁,糖元是儲能物質。
四糖
五糖
多聚糖-由10個以上單糖分子聚合而成。經水解后可生成多個單糖或低聚糖。根據水解后生成單糖的組成是否相同,可以分為:
同聚多糖-同聚多糖由一種單糖組成,水解后生成同種單糖。如阿拉伯膠、糖元、淀粉、纖維素等。 淀粉和纖維素的表達式都是(C6H10O5)n。但他們不是同分異構體,因為他們的n數量不同。其中淀粉n纖維素n。
雜聚多糖-雜聚多糖由多種單糖組成,水解后生成不同種類的單糖。如粘多糖、半纖維素等。
復合糖(complex carbohydrate,glycoconjugate).糖類的還原端和蛋白質或脂質結合的產物。
蛋白質
蛋白質的組成
蛋白質是由C、H、O、N組成,一般蛋白質可能還會含有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等。
蛋白質的性質
①具有兩性
蛋白質是由-氨基酸通過肽鍵構成的高分子化合物,在蛋白質分子中存在著氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白質也是兩性物質。
②可發生水解反應
蛋白質在酸、堿或酶的作用下發生水解反應,經過多肽,最后得到多種-氨基酸[1]。
蛋白質水解時,應找準結構中鍵的斷裂點,水解時肽鍵
如:蛋白質
nH2NCH2COOH
找到斷裂點就可以確定蛋白質水解的產物
例如某蛋白質水解
可得三種-氨基酸,為H2NCH2COOH、
③溶水具有膠體的性質
有些蛋白質能夠溶解在水里(例如雞蛋白能溶解在水里)形成溶液。具有膠體性質。
蛋白質的分子直徑達到了膠體微粒的大小(10-9~10-7m)時,所以蛋白質具有膠體的性質。
④加入電解質可產生鹽析作用
少量的鹽(如硫酸銨、硫酸鈉等)能促進蛋白質的溶解,如向蛋白質水溶液中加入濃的無機鹽溶液,可使蛋白質的溶解度降低,而從溶雍中析出,這種作用叫做鹽析.
這樣鹽析出的蛋白質仍舊可以溶解在水中,而不影響原來蛋白質的性質,因此鹽析是個可逆過程.利用這個性質,采用鹽析方法可以分離提純蛋白質.
⑤蛋白質的變性
在熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線等作作用下,蛋白質會發生性質上的改變而凝結起來.這種凝結是不可逆的,不能再使它們恢復成原來的蛋白質.蛋白質的這種變化叫做變性.
蛋白質變性后,就失去了原有的可溶性,也就失去了它們生理上的作用.因此蛋白質的變性凝固是個不可逆過程.
造成蛋白質變性的原因
物理因素包括:加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等:
化學因素包括:強酸、強堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。
⑥顏色反應
蛋白質可以跟許多試劑發生顏色反應.例如在雞蛋白溶液中滴入濃硝酸,則雞蛋白溶液呈黃色.這是由于蛋白質(含苯環結構)與濃硝酸發生了顏色反應的緣故.
利用這種顏色反應可以鑒別蛋白質.
⑦蛋白質在灼燒時,可以產生燒焦羽毛的氣味.
蛋白質在灼燒分解時,可以產生一種燒焦羽毛的特殊氣味.
利用這一性質可以鑒別蛋白質.
蛋白質的生理功能
1、構造人的身體:蛋白質是一切生命的物質基礎,是肌體細胞的重要組成部分,是人體組織更新和修補的主要原料。人體的每個組織:毛發、皮膚、肌肉、骨骼、內臟、大腦、血液、神經、內分泌等都是由蛋白質組成,所以說飲食造就人本身。蛋白質對人的生長發育非常重要。
比如大腦發育的特點是一次性完成細胞增殖,人的大腦細胞的增長有二個高峰期。第一個是胎兒三個月的時候;第二個是出生后到一歲,特別是0---6個月的嬰兒是大腦細胞猛烈增長的時期。到一歲大腦細胞增殖基本完成,其數量已達成人的9/10。所以0到1歲兒童對蛋白質的攝入要求很有特色,對兒童的智力發展尤關重要。
2、修補人體組織:人的身體由百兆億個細胞組成,細胞可以說是生命的最小單位,它們處于永不停息的衰老、死亡、新生的新陳代謝過程中。例如年輕人的表皮28天更新一次,而胃黏膜兩三天就要全部更新。所以一個人如果蛋白質的攝入、吸收、利用都很好,那么皮膚就是光澤而又有彈性的。反之,人則經常處于亞健康狀態。組織受損后,包括外傷,不能得到及時和高質量的修補,便會加速機體衰退。
3、維持肌體正常的新陳代謝和各類物質在體內的輸送。載體蛋白對維持人體的正常生命活動是至關重要的。可以在體內運載各種物質。比如血紅蛋白輸送氧(紅血球更新速率250萬/秒)、脂蛋白輸送脂肪、細胞膜上的受體還有轉運蛋白等。
4、白蛋白:維持機體內的滲透壓的平衡及體液平衡。
5、維持體液的酸堿平衡。
6、免疫細胞和免疫蛋白:有白細胞、淋巴細胞、巨噬細胞、抗體(免疫球蛋白)、補體、干擾素等。七天更新一次。當蛋白質充足時,這個部隊就很強,在需要時,數小時內可以增加100倍。
7、構成人體必需的催化和調節功能的各種酶。我們身體有數千種酶,每一種只能參與一種生化反應。人體細胞里每分鐘要進行一百多次生化反應。酶有促進食物的消化、吸收、利用的作用。相應的酶充足,反應就會順利、快捷的進行,我們就會精力充沛,不易生病。否則,反應就變慢或者被阻斷。
8、激素的主要原料。具有調節體內各器官的生理活性。胰島素是由51個氨基酸分子合成。生長素是由191個氨基酸分子合成。
9、構成神經遞質乙酰膽堿、五羥色氨等。維持神經系統的正常功能:味覺、視覺和記憶。
10、膠原蛋白:占身體蛋白質的1/3,生成結締組織,構成身體骨架。如骨骼、血管、韌帶等,決定了皮膚的彈性,保護大腦(在大腦腦細胞中,很大一部分是膠原細胞,并且形成血腦屏障保護大腦)
11、提供熱能。
蛋白質和健康
蛋白質是荷蘭科學家格里特在1838年發現的。他觀察到有生命的東西離開了蛋白質就不能生存。蛋白質是生物體內一種極重要的高分子有機物,占人體干重的54%。蛋白質主要由氨基酸組成,因氨基酸的組合排列不同而組成各種類型的蛋白質。
人體中估計有10萬種以上的蛋白質。生命是物質運動的高級形式,這種運動方式是通過蛋白質來實現的,所以蛋白質有極其重要的生物學意義。人體的生長、發育、運動、遺傳、繁殖等一切生命活動都離不開蛋白質。生命運動需要蛋白質,也離不開蛋白質。
球狀蛋白質(三級結構)
人體內的一些生理活性物質如胺類、神經遞質、多肽類激素、抗體、酶、核蛋白以及細胞膜上、血液中起載體作用的蛋白都離不開蛋白質,它對調節生理功能,維持新陳代謝起著極其重要的作用。人體運動系統中肌肉的成分以及肌肉在收縮、作功、完成動作過程中的代謝無不與蛋白質有關,離開了蛋白質,體育鍛煉就無從談起。
在生物學中,蛋白質被解釋為是由氨基酸借肽鍵聯接起來形成的多肽,然后由多肽連接起來形成的物質。通俗易懂些說,它就是構成人體組織器官的支架和主要物質,在人體生命活動中,起著重要作用,可以說沒有蛋白質就沒有生命活動的存在。每天的飲食中蛋白質主要存在于瘦肉、蛋類、豆類及魚類中。
蛋白質缺乏:成年人:肌肉消瘦、肌體免疫力下降、貧血,嚴重者將產生水腫。未成年人:生長發育停滯、貧血、智力發育差,視覺差。蛋白質過量:蛋白質在體內不能貯存,多了肌體無法吸收,過量攝入蛋白質,將會因代謝障礙產生蛋白質中毒甚至于死亡。
(責任編輯:康彥林)
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