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1、“三大化合物：水、蛋白质、糖类”的几点补充说明曾小军（江西省泰和县第二中学 343700）1.水在生物体内的作用水是生命存在的环境条件，同时也是生活物质本身化学反应所必需的成分，水对于维持生物体的正常生理活动有着重要的意义，因此水是生物体不能缺少的物质。（1）水是细胞内的良好溶剂：生物体内的大部分无机物及一些有机物，都能溶解于水。水是物质扩散的介质，也是酶活动的介质。细胞内的各种代谢过程，如营养物质的吸收、代谢废物的排出以及一切生物化学反应等，都必须在水溶液中才能进行。（2）水的其他作用：由于水分子的极性强，能使溶解于其中的许多种物质解离成离子，这样也就有利于体内化学反应的进行。由于水溶液的流
2、动性大，水在生物体内还起到运输物质的作用，将吸收来的营养物质运输到各个组织中去，并将组织中产生的废物运输到排泄器官，排出体外。水的比热大，水的蒸发较大，再加上水的流动性大，能随血液循环迅速分布全身，因此水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。水还有润滑作用。对植物来说，水能保持植物的固有姿态。由于植物的液泡里含有大量的水分，因而可维持细胞的形态而使植物枝叶挺立，便于接受阳光和交换气体，保证正常的生长发育。水对生物的生命活动起重要的调控作用。生物体内水的含量的多少以及水的存在状态的改变，都影响着新陈代谢的进行。一般情况下，代谢活跃时，生物体内的含水量在70%以上；含水量降低，则生命活动不活跃或进入
3、休眠。当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会一直下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。2.糖类的功能（1）糖类是生物体的主要能源和碳源物质：糖类物质可以通过分解而放出能量，这是生命活动所必需的。糖类还可以为生物体合成其他化合物（如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等）提供碳原子和碳链骨架，构成组织和细胞的成分。（2）糖类与生物体的结构有关：纤维素和壳多糖都不溶于水，有平坦伸展的带状构象，堆砌得紧密，所以它们彼此之间的作用力很强，适于作强韧的结构材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分。壳多糖是昆虫等生物体的外壳的主要成分。细菌的细胞壁由刚性的肽聚糖组成，它们保护着细胞膜免受机械力和渗透作用的损伤。细菌的细胞壁
4、还使细菌具有特定的形状。（3）糖类是储存的养料：糖类以颗粒状态储存于细胞中，如植物的淀粉、动物的肝脏和肌肉中的糖元。（4）糖类是细胞通讯识别作用的基础：细胞表面可以识别其他细胞或分子，并接受它们携带的信息，同时细胞表面也可通过表面上的一些大分子来表示其本身的活性。细胞与细胞之间的相互作用，是通过一些细胞表面复合糖类中的糖和与其互补的大分子来完成的。（5）糖类还有润滑保护作用：黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖，可以保护润滑的表面。关节腔的滑液中就含有黏多糖。3.蛋白质的分子结构及性质（1）蛋白质分子内各个原子之间相互的立体关系就是蛋白质分子的结构。通常将蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构
5、和四级结构。蛋白质的一级结构：又称为初级结构或化学结构，是指蛋白质分子中，由肽键连接起来的各种氨基酸的排列顺序。目前可以运用氨基酸自动分析仪和氨基酸顺序自动分析仪对蛋白质的一级结构进行测定。蛋白质的二级结构：是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。蛋白质分子的多肽链部分卷曲盘旋成螺旋状（一般呈现所谓-螺旋），或折叠成片层状（-折叠），或呈-回折（发夹回折、U形转折），或呈无规则卷曲。蛋白质的二级结构主要依靠氢键来维持结构的稳定性。蛋白质的三级结构：具有二级结构的肽链，经一定的方式再进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规则，而实际上有一定规律性的三维空间结构，叫做三级结构。这些肽链之所以会卷曲、盘
6、绕、折叠，主要是因为肽链的氨基酸侧链之间的相互作用。蛋白质的四级结构：具有三级结构的蛋白质分子，通过一些非共价键结合起来，而成为具有生物功能的蛋白质大分子，就是蛋白质的四级结构。构成功能单位的每条肽链，称为亚基。亚基虽然有二、三级结构，但是单独存在时没有生物活力。例如，血红蛋白是由四个不同的亚基构成的，谷氨酸脱氢酶是由六个相同的亚基构成的。有些蛋白质分子只有一、二、三级结构，并无四级结构，如细胞色素C、核糖核酸酶、溶解酶等。另一些蛋白质，则一、二、三、四级结构同时存在，如血红蛋白、谷氨酸脱氢酶等。（2）蛋白质的主要理化性质 两性：因为蛋白质是-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，分子内存在NH2
7、和COOH，所以蛋白质具有酸碱两性。盐析：由于蛋白质分子的直径达到了胶体粒子的大小，所以蛋白质溶液是胶体。加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫做盐析。盐析作用主要破坏蛋白质的水化层，所以当盐析沉淀出的蛋白质重新用水处理时，沉淀重新溶解，性质不变。所以盐析是可逆反应。利用此法可以分离、提取蛋白质。变性和凝固：蛋白质分子在一定的物理或化学因素的影响下，其分子结构发生改变，从而改变蛋白质的性质，这个变化叫做蛋白质的变性；蛋白质变性后就失去了生理活性，也不再溶于水，从溶液中凝结沉淀出来，这个过程叫蛋白质的凝固。高温灭菌消毒就是利用加热使蛋白质凝固从而使细胞死亡。水解反应：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，能生成一系列的中间产物，最后产生-氨基酸。显色反应：蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。例如分子中有苯环的蛋白质与硝酸作用时呈黄色。蛋白质与水合成茚三酮反应显紫色等。用心 爱心 专心
