生命中的基础有机化学物质

摘要：碳元素在地壳中的含量不是很高，其质量分数大约为百分之0.087，但是碳元素形成的化合物，特别是有机化合物，种类繁多，在自然界的分布也是遍布生活中的各个角落。例如：生活中用的燃料，像汽油、煤油、柴油，建材中的木材、粘结剂、涂料油漆等，日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂，食物中的营养素像糖类、油脂、蛋白质等都和有机物息息相关。

关键词：有机物；营养元素；蛋白质；油脂；糖类

到目前为止，从自然界中自然存在的和人工方法合成的有机物已超过3000万种，而且新的有机物也不断地被发现。组成有机物的元素除碳外，氢元素和氧元素，还含有其他元素如氮、硫、卤素、磷等，其中仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。人类为了维持正常的生命活动和健康，保证正常的生长发育和从事各项劳动，每天必须摄取一定量的食物，以供给身体的能量需求。食物中能够被人体消化吸收和利用的各种成分叫做营养素，人体需要的营养素有六大类，其中包括糖类、脂类、蛋白质、无机盐、维生素和水等六大类，统称为六大营养素。食物中的这些成分在人体内通过一系列复杂的化学变化，转变为人体所需要的各类营养物质。目前人体必须的营养物质有50多种，现在还没有哪一种食品能提供人体所需的各类营养物质，因此为了满足人体营养的需要，不能挑食，摄入各种各样的食物，以使营养均衡。

下面就介绍几种简单的有机物。

1油脂

油脂是油和脂肪的统称。从化学成分上说油脂都是高级脂肪酸与多元醇丙三醇反应生成的酯，属于酯类化合物。通常来说，在常温下呈液态的称为油，如芝麻油、花生油、豆油等，成固态的称为脂肪如牛油羊油猪油等。油脂不但是人类必须的营养物质也是一种重要的工业原料。自然界中的油脂都是混合物，其主要成分为三分子高级脂肪酸与一分子丙三醇反应生成的酯，称为甘油三酯。油脂中的三个烃基可以相同也可以不同，相同的称作单甘油酯，不同的称作混甘油酯。天然存在的油脂大多数是混甘油酯。组成油脂的脂肪酸的饱和程度，对油脂的熔点有很大的影响。液态的植物油一般为含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，动物油为含较多饱和脂肪酸成分的甘油酯，在常温下一般呈固态。

2糖类

糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。日常生活中常作为甜味剂使用，最主要的蔗糖，粮食中的淀粉，植物体内的纤维素，人体血液中的葡萄糖均属于糖类。糖类在生命活动中起到很重要的作用，生物体维持生命活动所需能量主要来自于糖类。无论是低等生物还是高等生物，每时每刻都在进行着一系列复杂的糖代谢反应。从分子结构上来说，糖可以定义为多羟基醛、多羟基酮以及它们的脱水缩合物。根据能否水解以及水解后的产物，糖可以分为单糖、低聚糖和多糖。凡是不能再水解的糖叫做单糖，如常见的葡萄糖、果糖脱氧核糖和核糖就是单糖。1mol糖水解后能生成2mol单糖的糖叫做二糖，如麦芽糖、蔗糖和乳糖。1mol糖能水解生成多摩尔单糖的糖叫做多糖，如淀粉和纤维素就是多糖。糖类化合物由碳、氢、氧三种元素组成。大多数糖类化合物中氢元素与氧元素的个数比都是2：1，相当于水的组成，因此通式为Cm（H2O）n表示，所以糖类在历史上最早被称为“碳水化合物”，如葡萄糖、蔗糖、淀粉等。随着化学的发展，人们发现并不是所有的糖分子中氢原子与氧原子个数比都是2：1。例如，脱氧核糖的分子组成为C5H10O4。而有些有机物符合此通式，从结构上来说却不是糖，如乙酸C2H4O2，乳酸C3H6O3等。所以，称糖类为“碳水化合物”并不准确。但因沿用已久，迄今仍然在某些学科中使用。另外，糖不一定甜，甜的也不一定是糖。

3蛋白质和核酸

蛋白质是生物体内一类非常重要的高分子化合物，功能十分强大，是生命活动的主要物质。从一些比较低等的生物，像病毒细菌等，到一些比较高等的生物，一切生命过程都与蛋白质有关。它能组成细胞，也是组成毛发、肌体和组织等的重要组成部分，而且具有多种生物学功能。例如，我们的肌体之所以能够正常运行，跟酶的催化作用有关，酶就是一种蛋白质，再如调节代谢的一些激素以及发生免疫反应的抗体等都与蛋白质有关。总之，几乎一切生命活动都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，要认识蛋白质，应首先认识氨基酸。

羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代后的化合物称为氨基酸。氨基酸分子中含有氨基和羧基，属于取代羧酸。天然氨基酸都是无色晶体，熔点较高，在大约二百多度融化时分解。它们能与强酸或强碱反应，大多数都能溶于水，而在乙醇、乙醚中的溶解度较小。氨基酸分子中既含有羧基，又含有氨基，羧基是酸性基团，氨基是碱性基团。因此，氨基酸是两性化合物，既有酸性，又有碱性，既能与碱反应，又能与酸反应，都有盐生成。

两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基之间脱去一分子水，缩合成含有肽键的化合物，称为成肽反应。有两个氨基酸分子脱水縮合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽继续与其他氨基酸分子脱水缩合形成多肽。

蛋白质是天然存在的高分子化合物，相对分子质量从几万到几千万。它是由C、H、O、N、S等元素组成的，有些蛋白质含有磷元素，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。蛋白质种类很多，人体内蛋白质种类就达10万种以上。任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构，这是蛋白质分子结构中最显著的特征。各种蛋白质的特性都与其所含基团有关，如构成多肽的氨基酸的种类、数目以及排列顺序，另外，特定的空间结构也决定不同蛋白质的性质不同。蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的天然高分子化合物。蛋白质分子上氨基酸的排列顺序和由此形成的立体结构决定了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。

参考文献

[1]李志.化学知识在生活中的实际应用[J].现代化工，2013，08.

[2]刘建国.化学知识在生活中的实际应用[J].化学教育，2017，04.

[3]郑正.浅谈化学在生活中的应用及其影响[J].化学研究与应用，2016，05.

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