高中化学生活拓展神秘的蛋白质变性素材.doc

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1、神秘的蛋白质变性豆腐是许多家庭餐桌上的“常客”。可是，您知道它是怎么做出来的吗？做豆腐，通常要先把黄豆磨成汁，经过过滤再放入锅里熬煮，当煮到适当时候，加上一点凝固剂石膏，待冷却后便可得到鲜嫩可口的豆腐了。从豆浆到豆腐，是蛋白质的变性过程。其他许多蛋白质食品如酸奶、腌蛋……的制作，都有变性过程。那么，什么是蛋白质的变性作用呢？奇怪的变性作用大家知道，水受冷会结冰，加热又会变成汽。汽遇冷，又会重新变成水。水的状态可以千变万化，而它的性质则丝毫不会改变。但是，蛋白质却不是这样，如果您把一个鸡蛋加热，就会凝固，变硬。温度再冷下来时，无论怎样也不会恢复到原来的样子。最早观察研究蛋白质变性现象

2、的是法国科学家马凯尔。1777年马凯尔在对一系列蛋白质食品的性质进行分析时发现：鸡蛋、乳酪、动物血液等，有一个共同的独特性格：在遇热、遇酸或遇紫外线等情况下，会很快结块而失去生物活性，并且无论在什么条件下都不能恢复原样。于是，马凯尔把这种蛋白质特有的现象称为变性作用。同时他把这类有变性作用的物质取名为“蛋白体物质”，简称蛋白质，这就是蛋白质名字的由来。可见蛋白质在起名字的那一天就和它奇怪的变性作用联系在一起了。然而，蛋白质为什么会有变性现象呢？长期以来是一个谜。几百年来，数以千计的化学家、生物学家纷纷去探索它的奥秘，直至近年才真相大白。揭开蛋白质变性的奥秘蛋白质变性的奥秘何在呢？为

3、了更好地了解它，必须先谈一点蛋白质分子结构的知识。从19世纪以来，许多科学家都孜孜不倦地研究着各种蛋白质的分子结构，得出的共同结论是：蛋白质是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素先组成约二十种氨基酸，这些氨基酸再按不同数量和排列次序组成形形色色的蛋白质分子。它的分子结构是一个四级结构的复杂体。因为，每一个氨基酸分子含有一个碱性的氨基、一个酸性的羧基，所以当组成蛋白质时，一个氨基酸分子的一端氨基和另一个氨基酸分子的一端羧基相互作用，失去一分子水便连接起来。这种连接的方式称为肽键结合。成千上万个氨基酸分子按这种方式连接成长长的一串，成为蛋白质分子。这就是所谓蛋白质的一级结构。3在一级结构中，

4、由于氨基酸种类不同，数目不同，会形成不同的蛋白质分子。即使氨基酸种类和数目相同，只要排列次序不同，也会形成不同的蛋白质分子。据代数计算，两种氨基酸只有两种连接方式，三种氨基酸就有六种连接方式，四种氨基酸有二十四种连接方式，六种氨基酸有七百二十种连接方式……这就是为数不多的氨基酸为什么能组成数十万种蛋白质的原因。实验证明，一般情况下，蛋白质分子的肽键不是一个直线状的链条，多数是卷曲成螺旋状，化学上称为α-螺旋，此即蛋白质的二级结构。这种螺旋般的二级结构还要按一定方式折叠成球形体，这就是蛋白质的三级结构。由具有一、二、三级结构的蛋白质作为一个单元，进一步再构成分子量很大的蛋白质分子，这

5、个空间的排列方式就是蛋白质的四级结构。从蛋白质四级结构来看，它的分子具有折叠、卷曲、堆积等十分复杂的空间结构。变性的奥妙就在蛋白质空间结构上。当它在热、光、酸、酶等物质的作用下，二、三、四级结构会起变化，严格的空间排列被打乱和被打散，变为杂乱无章，一般也就不能恢复原样了，这个过程就是“变性”的过程。这里还应指出的是，蛋白质的变性作用，主要是空间的立体结构改变，而由肽键组成的一级结构并未变化，就是原来氨基酸的连接顺序和数目并不改变。因此，变性作用一般只改变蛋白质某些物理性质和生物活性，至于化学性质一般并无多大变化。食用蛋白质和变性的关系人类基本上是吃熟食的，严格地说人们无论吃哪种食用

6、蛋白质，一般都要经过变性作用才能为人体消化吸收。日常吃的鱼、肉等都是烧熟后才吃的。有的生吃食品也都经过盐腌或醋浸泡过后才食用，其中的蛋白质也早在盐、醋等作用下变性了。就是小孩吃的母乳到了胃里也受胃酸作用而变性了。由此可见，人体几乎每天都在消化、吸收经变性作用后的蛋白质。那么，为什么变性作用后的蛋白质可为人体消化和吸收呢？这和人体中的各种蛋白酶是分不开的，蛋白酶本身也是一种蛋白质，但它有分解蛋白质的本领。人体就利用它的这个本领把蛋白质拆分成一个个氨基酸，再为人体吸收。在50万年前，人类就是吃熟食的，通过千万次遗传变异，使人体产生的酶习惯于分解变性后的蛋白质。还有人这样认为，变性后的蛋

7、白质，空间结构已经打乱，酶分解起来自然就容易得多了。3此外，应该着重指出的是，蛋白质变性和变质是两个截然不同的概念。变性只是蛋白质空间结构的改变，但整个分子不发生裂解，如鸡蛋烧熟，生豆浆做成豆腐，牛奶变成酸奶等。在这种情况下，蛋白质变性有时还会增加食品的色、香、味。从而促进人们的食欲，帮助消化。而变质是指蛋白质整个分子受到破坏，化学性质起了变化，如鸡蛋变坏，肉变臭……这些变质的食品是绝对不能再吃的。所以变性和变质决不可混为一谈。虽然，蛋白质变性的神秘面纱已为科学家揭开