1、一、二、三、四、第二节第二节 生物大分子以碳链为骨架生物大分子以碳链为骨架【拓展】碳元素存在于所有的生物体内，是生命系统中的核心元素。碳原子间可以共用电子形成共价键，从而由很多碳原子串起长长的直链结构、支链结构或环状结构，共同形成碳骨架。组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的，主要包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。许多有机物的相对分子量以万至百万计，所以称为生物大分子。蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。组成生物体的大分子在结构上有何共同特点？各类有机物的主要功能是什么？各自的结构特点是什么？它们都是以碳骨架作为结构基础。脂质不是大分子思考：甜的物质都是糖吗？思考：糖一定都是甜的吗？一、一
2、、淀粉淀粉纤维素纤维素1、糖的含量：2、糖的氢氧比例及旧称地球上含量最多的一类有机物多数H:O=2:1，旧称碳水化合物 （CmH2nOn）如葡萄糖的分子式：麦芽糖的分子式：淀粉的分子式：C6H12O6C12H22O11CmH2nOn一、注：m=n或mn均可3、糖的元素组成：大多数糖类由C、H、O三种元素组成有的可能含有有的可能含有N、P、S等其它元素等其它元素（也称几丁质，真菌细胞壁的成分，（也称几丁质，真菌细胞壁的成分，含有含有N元素）元素）4、糖的分类、组成单体、功能、分布（1）单糖概念：可被细胞直接吸收利用的小分子物质。（注：也指不能再水解的糖）葡萄糖（C6H12O6）细胞内主要的单糖，
3、是细胞生命活动的主要能源物质果糖（C6H12O6）半乳糖（C6H12O6）脱氧核糖（C5H10O4）核糖（C5H10O5）是RNA分子的重要组成成分六碳糖五碳糖常见的单糖动、植物、微生物都有葡萄糖、脱氧核糖、核糖 动物含有半乳糖 植物含有果糖是细胞遗传物质DNA分子的 重要组成成分一般静脉注射5%葡萄糖溶液分布：单糖结构式单糖结构式C5H10O5 核糖C5H10O4 脱氧核糖（2）二糖）二糖：由：由2个单糖分子脱水缩合形成个单糖分子脱水缩合形成麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖白糖、冰糖、红糖等由蔗糖加工而来白糖、冰糖、红糖等由蔗糖加工而来（3）多糖）多糖（直链）（直链）（支链）（支链）（支
4、链）（支链）由多个由多个单糖单糖分子通过特定的分子通过特定的共价键共价键连在一起形成连在一起形成淀粉、糖原、纤维素淀粉、糖原、纤维素水解后的单糖都是葡水解后的单糖都是葡萄糖萄糖三者共同点？三者共同点？总结：总结：（1）糖类组成图）糖类组成图（2）糖类分布图）糖类分布图（3）糖类作用）糖类作用动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞 糖原糖原乳糖、半乳糖乳糖、半乳糖 淀粉、纤维素淀粉、纤维素 蔗糖、蔗糖、果糖、麦芽糖果糖、麦芽糖 核糖核糖脱氧核糖、脱氧核糖、葡萄糖葡萄糖生命活动的主要能源物质：生命活动的主要能源物质：细胞中的储能物质：细胞中的储能物质：参与构成细胞的物质：参与构成细胞的物质：葡萄糖葡萄糖
5、 淀粉、糖原淀粉、糖原 核糖、脱氧核糖、纤维素核糖、脱氧核糖、纤维素羰基醛基醛基还原糖：分子中含有游离醛基或羰基的单糖、麦芽糖、和乳糖都 具有还原性。多糖、蔗糖活动：检测生物组织中的糖类活动：检测生物组织中的糖类（淀粉、还原糖）（淀粉、还原糖）小资料：红黄色沉淀产生原理当利用本尼迪特试剂测定还原性糖时，还原性糖在碱性溶液中能将Cu2+还原为Cu+，Cu+再与OH合成黄色的CuOH，加热后，CuOH即变成红黄色的氧化亚铜（Cu2O）沉淀。检验原理：还原糖都能被本尼迪特试剂在热水浴（或沸水浴）条件下氧化，生成红黄色沉淀1、还原糖的检测、还原糖的检测取取无色或淡色无色或淡色的如梨汁、白萝卜汁等，取的
6、如梨汁、白萝卜汁等，取2ml上清液上清液+2ml本尼本尼迪特试剂迪特试剂，用，用沸水浴或热水浴沸水浴或热水浴加热加热2-3min，与样本上清液比较，与样本上清液比较，观察到观察到红黄色沉淀红黄色沉淀。80-100注意：注意：1）选材要求是还原性糖，蔗糖不是还原糖；）选材要求是还原性糖，蔗糖不是还原糖；2）选材要求是无色或淡色，如西瓜汁不适合；）选材要求是无色或淡色，如西瓜汁不适合；2、淀粉的检测、淀粉的检测取取2ml马铃薯块茎（匀浆）的马铃薯块茎（匀浆）的上清液上清液+5滴碘滴碘-碘化钾溶液，与样碘化钾溶液，与样本上清液比较，观察到溶液变本上清液比较，观察到溶液变蓝色蓝色。二、二、棕熊体内厚厚
7、的脂肪有什么作用？棕熊体内厚厚的脂肪有什么作用？1 1、脂类的元素组成、脂类的元素组成主要主要C C、H H、O O，还含有还含有N N、P P等等元素元素（也称油脂）（也称油脂）H、O原子的含量与糖类相比？原子的含量与糖类相比？氢氢原子较糖类原子较糖类多多，而，而氧氧原子原子较糖类较糖类少少C21H36O6C6H12O6常见的脂质：常见的脂质：油脂、油脂、固醇固醇和和磷脂磷脂等等C、H、OC、H、O、N、P脂质的特性：脂质的特性：通常不溶于水通常不溶于水，而，而溶于有机溶剂溶于有机溶剂，如丙酮、乙醚，如丙酮、乙醚、四氯化碳等。、四氯化碳等。2 2、常见的脂质及特性、常见的脂质及特性（1）油脂
8、）油脂组成：组成：甘油甘油+脂肪酸脂肪酸简单的糖类简单的糖类 衍生物衍生物长的碳氢链，一端长的碳氢链，一端是羧基（是羧基（-COOH）功能：功能：储能储能（主要皮下和腹腔）；（主要皮下和腹腔）；保温保温（皮下）；（皮下）；防震防震（皮下和腹腔）（皮下和腹腔）生物体内主要的储能物质生物体内主要的储能物质1 1g g油脂在体内完全氧化将产生油脂在体内完全氧化将产生39 kJ39 kJ的能量，的能量，而而1g1g糖或蛋白质只产生糖或蛋白质只产生17 kJ17 kJ的能量。的能量。油脂中的碳、氢原子与氧原子的比例较油脂中的碳、氢原子与氧原子的比例较_，彻底氧，彻底氧化分解时，消耗的氧气较化分解时，消耗
9、的氧气较_，释放的能量较，释放的能量较_。大大多多多多油脂和糖类的比较油脂和糖类的比较油脂油脂糖类糖类元素组成元素组成水解终产物水解终产物相同质量下相同质量下C、H所占比例所占比例相同相同质量质量彻底彻底氧化氧化时时消耗消耗O2产生产生H2O释放能量释放能量主要功能主要功能C、H、OC、H、O甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸单糖单糖高高低低多多多多多多少少少少少少生物体内的生物体内的主要储能物质主要储能物质淀粉、糖原是生物体内淀粉、糖原是生物体内储能物质，葡萄糖是细储能物质，葡萄糖是细胞内的主要能源物质胞内的主要能源物质（2 2）磷脂）磷脂（C、H、O、N、P）细胞各种细胞各种膜结构膜结构的重要成分的
10、重要成分（3 3）固醇）固醇（C、H、O）胆固醇胆固醇:维生素维生素D:D:性激素性激素:构成构成细胞膜细胞膜（主要是动物细胞）的重要成分（主要是动物细胞）的重要成分参与血脂运输，过多会导致？参与血脂运输，过多会导致？心脑血管疾病心脑血管疾病促进促进人和动物对人和动物对钙钙和和磷磷的的吸收吸收促进生殖器官（第一性征）的促进生殖器官（第一性征）的发育发育和生殖细胞的和生殖细胞的形成；形成；激发并维持第二性征激发并维持第二性征活动：检测生物组织中的油脂活动：检测生物组织中的油脂1 1、原理：苏丹、原理：苏丹染液可以使细胞中的油脂呈染液可以使细胞中的油脂呈橙黄色，橙黄色，苏丹苏丹染液使油脂呈染液使油
11、脂呈红色红色 生物材料必须制成生物材料必须制成薄片薄片才能在显微镜下观察才能在显微镜下观察观察观察：先用低倍镜观察，将切片：先用低倍镜观察，将切片最薄最薄的部分移到视野中心，的部分移到视野中心，再用高倍镜观察，是否有被染成橙黄色的脂肪颗粒再用高倍镜观察，是否有被染成橙黄色的脂肪颗粒2、取材：用水、取材：用水浸泡浸泡过的过的花生种子花生种子、蚕豆种子、菜豆种子；、蚕豆种子、菜豆种子；50%的乙醇、显微镜、吸水纸、载玻片、盖玻片等的乙醇、显微镜、吸水纸、载玻片、盖玻片等3、步骤：、步骤：切片：切片：将子叶颜色切成将子叶颜色切成12mm厚的薄片厚的薄片染色染色：吸水纸吸去表面的水：吸水纸吸去表面的水
12、滴加滴加苏丹苏丹染液染液吸水纸吸去多吸水纸吸去多余的染液余的染液滴加滴加12滴滴50%乙醇溶液，洗去多余的染料乙醇溶液，洗去多余的染料制片制片：吸水纸吸去乙醇溶液，制成临时装片：吸水纸吸去乙醇溶液，制成临时装片动物细胞动物细胞中的脂肪中的脂肪思考回答问题：思考回答问题：1、能观察到位于、能观察到位于两个细胞间两个细胞间的脂肪滴，如何解释这种现象？的脂肪滴，如何解释这种现象？2、当把显微镜的低倍镜换成高倍镜后，视野为什么会变暗？、当把显微镜的低倍镜换成高倍镜后，视野为什么会变暗？切片时发生了细胞破裂的情况，油脂流到细胞之间了切片时发生了细胞破裂的情况，油脂流到细胞之间了高倍镜下，视野变小了，所观
13、察区域变小，通过显微镜进入高倍镜下，视野变小了，所观察区域变小，通过显微镜进入眼睛的光线就少，因此视野变暗眼睛的光线就少，因此视野变暗。如何让视野变亮？如何让视野变亮？换用凹面镜或增大光圈换用凹面镜或增大光圈1、核酸的元素组成:由 C、H、O、N、P 组成2、核酸的种类:三、三、核酸DNA：脱氧核糖核酸RNA：核糖核酸3、核酸的基本单位:核苷酸磷酸核苷五碳糖含氮碱基核苷酸的模式图每个核苷酸由三个小分子通过共价键连接形成。DNA的基本单位（单体）:脱氧核糖核苷酸RNA的基本单位（单体）:核糖核苷酸A:腺嘌呤T:胸腺嘧啶G:鸟嘌呤 C:胞嘧啶U:尿嘧啶A:腺嘌呤G:鸟嘌呤 C:胞嘧啶遗传信息的携带
14、者:核酸脱氧核糖核苷酸的种类（简图）腺嘌呤脱氧核糖核苷酸A鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸G胞嘧啶脱氧核糖核苷酸C胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸T核糖核苷酸的种类（简图）腺嘌呤核糖核苷酸A鸟嘌呤核糖核苷酸G胞嘧啶核糖核苷酸C尿嘧啶核糖核苷酸U遗传信息的携带者:核酸4、核酸的生理功能、核酸的生理功能DNA：储藏遗传信息储藏遗传信息，控制细胞的所有活动，决定着细胞，控制细胞的所有活动，决定着细胞 和整个生物体的遗传特性。和整个生物体的遗传特性。RNA：合成：合成蛋白质蛋白质所必需的，由所必需的，由DNA转录而来。转录而来。总结：总结：1）组成）组成DNA和和RNA的核苷酸共有的核苷酸共有 种？种？组成组成DNA的核苷
15、酸有的核苷酸有 种？种？2）组成）组成DNA和和RNA的含氮碱基共有的含氮碱基共有 种？种？845四、蛋白质四、蛋白质-生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者1 1、蛋白质功能多样性的表现、蛋白质功能多样性的表现结构结构蛋白蛋白-构成细胞和生物体，如：肌肉、头发、蛛丝等主构成细胞和生物体，如：肌肉、头发、蛛丝等主要成分是角蛋白要成分是角蛋白血红蛋白运输运输功能功能-如血红蛋白、载体蛋白等如血红蛋白、载体蛋白等载体蛋白载体蛋白催化催化功能功能-如唾液淀粉酶等，大多数细胞内的反应离不开酶如唾液淀粉酶等，大多数细胞内的反应离不开酶 的催化，绝大多数酶本质是的催化，绝大多数酶本质是蛋白质蛋白质调节调
16、节功能功能-如胰岛素、生长激素等调节机体正常生命活动如胰岛素、生长激素等调节机体正常生命活动免疫免疫功能功能-如抗体参与病原体的如抗体参与病原体的 清除清除甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸2、元素组成：、元素组成：主要由主要由 C C、H H、O O、N N 组成，有的还有组成，有的还有S S、FeFe等元素等元素3、基本单位：、基本单位：氨基酸氨基酸天冬酰氨天冬酰氨半胱氨酸半胱氨酸比较图中比较图中4种氨基酸的结构，找出共同点，种氨基酸的结构，找出共同点，并尝试写出氨基酸的通式并尝试写出氨基酸的通式氨基酸的结构氨基酸的结构1）绝大多数绝大多数氨基酸的通式氨基酸的通式RCHCOOHNH22 2）氨基
17、酸的结构特点：）氨基酸的结构特点：(1)(1)每个氨基酸分子至少都含有每个氨基酸分子至少都含有 ，并且都有一个氨基和一个羧基连在并且都有一个氨基和一个羧基连在 上上 一个氨基和一个羧基一个氨基和一个羧基同一个碳原子同一个碳原子(2)(2)氨基酸的种类由氨基酸的种类由 决定，多出的氨基和羧基在决定，多出的氨基和羧基在 中中 R基团基团R基团基团约约20种氨基酸种氨基酸 R R基团也可以是基团也可以是较长的链较长的链如精氨酸，或是如精氨酸，或是环状环状结结构，构，R R基团中也可能基团中也可能含有含有氨基氨基（NHNH2 2）如精氨酸或）如精氨酸或羧羧基基（COOHCOOH）如天冬氨酸，有时）如天
18、冬氨酸，有时还含有硫原子还含有硫原子，如半，如半胱氨酸。胱氨酸。精氨酸天冬氨酸半胱氨酸CCOOHH2NHCH3CCOOHH2NH CH2COOHCCOOHH2NHCH2SH判断哪个不是构成蛋白质的氨基酸？判断哪个不是构成蛋白质的氨基酸？CCH2H2NHHCOOHABCDCCHCOOHR1CHNH2COOHR2H2NCOHNHOH4 4、氨基酸的结合方式、氨基酸的结合方式CHR1H2NOHCOH2OCHCOOHR2HNH 4 4、氨基酸的结合方式、氨基酸的结合方式脱水缩合脱水缩合二肽二肽思考思考1 1）脱下的水中的）脱下的水中的氢和氧氢和氧分别来自哪里？分别来自哪里？O O：来自羧基：来自羧基
19、H H：来自羧基和氨基：来自羧基和氨基思考思考2 2）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写，形成）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写，形成的化合物叫什么名称？的化合物叫什么名称？脱水缩合脱水缩合三肽+2H2O多肽：多肽：由由3 3个或个或3 3个以上个以上氨基酸分子缩合而成的化合物。氨基酸分子缩合而成的化合物。肽链：肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。肽键肽键肽键肽键氨基酸脱水缩合形成蛋白质氨基酸脱水缩合形成蛋白质氨基酸二肽三肽多肽一条多肽链折叠形成蛋白质几条多肽链折叠形成蛋白质脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合折叠盘曲成折叠盘曲
20、成空间结构空间结构注：蛋白质可注：蛋白质可能含有能含有一条或一条或多条多条肽链肽链（1）构成每种多肽的氨基酸的种类不同（2）每个多肽中氨基酸的数目不同（3）氨基酸的排列顺序不同5 5、蛋白质结构多样性的原因、蛋白质结构多样性的原因（4）蛋白质的空间结构（三维立体结构）千差万别功能多样性功能多样性例题：例题：（1）该化合物名称是）该化合物名称是 ，由，由 个氨基酸构成？有个氨基酸构成？有 个个肽键？肽键？（2）形成该化合物的化学反应称）形成该化合物的化学反应称？（3）形成该化合物的过程中，生成）形成该化合物的过程中，生成 个水？相对分子质量共个水？相对分子质量共减少了减少了？45五肽五肽脱水缩合
21、脱水缩合472由由个氨基酸脱水缩合形成：个氨基酸脱水缩合形成：二肽二肽1由由个氨基酸脱水缩合形成：个氨基酸脱水缩合形成：由由个氨基酸脱水缩合形成：个氨基酸脱水缩合形成：四肽四肽由由n个氨基酸脱水缩合形成：个氨基酸脱水缩合形成：多肽多肽6 6、蛋白质相关计算（非环状）、蛋白质相关计算（非环状）形成的形成的肽键数肽键数名称名称n-1形成水分形成水分子数子数1n-1肽键数肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数氨基酸数-1三肽三肽2233一条链时：一条链时：二条链时：二条链时：如：如：8个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，则肽键有条肽链，则肽键有 个个6肽键数肽键数=脱去水分子数脱去
22、水分子数=氨基酸数氨基酸数-2总结：总结：1）肽键数）肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数假设组成蛋白质的假设组成蛋白质的2020种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为128128，假设一个多肽化合物，由假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条肽链，那么该个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽的分子量约为多肽的分子量约为_。假设一个多肽化合物，由假设一个多肽化合物，由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m条肽链，那条肽链，那么该多肽的分子量约为么该多肽的分子量约为_。128n-18（n-m）=10 x128-（10-1）x18=1118假设一个多肽化合物，由假设
23、一个多肽化合物，由100100个氨基酸构成两条肽链，个氨基酸构成两条肽链，两条肽链之间由两条肽链之间由3 3个二硫键连接，那么该多肽的分子量约个二硫键连接，那么该多肽的分子量约_ 。128100-18（100-2）-32=110302 2）如何计算蛋白质的分子量？如何计算蛋白质的分子量？条件：氨基酸的平均分子量为条件：氨基酸的平均分子量为a a，一个由，一个由m m个氨基酸组成个氨基酸组成的的n n条肽链，肽链之间共有条肽链，肽链之间共有b b个二硫键个二硫键am-18(m-n)-2b结论结论2 2：蛋白质分子量的计算方法：蛋白质分子量的计算方法3）氨基、羧基数目计算）氨基、羧基数目计算例例1
24、.1.由由123123个氨基酸构成的一条肽链中，至少含个氨基酸构成的一条肽链中，至少含有有 个氨基，个氨基，个羧基，个羧基，_个肽键。个肽键。11122 例例2.2.由由123123个氨基酸构成的三条肽链中，至少含个氨基酸构成的三条肽链中，至少含有有 个氨基，个氨基，个羧基，个羧基，_个肽键。个肽键。33120总结：一条肽链中，至少含有总结：一条肽链中，至少含有1个氨基和个氨基和1个羧基；个羧基；两条肽链中，至少含有两条肽链中，至少含有2个氨基和个氨基和2个羧基；个羧基；n条肽链中，至少含有条肽链中，至少含有 个氨基和个氨基和 个羧基。个羧基。n n例例3.3.有有100100个氨基酸，其中氨
25、基有个氨基酸，其中氨基有120120个，羧基有个，羧基有125125个，个，则合成的三条肽链中，含有则合成的三条肽链中，含有 肽键，肽键，个氨基，个氨基，个个羧基。羧基。9723284）O、N原子数目计算原子数目计算例例4.4.某蛋白质由某蛋白质由100100个氨基酸，个氨基酸，3 3条肽链组成，则该蛋白条肽链组成，则该蛋白质至少含有质至少含有 个个O O原子，原子，个个N N原子。原子。103100总结：至少含有的总结：至少含有的O O原子原子=肽键数肽键数+2+2肽链数肽链数 至少含有的至少含有的N N原子原子=肽键数肽键数+1+1肽链数肽链数例例5 5：某蛋白质由：某蛋白质由m m条肽链
26、、条肽链、n n个氨基酸组成。该蛋白质至少个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子和氮原子的个数分别是（有氧原子和氮原子的个数分别是（）A An nm m，m m B Bn n2m2m，m m C Cn nm m，n n D Dn n2m2m，n nC蛋白质的空间结构并不稳定，随着各种蛋白质的空间结构并不稳定，随着各种条件的变化，空间结构也会发生改变，条件的变化，空间结构也会发生改变，蛋白质就会失去生物学活性。蛋白质就会失去生物学活性。如温度的变化，一般当温度超过如温度的变化，一般当温度超过40405050时，大部分的蛋白质的生物活性会时，大部分的蛋白质的生物活性会完全丧失。完全丧失。其他的物理、化学因素：紫外线，其他的物理、化学因素：紫外线，X X光，光，强酸碱，重金属等等。强酸碱，重金属等等。7、蛋白质的、蛋白质的变性变性
