生物大分子(教學使用)

1、一一生物大分子的碳鏈骨架生物大分子的碳鏈骨架二二貯存遺傳信息的大分子貯存遺傳信息的大分子核酸核酸三三體現生命活動的大分子體現生命活動的大分子蛋白質蛋白質四四貯存能量的大分子貯存能量的大分子脂質脂質五五提供能量的大分子提供能量的大分子糖類糖類常見的生物大分子包括： 蛋白質、核酸、脂質、糖類。 一、生物大分子以碳鏈為骨架一、生物大分子以碳鏈為骨架生物大分子：生物大分子： 指的是作為生物體內主要活性成分的各種分子量達到上萬或更多的有機分子。 （一）碳鏈骨架（一）碳鏈骨架 碳原子之間也可形成共價鍵，可以單鍵、碳原子之間也可形成共價鍵，可以單鍵、雙鍵或三鍵的方式相結合，形成不同長度的直鏈雙鍵或三鍵的方式

2、相結合，形成不同長度的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀結構，這些結構稱為有機化合狀、支鏈狀或環(huán)狀結構，這些結構稱為有機化合物的碳鏈骨架。物的碳鏈骨架。例如：蛋白質分子的肽鏈是以氨基酸為基本單元例如：蛋白質分子的肽鏈是以氨基酸為基本單元的碳骨架構成的（見下圖）。的碳骨架構成的（見下圖）。碳鏈碳鏈（二）、生物小分子和生物大分子的關系（二）、生物小分子和生物大分子的關系 小分子小分子 大分子大分子 單糖 多糖 氨基酸 蛋白質 核苷酸 核酸 （由小分子到大分子）單體多聚體多聚體（三）、單體與多聚體的關系（三）、單體與多聚體的關系脫水縮合脫水縮合單體多聚體多聚體水解水解CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2C

3、OHNHOHCHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNHR1CHH2NCOHOR3COOHHNCH H 縮 合縮 合2H2O+ OH_R2CHNCH H |O二二貯存遺傳信息的大分子貯存遺傳信息的大分子核酸核酸一個核苷酸分子一個核苷酸分子磷酸磷酸含氮堿基含氮堿基五碳糖五碳糖核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖A:腺嘌呤腺嘌呤T:胸腺嘧啶胸腺嘧啶G:鳥嘌呤鳥嘌呤C:胞嘧啶胞嘧啶U:尿嘧啶尿嘧啶共有共有5 5種堿基種堿基核苷酸命名：堿基名核苷酸命名：堿基名+脫氧核糖脫氧核糖(核糖核糖)+核苷酸核苷酸人體細胞中有幾種堿基、幾種核苷酸？人體細胞中有幾種堿基、幾種核苷酸？5 5種堿基、種堿基、8 8種核苷酸種

4、核苷酸噬菌體呢？細菌呢？噬菌體呢？細菌呢？前者：前者：4 4種堿基、種堿基、4 4種核苷酸種核苷酸后者：后者：5 5種堿基、種堿基、8 8種核苷酸種核苷酸總結：總結：既有既有DNADNA和和RNARNA的生物有的生物有5 5種堿基、種堿基、8 8種核苷酸，而病毒只有種核苷酸，而病毒只有4 4種堿基、種堿基、4 4種核苷酸，種核苷酸，噬菌體的核酸只能是噬菌體的核酸只能是DNADNA或者或者RNARNA的其中一種。的其中一種。（二）核酸的特性（二）核酸的特性脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸核糖核酸（RNA）紅色紅色甲基綠甲基綠焦寧焦寧綠色綠色脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)二苯胺二苯胺

5、藍色藍色（三）核酸的功能（三）核酸的功能2.控制蛋白質的合成控制蛋白質的合成1.一切生物的遺傳物質一切生物的遺傳物質小結小結核核酸酸組成元素：組成元素：C、H、O、N、P組成物質組成物質： 磷酸、五碳糖、含氮堿基磷酸、五碳糖、含氮堿基基本單位：基本單位： 核苷酸核苷酸脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸（4種）種）核糖核苷酸核糖核苷酸（4種）種）核酸核酸主要存在于細胞核主要存在于細胞核主要存在于細胞質主要存在于細胞質脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA）:核糖核酸（核糖核酸（RNA）:功能功能控制蛋白質的合成控制蛋白質的合成一切生物的遺傳物質一切生物的遺傳物質 1種種2種種5種種（8種）種）體現生命活動

6、的大分子體現生命活動的大分子 蛋白質蛋白質（3）肉蛋類食品）肉蛋類食品（1）大豆制品）大豆制品（2）奶類制品）奶類制品三三體現生命活動的大分子體現生命活動的大分子 蛋白質蛋白質1.蛋白質主要由蛋白質主要由C、H、O、N4種化學元種化學元素組成，很多還含有素組成，很多還含有S、P等元素。等元素。2.含量：占細胞干重的含量：占細胞干重的50%，是細胞中，是細胞中含量最多的含氮化合物含量最多的含氮化合物 蛋白質可以蛋白質可以被人體直接吸被人體直接吸收利用嗎？收利用嗎？ 蛋白質必需經過消化成蛋白質必需經過消化成氨氨基酸基酸才能被人體吸收和利用。才能被人體吸收和利用。 氨基酸氨基酸是組成蛋白質的是組成蛋

7、白質的基本單位。基本單位。3.基本單位：氨基酸基本單位：氨基酸 有有8種氨基酸是人體細胞不能合成的，種氨基酸是人體細胞不能合成的，必須從外界環(huán)境中直接獲取，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中直接獲取，這些氨基酸叫做叫做必需氨基酸。必需氨基酸。另外另外12種氨基酸是人體細胞能夠合成的，種氨基酸是人體細胞能夠合成的，叫做叫做非必需氨基酸。非必需氨基酸。我們應該注意及時補充必需氨基酸！我們應該注意及時補充必需氨基酸！ 苯丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3

8、CH3纈氨酸纈氨酸CHNH2COOHCH3CHNH2CHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸RCHNH2COOHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH12345R1CHH2NCOHOR3COOHHNCH H 縮 合縮 合2H2O+ OH_R2CHNCH H |O以此類推，三個氨基酸分子縮合而成的化以此類推，三個氨基酸分子縮合而成的化合物叫做合物叫做三肽三肽；四個氨基酸分子縮合而成；四個氨基酸分子縮合而成的化合物叫做的化合物叫做四肽四肽。由三個或者三個。由三個或者三個以上的氨基酸分子縮合而成的含有多個肽以上的氨

9、基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物通稱為鍵的化合物通稱為多肽多肽。氨基酸氨基酸 （鏈狀）二肽二肽多肽多肽蛋白質蛋白質肽鏈肽鏈 二肽：由兩個氨基酸分子組成。二肽：由兩個氨基酸分子組成。 多多 肽：由肽：由n n（ n3n3）個氨基酸分子）個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。以肽鍵相連形成的肽鏈。 一條多肽鏈中形成的肽鍵數比氨一條多肽鏈中形成的肽鍵數比氨基酸分子數少一個。基酸分子數少一個。 一個蛋白質分子可由一條鏈或一個蛋白質分子可由一條鏈或多條鏈構成，這些肽鏈不是呈多條鏈構成，這些肽鏈不是呈直線，也不在一個平面上，而直線，也不在一個平面上，而是形成非常復雜的空間結構是形成非常復雜的空間結構具有

10、一定空間結構的多肽具有一定空間結構的多肽 就是蛋白質就是蛋白質（）、（）、蛋白質的形成蛋白質的形成： n n個個氨氨基基酸酸脫水縮合脫水縮合肽肽鏈鏈1或幾條或幾條折疊、盤曲折疊、盤曲蛋蛋白白質質亞鐵血紅素亞鐵血紅素亞鐵血紅素亞鐵血紅素人體血紅蛋白酶人體血紅蛋白酶K（）、（）、蛋白質結構的多樣性蛋白質結構的多樣性： 氨基酸種類不同，肽鏈的結構不同氨基酸種類不同，肽鏈的結構不同 氨基酸數目不同，肽鏈的結構不同氨基酸數目不同，肽鏈的結構不同 氨基酸排列順序不同，肽鏈的結構不同氨基酸排列順序不同，肽鏈的結構不同肽鏈的空間結構不同，蛋白質的結構不同肽鏈的空間結構不同，蛋白質的結構不同、蛋白質的種類及主要

11、功能、蛋白質的種類及主要功能（1）結構蛋白：如肌球蛋白、肌動蛋白等）結構蛋白：如肌球蛋白、肌動蛋白等（2）催化）催化蛋白蛋白：如絕大多數酶：如絕大多數酶（3）運輸）運輸蛋白蛋白：如血紅蛋白、細胞膜上的載體：如血紅蛋白、細胞膜上的載體（4）調節(jié)蛋白：如蛋白質類激素（胰島素和生）調節(jié)蛋白：如蛋白質類激素（胰島素和生長激素等）長激素等）（5）免疫）免疫蛋白蛋白：如抗體、干擾素：如抗體、干擾素4、蛋白質的顏色特性、蛋白質的顏色特性蛋白質蛋白質雙縮脲雙縮脲紫色紫色雙縮脲雙縮脲A液：液：B液：液：0.1g/ml NaOH溶液溶液0.01g/ml CuSO4溶液溶液 用法：用法：先用雙縮脲先用雙縮脲A液，液

12、，2ml. 搖勻。搖勻。再加入雙縮脲再加入雙縮脲B液，液，34滴，搖勻。滴，搖勻。下面是日常生活中的一些實例下面是日常生活中的一些實例,你知道為什么嗎你知道為什么嗎?(3)含豐富蛋白質的食物最好煮熟后再食用。含豐富蛋白質的食物最好煮熟后再食用。(2)加酶的洗衣粉不宜用開水溶解。加酶的洗衣粉不宜用開水溶解。(1)沾有血漬、牛奶的衣服不易用熱水洗凈。沾有血漬、牛奶的衣服不易用熱水洗凈。 血漬、牛奶的主要成分是蛋白質，一般溫度下，蛋白血漬、牛奶的主要成分是蛋白質，一般溫度下，蛋白質能以膠體的形態(tài)溶解于水中，一旦受熱，它就會凝固起質能以膠體的形態(tài)溶解于水中，一旦受熱，它就會凝固起來，不易溶解于水。來，

13、不易溶解于水。 絕大多數酶為蛋白質成分，蛋白質在高溫時會變性，失絕大多數酶為蛋白質成分，蛋白質在高溫時會變性，失去蛋白酶的功能。去蛋白酶的功能。 加熱以后，具備一定空間結構的螺旋形蛋白質分子鏈會加熱以后，具備一定空間結構的螺旋形蛋白質分子鏈會松開，這是蛋白質的變性，蛋白質在變性后更加容易消化松開，這是蛋白質的變性，蛋白質在變性后更加容易消化和吸收。和吸收。（二）生物催化劑（二）生物催化劑-酶酶1、酶的概念及化學本質、酶的概念及化學本質科技探索：科技探索：酶的化學本質是酶的化學本質是20世紀初酶學研究世紀初酶學研究和爭論的中心問題。人們對酶的化學本質的認和爭論的中心問題。人們對酶的化學本質的認識

14、經歷了將近一個世紀的時間。識經歷了將近一個世紀的時間。 1920年，德國科學家維爾斯塔特提出，酶既不是年，德國科學家維爾斯塔特提出，酶既不是蛋白質，也不是糖類，它是活性基因附著在無活蛋白質，也不是糖類，它是活性基因附著在無活性的蛋白質上的一種物質。性的蛋白質上的一種物質。 1926年，薩姆納年，薩姆納 脲酶脲酶 脲酶是一種蛋白質。脲酶是一種蛋白質。 1930年，諾索普年，諾索普 胃蛋白酶、胰蛋白酶等多種酶胃蛋白酶、胰蛋白酶等多種酶的結晶，并證明這些結晶都是蛋白質，這才推翻的結晶，并證明這些結晶都是蛋白質，這才推翻了維爾斯塔特的觀點。了維爾斯塔特的觀點。20世紀世紀80年代以來，美國科學家切赫和

15、奧特曼發(fā)年代以來，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現，少數的現，少數的RNA也具有生催化作用物。也具有生催化作用物。 酶酶-是指是指活細胞活細胞產生的一產生的一類具有類具有生物催化作用生物催化作用的有機物。絕的有機物。絕大多數酶的大多數酶的化學本質化學本質是是蛋白質蛋白質，少，少數是數是RNA。2、酶的功能及作用特點、酶的功能及作用特點（1）酶的功能）酶的功能-催化生化反應（催化作用）催化生化反應（催化作用）（2）酶的特點）酶的特點-高效性、專一性和反應高效性、專一性和反應條件溫和性條件溫和性酶的專一性：是指一種酶只能催化一酶的專一性：是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。種化合物或一類

16、化合物的化學反應。比較過氧化氫酶和Fe3+催化效率（高效性） 60OC 5min3、酶的催化作用易受到外界因素、酶的催化作用易受到外界因素的影響的影響 低溫抑制酶的活性，而不會使酶低溫抑制酶的活性，而不會使酶失去活性；高溫、過酸和過堿都會使失去活性；高溫、過酸和過堿都會使酶空間結構遭破壞而失去活性酶空間結構遭破壞而失去活性四、四、貯存能量的大分子貯存能量的大分子 脂質脂質 1 1、組成元素：主要是、組成元素：主要是C C、H H、O O，有的含，有的含有有N N、P P 2 2、分類：、分類：脂肪脂肪、類脂類脂（磷脂）、（磷脂）、固醇類固醇類（膽固醇）（膽固醇） 3 3、特性：不溶于水、特性：

17、不溶于水脂質的種類和功能脂質的種類和功能 脂肪脂肪是細是細胞代謝所需胞代謝所需能量的儲存能量的儲存形式和運輸形式和運輸形式。形式。脂肪分子示意圖脂肪分子示意圖 類脂中的類脂中的磷脂磷脂是構成是構成生物膜的重生物膜的重要物質，所要物質，所有細胞都含有細胞都含有磷脂。有磷脂。磷脂分子示意圖磷脂分子示意圖細胞膜結構模式圖細胞膜結構模式圖脂質的種類和功能脂質的種類和功能 固醇類物質，固醇類物質，如如維生素維生素D、性激素性激素和和膽固膽固醇醇等，在細胞等，在細胞的營養(yǎng)、調節(jié)的營養(yǎng)、調節(jié)和代謝中具有和代謝中具有重要功能。重要功能。固醇類分子示意圖固醇類分子示意圖實驗：脂肪的鑒定徒手切片徒手切片制作裝片制

18、作裝片材料染色材料染色漂洗浮色漂洗浮色顯微鏡觀察顯微鏡觀察 實驗原理：脂肪易被實驗原理：脂肪易被蘇丹蘇丹染成染成橘黃色橘黃色。 1 1、材料用具（見教材、材料用具（見教材P P1919）2 2、方法步驟、方法步驟（使用體積分數為使用體積分數為50%50%的酒精）的酒精）3 3、實驗結論：、實驗結論：脂肪可被脂肪可被蘇丹蘇丹染成染成橘黃色橘黃色。 脂質的種類及主要生理功能種類種類舉例舉例功能功能儲存部位儲存部位脂肪脂肪儲能，維儲能，維持體溫持體溫,潤潤滑、緩沖滑、緩沖植物種子、果實細胞植物種子、果實細胞和動物的脂肪細胞當和動物的脂肪細胞當中中類脂類脂磷脂磷脂膜的成分膜的成分腦和卵中，大豆種子腦和

19、卵中，大豆種子固醇固醇膽固醇膽固醇性激素性激素維生素維生素D在細胞的在細胞的營養(yǎng)、調營養(yǎng)、調節(jié)和代謝節(jié)和代謝中有重要中有重要作用作用五、提供能量的大分子五、提供能量的大分子糖類糖類 1 1、糖類是由糖類是由C C、H H、O O 3 3種元素組種元素組成的。成的。 2 2、糖類可分為、糖類可分為單糖、二糖、單糖、二糖、和和多糖多糖等。等。單糖單糖名稱分子式分布主要功能C6H12O6動、植物細胞細胞生命活動所需細胞生命活動所需要的主要能源物質要的主要能源物質植物細胞動物細胞C5H10O5動、植物細胞組成核酸的成分組成核酸的成分C5H10O4二糖二糖 由兩個分子單糖脫水縮合而成，能水解由兩個分子單

20、糖脫水縮合而成，能水解成兩個單糖分子。成兩個單糖分子。 麥芽糖麥芽糖葡萄糖葡萄糖+ +葡萄糖葡萄糖（存在于植物細胞） 蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+ +果糖果糖（存在于植物細胞） 乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+ +半乳糖半乳糖（存在于動物細胞）多糖多糖 能水解成多個單糖分子的糖能水解成多個單糖分子的糖 淀粉、纖維素、糖原（分子式(C6H10O5)n） 淀粉：存在于植物細胞，植物細胞中的儲能物質 纖維素：存在于植物細胞，植物細胞壁的基本組成物質 糖原：存在于動物細胞，動物細胞中得儲能物質3. 3.多糖：由許多的葡萄糖分子連接而成。多糖：由許多的葡萄糖分子連接而成。構成它們的構成它們的基本單位都基本單位都是是葡萄

21、糖。葡萄糖。糖類的水解糖類的水解淀淀 粉粉 n n葡萄糖葡萄糖糖糖 元元 n n葡萄糖葡萄糖纖維素纖維素 纖維二糖纖維二糖 葡萄糖葡萄糖水解水解水解水解水解水解水解水解項目類型單糖二糖多糖概念舉例分布功能C12H22O11水解后能水解后能夠生成許夠生成許多個單糖多個單糖分子的糖分子的糖水解后能水解后能夠生成二夠生成二分子單糖分子單糖五碳五碳糖糖六碳糖六碳糖C C6 6H H1212O O6 6核糖核糖C C5 5H H1010O O5 5脫氧核糖脫氧核糖C C5 5H H1010O O4 4葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖動植物細胞動植物細胞動植物細胞動植物細胞植物細胞植物細胞動物細胞動物細胞組成核酸組成核酸構成生物體的重要成分構成生物體的重要成分,生命活動的重要能源物生命活動的重要能源物質質蔗糖蔗糖麥芽糖麥芽糖乳糖乳糖植物細胞植物細胞動物細胞動物細胞水解為單糖，水解為單糖，作為能源物質作為能源物質纖維素纖維素淀粉淀粉糖原糖原植物細胞植物細胞動物細胞動物細胞細胞壁主要的組成成分細胞壁主要的組成成分植物細胞主要的儲能物植物細胞主要的儲能物質質動物細胞主要的儲能物動物細胞主要的儲能物質質（C6H10O5)n不能水解不能水解的糖的糖 糖尿病人的飲食受到嚴格限制，受限制的不僅是甜味食品，米飯和饅頭等主食都需要定量攝取，為什