生物大分子教学使用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三节第三节 生物大分子生物大分子一一生物大分子碳链骨架生物大分子碳链骨架二二贮存遗传信息大分子贮存遗传信息大分子核酸核酸三三表达生命活动大分子表达生命活动大分子蛋白质蛋白质四四贮存能量大分子贮存能量大分子脂质脂质五五提供能量大分子提供能量大分子糖类糖类第1页常见生物大分子包含：蛋白质、核酸、脂质、糖类。一、生物大分子以碳链为骨架一、生物大分子以碳链为骨架生物大分子：生物大分子：指是作为生物体内主要活性成份各种分子量到达上万或更多有机分子。第2页（一）碳链骨架（一）碳链骨架 碳原子之间也可形成共价键，能够单键、双碳原子之间也可形成共价键，能够单键、双键或三键方式相结合，形成不一样长度直链状、键或三键方式相结合，形成不一样长度直链状、支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物碳支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物碳链骨架。链骨架。比如：蛋白质分子肽链是以氨基酸为基本单元碳比如：蛋白质分子肽链是以氨基酸为基本单元碳骨架组成（见下列图）。骨架组成（见下列图）。第3页碳链碳链第4页（二）、生物小分子和生物大分子关系（二）、生物小分子和生物大分子关系 小分子小分子 大分子大分子 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 （由小分子到大分子）单体多聚体多聚体第5页（三）、单体与多聚体关系（三）、单体与多聚体关系脱水缩合脱水缩合单体多聚体多聚体水解水解CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH第6页CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH第7页R1CHH2NCOHOR3COOHHNCH H 缩 合缩 合2H2O+OH_R2CHNCH H|O第8页二二贮存遗传信息大分子贮存遗传信息大分子核酸核酸1869年发觉，分为年发觉，分为DNA（脱氧核糖核酸）和（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），是遗传信息载体。（核糖核酸），是遗传信息载体。（一）核酸（一）核酸1.组成元素：组成元素：C、H、O、N、P 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（核糖核酸（RNA）3.3.分布：真核细胞分布：真核细胞分布：真核细胞分布：真核细胞DNADNA主要集中在细胞核内，线粒主要集中在细胞核内，线粒主要集中在细胞核内，线粒主要集中在细胞核内，线粒 体体体体和叶绿体内也含有少许和叶绿体内也含有少许和叶绿体内也含有少许和叶绿体内也含有少许DNADNA。RNA RNA主要分部细胞质中主要分部细胞质中主要分部细胞质中主要分部细胞质中2.分类：分类：第9页（二）核酸分子结构（二）核酸分子结构一个核苷酸分子一个核苷酸分子第10页第11页单体：核苷酸单体：核苷酸磷酸磷酸含氮碱基含氮碱基五碳糖五碳糖核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖（DNADNA含有糖）含有糖）含有糖）含有糖）（RNARNA含有糖）含有糖）含有糖）含有糖）DNADNA含有含有含有含有：T T、A A、GG、C CRNARNA含有含有含有含有：U U、A A、GG、C CA:腺嘌呤腺嘌呤T:胸腺嘧啶胸腺嘧啶G:鸟嘌呤鸟嘌呤C:胞嘧啶胞嘧啶U:尿嘧啶尿嘧啶共有共有5 5种碱基种碱基核苷酸命名：碱基名核苷酸命名：碱基名+脱氧核糖脱氧核糖(核糖核糖)+核苷酸核苷酸第12页人体细胞中有几个碱基、几个核苷酸？人体细胞中有几个碱基、几个核苷酸？5 5种碱基、种碱基、8 8种核苷酸种核苷酸噬菌体呢？细菌呢？噬菌体呢？细菌呢？前者：前者：4 4种碱基、种碱基、4 4种核苷酸种核苷酸后者：后者：5 5种碱基、种碱基、8 8种核苷酸种核苷酸总结：总结：现有现有DNADNA和和RNARNA生物有生物有5 5种碱基、种碱基、8 8种种核苷酸，而病毒只有核苷酸，而病毒只有4 4种碱基、种碱基、4 4种核苷酸，种核苷酸，噬菌体核酸只能是噬菌体核酸只能是DNADNA或者或者RNARNA其中一个。其中一个。第13页（二）核酸特征（二）核酸特征脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸核糖核酸（RNA）红色红色甲基绿甲基绿焦宁焦宁绿色绿色脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)二苯胺二苯胺蓝色蓝色第14页（三）核酸功效（三）核酸功效2.控制蛋白质合成控制蛋白质合成1.一切生物遗传物质一切生物遗传物质第15页小结小结核核酸酸组成元素：组成元素：C、H、O、N、P组成物质：组成物质：磷酸、五碳糖、含氮碱基磷酸、五碳糖、含氮碱基基本单位：基本单位：核苷酸核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸（4种）种）核糖核苷酸核糖核苷酸（4种）种）核酸核酸主要存在于细胞核主要存在于细胞核主要存在于细胞质主要存在于细胞质脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）:核糖核酸（核糖核酸（RNA）:功效功效控制蛋白质合成控制蛋白质合成一切生物遗传物质一切生物遗传物质 1种种2种种5种种（8种）种）第16页第17页表达生命活动大分子表达生命活动大分子 蛋白质蛋白质（3）肉蛋类食品）肉蛋类食品（1）大豆制品）大豆制品（2）奶类制品）奶类制品第18页三三表达生命活动大分子表达生命活动大分子 蛋白质蛋白质1.蛋白质主要由蛋白质主要由C、H、O、N4种化学元种化学元素组成，很多还含有素组成，很多还含有S、P等元素。等元素。2.含量：占细胞干重含量：占细胞干重50%，是细胞中含，是细胞中含量最多含氮化合物量最多含氮化合物第19页 蛋白质能够蛋白质能够被人体直接吸被人体直接吸收利用吗？收利用吗？蛋白质必需经过消化成蛋白质必需经过消化成氨氨基酸基酸才能被人体吸收和利用。才能被人体吸收和利用。氨基酸氨基酸是组成蛋白质是组成蛋白质基本单位。基本单位。第20页3.基本单位：氨基酸基本单位：氨基酸组成蛋白质氨基酸约有组成蛋白质氨基酸约有2020种种;有有8种氨基酸是人体细胞不能合成，种氨基酸是人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做叫做必需氨基酸。必需氨基酸。另外另外12种氨基酸是人体细胞能够合成，叫种氨基酸是人体细胞能够合成，叫做做非必需氨基酸。非必需氨基酸。我们应该注意及时补充必需氨基酸！我们应该注意及时补充必需氨基酸！苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸第21页CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHNH2COOHCH3CHNH2CHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸第22页试一试,能不能推导出氨基酸结构通式？RCHNH2COOH每种氨基酸最少有一个每种氨基酸最少有一个氨基氨基(-NH2)(-NH2)和一和一个个羧基羧基(-COOH)(-COOH)，而且氨基和羧基连在同，而且氨基和羧基连在同一个碳原子上。一个碳原子上。氨基酸之间区分在于氨基酸之间区分在于R R基基不一样。不一样。第23页第24页练一练：以下哪些是组成蛋白质氨基酸?CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH第25页判断以下分子是不是氨基酸？假如是话，判断以下分子是不是氨基酸？假如是话，判断以下分子是不是氨基酸？假如是话，判断以下分子是不是氨基酸？假如是话，R R R R基是什么？基是什么？基是什么？基是什么？C CCOOHCOOHCHCH3 3HOOCHOOCH HC CNHNH2 2CHCH3 3H H2 2N NH HC CH HHOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 2C CNHNH2 2HOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 2CHCHNHNH2 2HOOCHOOCCHCHNHNH2 2HOOCHOOC12345第26页第27页R1CHH2NCOHOR3COOHHNCH H 缩 合缩 合2H2O+OH_R2CHNCH H|O第28页以这类推，三个氨基酸分子缩合而成化合以这类推，三个氨基酸分子缩合而成化合物叫做物叫做三肽三肽；四个氨基酸分子缩合而成化；四个氨基酸分子缩合而成化合物叫做合物叫做四肽四肽。由三个或者三个以上。由三个或者三个以上氨基酸分子缩合而成含有多个肽键化合物氨基酸分子缩合而成含有多个肽键化合物通称为通称为多肽多肽。氨基酸氨基酸 （链状）二肽二肽多肽多肽蛋白质蛋白质第29页肽链肽链 二肽：由两个氨基酸分子组成。二肽：由两个氨基酸分子组成。多多 肽：由肽：由n n（n3 n3）个氨基酸分子）个氨基酸分子以肽键相连形成肽链。以肽键相连形成肽链。一条多肽链中形成肽键数比氨基一条多肽链中形成肽键数比氨基酸分子数少一个。酸分子数少一个。第30页一个蛋白质分子可由一条链或一个蛋白质分子可由一条链或多条链组成，这些肽链不是呈多条链组成，这些肽链不是呈直线，也不在一个平面上，而直线，也不在一个平面上，而是形成非常复杂空间结构是形成非常复杂空间结构含有一定空间结构多肽含有一定空间结构多肽 就是蛋白质就是蛋白质第31页（）、（）、蛋白质形成蛋白质形成：n n个个氨氨基基酸酸脱水缩合脱水缩合肽肽链链1或几条或几条折叠、盘曲折叠、盘曲蛋蛋白白质质第32页第33页亚铁血红素亚铁血红素第34页亚铁血红素亚铁血红素第35页人体血红蛋白酶人体血红蛋白酶K第36页（）、（）、蛋白质结构多样性蛋白质结构多样性：氨基酸种类不一样，肽链结构不一氨基酸种类不一样，肽链结构不一样样 氨基酸数目不一样，肽链结构不一氨基酸数目不一样，肽链结构不一样样 氨基酸排列次序不一样，肽链结构不一氨基酸排列次序不一样，肽链结构不一样样肽链空间结构不一样，蛋白质结构不一样肽链空间结构不一样，蛋白质结构不一样第37页安徽阜阳黑心奶粉（蛋白质缺乏）造成婴儿头大四肢小安徽阜阳黑心奶粉（蛋白质缺乏）造成婴儿头大四肢小照片照片第38页、蛋白质种类及主要功效、蛋白质种类及主要功效（1）结构蛋白：如肌球蛋白、肌动蛋白等）结构蛋白：如肌球蛋白、肌动蛋白等（2）催化）催化蛋白蛋白：如绝大多数酶：如绝大多数酶（3）运输）运输蛋白蛋白：如血红蛋白、细胞膜上载体：如血红蛋白、细胞膜上载体（4）调整蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生）调整蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生长激素等）长激素等）（5）免疫）免疫蛋白蛋白：如抗体、干扰素：如抗体、干扰素第39页4、蛋白质颜色特征、蛋白质颜色特征蛋白质蛋白质双缩脲双缩脲紫色紫色双缩脲双缩脲A液：液：B液：液：0.1g/ml NaOH溶液溶液0.01g/ml CuSO4溶液溶液 使用方使用方法：法：先用双缩脲先用双缩脲A液，液，2ml.摇匀。摇匀。再加入双缩脲再加入双缩脲B液，液，34滴，摇匀。滴，摇匀。第40页下面是日常生活中一些实例下面是日常生活中一些实例,你知道为何吗你知道为何吗?(3)含丰富蛋白质食物最好煮熟后再食用。含丰富蛋白质食物最好煮熟后再食用。(2)加酶洗衣粉不宜用开水溶解。加酶洗衣粉不宜用开水溶解。(1)沾有血渍、牛奶衣服不易用热水洗净。沾有血渍、牛奶衣服不易用热水洗净。血渍、牛奶主要成份是蛋白质，普通温度下，蛋白质血渍、牛奶主要成份是蛋白质，普通温度下，蛋白质能以胶体形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不能以胶体形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。易溶解于水。绝大多数酶为蛋白质成份，蛋白质在高温时会变性，失绝大多数酶为蛋白质成份，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶功效。去蛋白酶功效。加热以后，具备一定空间结构螺旋形蛋白质分子链会松加热以后，具备一定空间结构螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质变性，蛋白质在变性后愈加轻易消化和吸收。开，这是蛋白质变性，蛋白质在变性后愈加轻易消化和吸收。第41页第42页（二）生物催化剂（二）生物催化剂-酶酶1、酶概念及化学本质、酶概念及化学本质科技探索：科技探索：酶化学本质是酶化学本质是20世纪初酶学研究和世纪初酶学研究和争论中心问题。人们对酶化学本质认识经历了争论中心问题。人们对酶化学本质认识经历了快要一个世纪时间。快要一个世纪时间。第43页19，德国科学家维尔斯塔特提出，酶既不是蛋白质，也不是糖类，它是活性基因附着在无活性蛋白质上一个物质。1926年，萨姆纳 脲酶 脲酶是一个蛋白质。1930年，诺索普 胃蛋白酶、胰蛋白酶等各种酶结晶，并证实这些结晶都是蛋白质，这才推翻了维尔斯塔特观点。20世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发觉，少数RNA也含有生催化作用物。第44页 酶酶-是指是指活细胞活细胞产生一类含产生一类含有有生物催化作用生物催化作用有机物。绝大多数有机物。绝大多数酶酶化学本质化学本质是是蛋白质蛋白质，少数是，少数是RNA。2、酶功效及作用特点、酶功效及作用特点（1）酶功效）酶功效-催化生化反应（催化作用）催化生化反应（催化作用）（2）酶特点）酶特点-高效性、专一性和反应条件高效性、专一性和反应条件温和性温和性酶专一性：是指一个酶只能催化一个酶专一性：是指一个酶只能催化一个化合物或一类化合物化学反应。化合物或一类化合物化学反应。第45页比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率（高效性）第46页探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用-专一性蔗糖溶液蔗糖溶液淀粉酶溶液淀粉酶溶液60OC 5min淀粉溶液淀粉溶液淀粉酶溶液淀粉酶溶液沸腾沸腾 1min 1min斐林试剂斐林试剂斐林试剂斐林试剂砖红色砖红色沉淀沉淀第47页3、酶催化作用易受到外界原因影响、酶催化作用易受到外界原因影响 低温抑制酶活性，而不会使酶失低温抑制酶活性，而不会使酶失去活性；高温、过酸和过碱都会使酶去活性；高温、过酸和过碱都会使酶空间结构遭破坏而失去活性空间结构遭破坏而失去活性第48页第49页四、四、贮存能量大分子贮存能量大分子 脂质脂质1 1、组成元素：主要是、组成元素：主要是C C、H H、O O，有含有，有含有N N、P P2 2、分类：、分类：脂肪脂肪、类脂类脂（磷脂）、（磷脂）、固醇类固醇类（胆固醇）（胆固醇）3 3、特征：不溶于水、特征：不溶于水第50页脂质种类和功效脂质种类和功效 脂肪脂肪是细是细胞代谢所需胞代谢所需能量储存形能量储存形式和运输形式和运输形式。式。脂肪分子示意图脂肪分子示意图第51页 类脂中类脂中磷磷脂脂是组成生是组成生物膜主要物物膜主要物质，全部细质，全部细胞都含有磷胞都含有磷脂。脂。磷脂分子示意图磷脂分子示意图细胞膜结构模式图细胞膜结构模式图第52页脂质种类和功效脂质种类和功效 固醇类物质，固醇类物质，如如维生素维生素D、性激素性激素和和胆固胆固醇醇等，在细胞等，在细胞营养、调整和营养、调整和代谢中含有主代谢中含有主要功效。要功效。固醇类分子示意图固醇类分子示意图第53页试验：脂肪判定徒手切片徒手切片制作装片制作装片材料染色材料染色漂洗浮色漂洗浮色显微镜观察显微镜观察 试验原理：脂肪易被试验原理：脂肪易被苏丹苏丹染成染成橘黄色橘黄色。1 1、材料用具（见教材、材料用具（见教材P P1919）2 2、方法步骤、方法步骤（使用体积分数为使用体积分数为50%50%酒精）酒精）3 3、试验结论：、试验结论：脂肪可被脂肪可被苏丹苏丹染成染成橘黄色橘黄色。第54页脂质种类及主要生理功效种类种类举例举例功效储存部位储存部位脂肪脂肪储能，维储能，维持体温持体温,润润滑、缓冲滑、缓冲植物种子、果实细胞和动物脂肪细胞当中类脂类脂磷脂磷脂膜成份脑和卵中，大豆种子脑和卵中，大豆种子固醇固醇胆固醇胆固醇性激素性激素维生素维生素D在细胞营养、调整和代谢中有主要作用第55页第56页五、五、提供能量大分子提供能量大分子糖类糖类1 1、糖类是由糖类是由C C、H H、O O 3 3种元素组种元素组成。成。2 2、糖类可分为、糖类可分为单糖、二糖、单糖、二糖、和和多糖多糖等。等。第57页单糖单糖不能被水解糖不能被水解糖不能被水解糖不能被水解糖名称分子式分布主要功效葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖C6H12O6动、植物细胞细胞生命活动所需要主要能源物质果糖果糖果糖果糖植物细胞半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖动物细胞核糖核糖核糖核糖C5H10O5动、植物细胞组成核酸成份脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖C5H10O4第58页二糖二糖由两个分子单糖脱水缩合而成，能水解由两个分子单糖脱水缩合而成，能水解成两个单糖分子。成两个单糖分子。麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖+葡萄糖葡萄糖（存在于植物细胞）蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖（存在于植物细胞）乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖（存在于动物细胞）第59页多糖多糖能水解成多个单糖分子糖能水解成多个单糖分子糖淀粉、纤维素、糖原（分子式(C6H10O5)n）淀粉：存在于植物细胞，植物细胞中储能物质纤维素：存在于植物细胞，植物细胞壁基本组成物质糖原：存在于动物细胞，动物细胞中得储能物质第60页3.3.多糖：由许多葡萄糖分子连接而成。多糖：由许多葡萄糖分子连接而成。组成它们基组成它们基本单位都是本单位都是葡萄糖。葡萄糖。第61页糖类水解糖类水解淀淀 粉粉 n n葡萄糖葡萄糖糖糖 元元 n n葡萄糖葡萄糖纤维素纤维素 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖水解水解水解水解水解水解水解水解第62页项目类型单糖二糖多糖概念举例分布功效C12H22O11水解后能水解后能够生成许够生成许多个单糖多个单糖分子糖分子糖水解后能水解后能够生成二够生成二分子单糖分子单糖五碳糖五碳糖六碳糖六碳糖C C6 6H H1212O O6 6核糖核糖C C5 5H H1010O O5 5脱氧核糖脱氧核糖C C5 5H H1010O O4 4葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖动植物细胞动植物细胞动植物细胞动植物细胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞组成核酸组成核酸组成生物体主要成份组成生物体主要成份,生命活动主要能源物质生命活动主要能源物质蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖乳糖乳糖植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞水解为单糖，水解为单糖，作为能源物质作为能源物质纤维素纤维素淀粉淀粉糖原糖原植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞细胞壁主要组成成份细胞壁主要组成成份植物细胞主要储能物质植物细胞主要储能物质动物细胞主要储能物质动物细胞主要储能物质（C6H10O5)n不能水解不能水解糖糖第63页糖尿病人饮食受到严格限制，受限制不但是甜味食品，米饭和馒头等主食都需要定量摄取，为何？米饭馒头主要成份是淀粉，水解后可得米饭馒头主要成份是淀粉，水解后可得到葡萄糖到葡萄糖第64页糖功效糖功效1.1.糖类是生物维持生命活动主要能糖类是生物维持生命活动主要能量起源。量起源。2.2.糖类是生物体主要结构物质糖类是生物体主要结构物质 纤维素是植物细胞壁主要成份；核糖和脱氧核糖是组成核酸成份。3.3.糖类和蛋白质等物质结合成复杂糖类和蛋白质等物质结合成复杂化合物，参加细胞识别，细胞间化合物，参加细胞识别，细胞间物质运输和免疫功效调整物质运输和免疫功效调整第65页糖类判定糖类判定 试验中惯用斐林试剂来检测试验中惯用斐林试剂来检测还原性糖。还原性糖。单糖、麦芽糖、乳糖等是还原性糖，单糖、麦芽糖、乳糖等是还原性糖，可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。淀粉、蔗糖是非还原性糖，与斐淀粉、蔗糖是非还原性糖，与斐林试剂反应林试剂反应没有没有砖红色沉淀。砖红色沉淀。第66页斐林试剂斐林试剂:成份：成份：A液：液：0.1g/ml NaOHB液：液：0.05g/ml CuSO4使用使用方法：方法：等量、混合后一起使用等量、混合后一起使用 需水浴加热需水浴加热第67页操作次序项目项目1号试管号试管2号试管号试管3号试管号试管1质量分数为1%淀粉溶液3ml3ml2质量分数为1%蔗糖溶液3ml3清水清水1ml1ml4唾液唾液1ml537 温水保温温水保温5min5min5min6斐林试剂斐林试剂2ml2ml2ml7水浴加热水浴加热2min2min2min8颜色反应颜色反应无砖红无砖红色沉淀色沉淀 无砖红无砖红色沉淀色沉淀 有砖红有砖红色沉淀色沉淀 判定还原糖判定还原糖第68页第69页