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第2节
生物大分子以碳链为骨架
第一课时 糖类和脂质
第2节
1.概述糖类的种类和作用
2.举例说出脂质的种类和作用
国家卫生纪检委发布《中国居民膳食指南》，该指南是中国居民健康饮食的“宪法”，指导广大人民群众吃什么，怎么吃。
有机化合物（有机物）
糖类、脂质
蛋白质、核酸
无机化合物（无机物）
水、无机盐
组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础
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
碳原子的结构和碳骨架决定了有机物的多样性。
碳是所有生命系统中的核心元素
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？
为尽快补充能量，应该选择以下哪类食品呢？
巧克力
水
黄瓜
说一说，生活中都有哪些糖
糖类是细胞的主要能源物质
葡萄糖
观察思考:
C5H10O5
C5H10O4
C6H12O6
C12H22O11
2.糖类为什么又称“碳水化合物”？
1.从组成元素分析，糖类分子有什么共同特点？
均有C、H、O三种元素组成。
多数糖类分子中氢原子和氧原子之比是2:1，类似水分子，所以糖类又被称为“碳水化合物”。
六碳糖
(C6H12O6)
五碳糖
单糖
不能被水解的糖，可直接被细胞吸收。
功能
分布
种类
1.单糖
葡萄糖
提供能量
动物细胞中
半乳糖
植物细胞中
果糖
组成DNA的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
组成RNA的成分
细胞中都有
核糖(C5H10O5)
细胞生命活动所需要的主要的能源物质
种类 分布 功能
二糖(C12H22O11)
麦芽糖
蔗糖
乳糖
发芽的小麦、谷粒中含量丰富
甘蔗、甜菜中含量丰富
人和动物乳汁中含量丰富
提供能量
由两分子的单糖脱水缩合而成，必须水解为单糖才能被细胞吸收。
2.二糖
HO
OH
葡萄糖
HO
OH
葡萄糖
水解
HO
O
OH
麦芽糖
H2O
HO
OH
葡萄糖
HO
OH
葡萄糖
脱水缩合
HO
O
OH
麦芽糖
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
半乳糖
葡萄糖
果 糖
麦芽糖
蔗糖
乳糖
水解
水解
水解
缩合
缩合
缩合
2.蔗糖是二糖，必须经消化分解成两分子单糖后才能进入人体细胞。蔗糖可以以口服的方法补充人体能量。
1.葡萄糖是生命活动所需的能源物质，是生命的燃料，它在细胞内氧化分解，放出大量的能量（1g葡萄糖释放的能量大约为16kJ）,临床上给病人输入葡萄糖液，可为病人提供能量。
人在患急性肠胃炎时浑身乏力，往往采取静脉输液治疗。
1.输液中含有葡萄糖，你知道为什么吗？
2.输液中能用蔗糖来代替葡萄糖吗？试列举一个能或不能的理由。
讨论
　　生物体中的糖类绝大多数以多糖的形式存在。
3.多糖：由多个单糖脱水缩合而成的糖类。
种类 分布 功能
多糖(C6H10O5)n
淀粉
纤维素
肝糖原
肌糖原
植物(粮食作物的种子、变态茎或根等储藏器官中)
植物细胞
动物的肝脏中（调节血糖）
动物的肌肉组织中
植物细胞壁的主要成分
人和动物细胞内的储能物质
植物细胞内的储能物质
几丁质
参与甲壳类动物和昆虫的外骨骼的组成
糖原
纤维素
细胞壁
棉
麻
思考：
糖尿病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取。为什么？
单糖
二糖
多糖
4.单糖、二糖和多糖的转化关系:
单糖
二糖
多糖
水解
释放能量
氧化分解
H2O+CO2+能量
水解
水解
缩合
缩合
缩合
肥胖与哪种有机物有关？？
脂质是一类不溶于水的有机物，具有多种生物学功能
种 类：油脂、磷脂、和固醇等
元素组成：
主要是C、H、O，有些含有N和P。脂质中O的含量远远少于糖类。
通常不溶于水，而溶于有机溶剂，如丙酮、乙醚、四氯化碳等
脂 质
在常温下，植物油脂通常呈液态，成为油；动物油脂通常呈固态，称为脂。
甘油
脂肪酸
油 脂
1.熊入冬之前要吃大量的食物。熊冬眠时靠体内的什么物质提供能量，维持基本的生命活动？
油脂是生物体内良好的贮能物质
问题思考
2.糖类和油脂都只含C、H、O，那相同质量的油脂和糖类所含的能量相同吗 ？
油脂中C、H的含量比糖类要高的多，在被氧化分解时需要消耗的氧气多，产生的能量多。需氧多，放能多。
1g油脂所含的能量是1g糖类的2倍以上
含 量 成 分 C H O
物 质 油脂 75% 12% 13%
糖 44% 6% 50%
脂肪的作用
①保温作用
②缓存和减压的作用
1g糖元氧化分解释放出约17kJ的能量，而1g脂肪可以放出约39kJ的能量。1g脂肪在体内贮存时所占的体积相当于同等重量的糖原所占体积的1/5。
——脂肪是很“经济”的储备能源。
③储备能源作用
构成细胞各种膜的重要成分。
元素组成：C、H、O、N、P
磷 脂
胆固醇：C27H46O
雄性激素(睾酮): C19H28O2
维生素D2：C28H44O
包括胆固醇、性激素和维生素D
构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输
能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
胆固醇：
性激素：
维生素D：
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成
固 醇
天啦！我天天吃素，怎么还这么肥呢？
你傻呀，吃得多运动少，不肥才怪！
糖是能转变成脂肪的。
葡萄糖
淀粉
糖原
糖类
油脂
细胞中最重要的能源物质：
物体生命活动主要的能源物质;
物细胞中的储能物质：
物细胞中的储能物质:
物体内良好的储能物质;
细胞中能源物质总结
第二课时
蛋白质是生命活动的主要承载者
第2节
1.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者
2.归纳总结氨基酸的结构通式与特点
富含蛋白质的食品
说一说：
牛奶
鸡肉
豆浆
牛肉
资料：专家建议每天吃1—2个鸡蛋
蛋白质与糖类和脂质不同，通常不是生物体内的能源物质，也不能贮存，而每天都要消耗一定的蛋白质，因此，有专家建议每天吃1—2个鸡蛋，有益健康 。
一旦摄入的蛋白质不足，就会出现易患病、面黄肌瘦 、发育不好等症状，若自身的蛋白质消耗超过20%，人的生命就会终止。
你知道这是什么原因吗？
构成肌细胞的主要成分之一
——结构蛋白
蛋白质的功能
生长激素促进骨骼生长、调节生长发育等生命活动
——蛋白质的调节作用
血红蛋白运输氧气
——运输作用
抗体帮助抵御病菌等抗原
——免疫作用
(2) 催化作用：
(3) 运输作用：
(5) 调节作用：
(4)载体作用：
(1)构成细胞和生物体结构的重要物质。
蛋白质的功能
(6)免疫作用：
绝大多数酶
血红蛋白
载体蛋白
胰岛素、生长激素
抗体
安徽省阜阳市劣质奶粉案
营养不良的非洲儿童
食物中的蛋白质是怎样被人体吸收的？
蛋白质在人体内经过消化，分解为各种氨基酸，才可以被吸收、利用。
甘氨酸
天冬氨酸
天冬酰氨
观察给出的3种氨基酸的结构式，回答下列问题：
问题：
1、氨基酸有哪些化学元素组成？
2、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？能否写出氨基酸的通式？
蛋白质的基本单位--氨基酸
⑴元素组成：
主要C、H、O、N（有些还有P、S等）
C
H
H2N
COOH
R
氨基酸判断依据：
每种氨基酸分子至少都有一个氨基、一个羧基、一个氢基连接在同一个碳原子上。
氨基：－NH2 ；
氨基酸的结构
⑵结构通式：
羧基：－COOH
R基决定了氨基酸的种类
C
C
O
O
H
H
2
N
H
C
H
3
C
C
O
O
H
H
2
N
H
C
H
2
C
O
O
H
C
C
O
O
H
H
2
N
H
CH2—SH
判断哪个不是构成蛋白质的氨基酸？
A
B
D
C
C
C
C
O
O
H
H
2
N
CH2 H
C
H
2
C
O
O
H
阅读12页小资料,谈谈氨基酸可以分为几类？
人体的必需氨基酸
21种氨基酸
非需须氨基酸：
必需氨基酸：
共8种，人体不能自身合成的氨基酸必须从外界环境中直接获取
缬氨酸、 异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
甲硫氨酸、色氨酸、 苏氨酸、 赖氨酸
（婴儿9种，组氨酸）
如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸等
共13种，人体可自身合成的氨基酸
H2O
肽键
（二肽）
OH
N
H
R1
—C—
C—
O
H2
+
H
—N
H
R2
OH
—C—
CO
H
脱水缩合：氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。
连接两个氨基酸的那个化学键。
H2O
＋
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸的脱水缩合
2H2O
+
H
C
R1
—C
NH2
—C—
O
N—
H
C—
H
R2
—C—
—N
H
R2
OH
CO
H
O
（三肽）
OH
N
H
R1
—C—
C—
O
H2
+
—N
H
R2
OH
—C—
H
H
OH
N
H
R3
—C—
C—
O
H
+
C—
O
—
H
1)、2个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
1
1
2)、3个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
3)、N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水_____个，形成肽键______个，形成的化合物叫_____。
4)、N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个。
5)、N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链，脱水________个，形成肽键_______个。
2
2
多肽
N - 1
二肽
三肽
N - 1
N - 2
N - 2
X
N - X
X- 1
N - X- 1
N - M
N - M
肽键数=氨基酸数－肽链数
=脱去水分子个数
观察讨论
—SH
—SH
+
—S—S—
+
—2H
二硫键
两条肽链
氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
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
折叠盘曲成空间结构
① 构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同
② 每个蛋白质分子中氨基酸的数目不同
③ 氨基酸的排列顺序变化多端
（1）不同的多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同
想一想
假定20种氨基酸任意组成一个含100个氨基酸分子的蛋白质，将有多少种蛋白质？
蛋白质结构的多样性
（2）蛋白质的空间结构千差万别
蛋白质结构多样性
蛋白质功能多样性
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，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40～50℃时，大部分的蛋白质的生物活性会完全丧失。
其他的物理、化学因素：紫外线，X光，强酸碱，重金属等等。
蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
一
一
m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
m
m
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
1.氨基数和羧基数的计算
蛋白质结构的有关计算
蛋白质（多肽）中N原子数
=肽链数+肽键数+R基中的N原子数=各氨基酸脱水前的N原子总数
蛋白质（多肽）中O原子数
=R基中的O原子数+2×肽链数+肽键数=各氨基酸脱水前的O原子总数- 肽键数
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
2.蛋白质中的N、O原子的计算
蛋白质相对分子质量
＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
3.蛋白质相对分子量的计算
蛋白质
氨基酸
多肽
组成元素
种类
结构通式
功能
C，H，O，N等
20种
R
C
H
H2N
COOH
COOH
生命活动的主要承担者
脱水缩合
盘区折叠
结构多样性
功能多样性
结构物质
运输
催化
调节
免疫
等......
第三课时 核酸及检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质
第2节
1.简述DNA和RNA的区别和联系
2.能阐明核苷酸的排列顺序与遗传信息的关系
3.通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，能阐明实验原理及实验方法
问题探讨
DNA指纹法在案件侦破中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。
讨论
1.为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？
2.你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？
核酸的种类及其分布
脱氧核糖核酸（DNA）
核糖核酸（RNA）
核酸的种类
核酸的分布
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，在线粒体和叶绿体中也有分布；RNA主要分布在细胞质中。
核酸是由核苷酸连接而成的长链
五碳糖
磷酸
含N碱基
1. 核酸的基本单位：
核苷酸
一、核酸的结构
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
OH
H
H
碱基
磷酸
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
2. 两种核苷酸的分子结构示意图
由此推测核酸的元素组成？
C、H、O、N、P
3.核苷酸的结构及种类
4. 两种核苷酸化学组成上的异同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
组成成分
五碳糖
含氮
碱基
脱氧核糖
核糖
磷酸
腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤（G）、胞嘧啶 （C）
胸腺嘧啶（T）
脲嘧啶（U）
DNA和RNA又是怎样形成的呢？
脱氧核苷酸 连接成DNA长链。
脱水缩合
P
脱氧核糖
A
P
脱氧核糖
磷酸酯键
脱一个H2O
C
核苷酸连成长链的过程演示
DNA平面结构
A
T
T
T
G
G
C
A
C
A
A
T
G
C
DNA空间结构图
核糖核苷酸 连接成RNA长链（单链）
脱水缩合
脱一个H2O
磷酸酯键
A
G
C
U
核糖
核糖
核糖
核糖
RNA分子片段
RNA空间结构
DNA是由脱氧核苷酸连接成的长链，RNA则是由核糖核苷酸连接而成的长链。一般情况下DNA为双链，RNA为单链。
核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；部分病毒的遗传信息储存在RNA中。
核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
二、核酸的功能
两种核酸的比较
脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）
元素组成 基本组成单位
组成 磷酸 五碳糖
含氮碱基
分布
以其为遗传物质的生物类群
结构
功能
C、H、O、N、P
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
都有磷酸
脱氧核糖
核糖
都有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中
主要存在于细胞质中
细胞生物和DNA病毒
RNA病毒
两条脱氧核苷酸链构成双螺旋结构
一条核糖核苷酸链
主要的遗传物质，控制蛋白质的合成
将遗传信息从DNA传递给蛋白质
脂肪 + 苏丹Ⅲ染液（苏丹Ⅳ） 橘黄色（红色）
蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色
还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀
水浴加热
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应，如：
淀粉 + 碘液 蓝色
检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质
实验步骤：
（1）向试管内注入2mL待测组织样液。
（2）向试管内注入1mL斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀后再注入）。
（3）将试管放入盛有50—65℃温水的大烧杯是加热约2min。
（4）观察试管中出现的颜色变化。
还原糖检测实验的实验结果
（一）检测组织中的还原糖
注意事项：
（1）最理想的实验材料是：梨、葡萄、苹果等颜色较浅的生物组织
（3）斐林试剂的甲液和乙液要等量混合均匀，现配现用
（2）蔗糖不属于还原糖，因此甜菜、甘蔗不能作为实验材料
（4）实验需要水浴加热，才能出现颜色反应
（5）颜色变化：浅蓝色→棕色→砖红色
（二）检测生物组织中的脂肪
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：取材：花生种子（浸泡），将子叶切成薄片
制片
①切片
②染色（苏丹Ⅲ染液）
③去浮色
④制成临时装片
先低倍镜，再高倍镜观察
观察
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明有脂肪存在。
脂肪检测实验的实验结果
（1）用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3-4h，浸泡时间短了，不容易切片；浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形。
（2）尽可能切出薄片，否则显微镜下看到的细胞重叠，不易观察。
（3）染色时间不宜过长；染色后必须要用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
注意：
（三）检测生物组织中的蛋白质
选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液
呈色反应
组织样
液2 mL
双缩脲试剂A液1mL
双缩脲试剂B液4滴
摇匀后变成紫色
结论：
组织样液中存在蛋白质。
还原糖
脂肪
蛋白质
实验结果现象
斐林试剂与双缩脲试剂对比
斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法
反应条件
结果
试剂组成
相同点 甲液:0.1g/mLNaOH
乙液:0.05g/mLCuSO4
A液:0.1g/mLNaOH
B液:0.01g/mLCuSO4
甲液和乙液混合均匀后方可使用，且现配现用
使用时先加A液再加B液
需水浴加热
不需加热
产生砖红色沉淀
产生紫色反应
都含有NaOH溶液、CuSO4溶液两种成分，且所用NaOH溶液质量浓度都是0.1g/mL

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