普通化学生物大分子基础
生物大分子基本骨架高中生物教案
生物大分子基本骨架高中生物教案教学内容：生物大分子基本骨架教学目标：1. 了解生物大分子的基本结构和功能；2. 掌握生物大分子的分类和特点；3. 理解生物大分子在生物体内的重要作用。
教学重点：1. 生物大分子的基本结构；2. 生物大分子的主要分类；3. 生物大分子在生物体内的作用。
教学难点：1. 生物大分子的分类和特点；2. 生物大分子在生物体内的作用。
教学过程：一、导入（5分钟）教师引导学生思考：生物体内有哪些重要的大分子？它们有什么样的结构和功能？二、讲解生物大分子基本结构（15分钟）1. 生物大分子主要有蛋白质、核酸、多糖和脂质四类；2. 蛋白质的基本结构是由氨基酸组成的多肽链；3. 核酸的基本结构是由核苷酸组成的聚合物；4. 多糖是由单糖单元组成的聚合物；5. 脂质是由脂肪酸和甘油组成的化合物。
三、讲解生物大分子的分类和特点（15分钟）1. 蛋白质可分为结构蛋白和功能蛋白；2. 核酸可分为DNA和RNA；3. 多糖可分为淀粉、糖原和纤维素；4. 脂质可分为脂肪、磷脂和皂素。
四、讲解生物大分子在生物体内的作用（15分钟）1. 蛋白质是生物体内重要的结构和功能分子；2. 核酸负责遗传信息的传递和表达；3. 多糖是能量和结构材料；4. 脂质是重要的能量储存和细胞膜的主要成分。
五、总结与提问（5分钟）教师对本节课的内容进行总结，并提出相关问题供学生思考。
六、作业布置（5分钟）布置相关作业，例如整理生物大分子的分类和特点，或描述生物大分子在生物体内的作用。
教学反思：本节课的重点在于让学生理解生物大分子的基本结构、分类和作用，通过讲解和讨论的方式，提高学生对生物大分子的认识和理解。
在教学过程中，应注意启发学生思考和激发学生的兴趣，培养其科学探究的能力和思维方式。
生物大分子的基本结构和性质
羟赖氨酸羟基中的氧原子相连称为O-连接糖链。
蛋白聚糖：主要存在于人或者动物的皮肤、软骨、角
5
3
3 -5 磷酸二酯键
5
3
基本结构——双螺旋结构（基本要点）： A：大沟，小沟 B：碱基配对：A=T，G C
C：反向平行：暗示DNA复制和转录的分子机制 高级结构： 单核苷酸形成的二级结构：发夹结构 反向重复序列（回文序列）
蛋白质：是氨基酸以肽键连接而成的聚合体
一级结构 氨基酸的a-羧基与下一个氨基酸a-氨基缩 合形成肽键，从N-端到C-端的氨基酸顺序即为多肽的 一级结构。 二级结构 C—N键具有部分双键性质，使得C=O与
生物大分子的自我组装
折叠盘绕
二级结构
多肽链、核酸链
折叠盘绕
三级结构/超二 级结构
分子内组合 生物类分子 四级结构（血红蛋白）
功能类似的分子的组装——cAMP-CAP与DNA序
列识别并结合 同类生物分子的组装——微管与微丝 异类生物分子组装——蛋白质与核酸（核糖体）
原纤维
烟草花叶病毒粒子（TMV）的自我装配
N=H四原子形成刚性的肽键单元平面，肽键单元间以
氢键相连，多肽链在空间折叠形成二级结构，常见的 有a-螺旋和β-折叠。
三级结构 二级结构进一步折叠形成多肽的三级
结构。亲水基团位于蛋白质外侧，疏水基团埋在
内侧，氢键、盐键、范德华力和疏水力维持结构 的稳定。分子伴侣帮助蛋白质正确折叠。 四级结构 由多条多肽链（亚基）构成的寡聚蛋 白，稳定三级结构的力量可将亚基维系在一起构
具有半缩醛羟基和一个以上的醇羟基，单糖间
可通过不同苷键连接。
糖蛋白中的糖肽连接类型：
在糖蛋白中仅有一种糖残基与天冬酰胺相连，即N-
基础生物化学复习资料
基础生物化学复习资料基础生物化学复习资料生物化学是生物学和化学的交叉学科，研究生物体内的化学成分、化学反应和化学过程。
在生物学的学习中，生物化学是一个重要的组成部分，它帮助我们理解生命的基本原理和机制。
在这篇文章中，我们将回顾一些基础的生物化学知识，帮助大家复习和巩固这些重要的概念。
1. 生物大分子生物体内存在着许多重要的大分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂类。
蛋白质是生物体内功能最为多样的大分子，它们参与了几乎所有的生物过程，包括酶催化、信号传导和结构支持。
核酸是遗传信息的携带者，包括DNA和RNA，它们在细胞中担任着重要的角色。
多糖是由许多单糖分子组成的聚合物，它们在细胞中起到能量储存和结构支持的作用。
脂类是由脂肪酸和甘油分子组成的，它们在细胞中起到能量储存和细胞膜组成的作用。
2. 生物化学反应生物体内存在着许多重要的生物化学反应，包括氧化还原反应、酶催化反应和代谢反应。
氧化还原反应是生物体内能量转化的基础，它涉及电子的转移和能量的释放。
酶催化反应是生物体内反应速率加快的重要手段，酶是生物体内的催化剂，能够降低反应的活化能。
代谢反应是生物体内物质转化的过程，包括合成代谢和分解代谢，它们共同维持了生物体内的稳态。
3. 生物体内的能量转化生物体内的能量转化是维持生命活动的重要过程。
生物体通过食物摄取获得能量，其中最重要的是葡萄糖。
葡萄糖在细胞内经过糖酵解和细胞呼吸产生能量。
糖酵解是在缺氧条件下进行的，产生少量的ATP和乳酸。
细胞呼吸是在氧气存在的条件下进行的，产生大量的ATP和二氧化碳。
能量转化的最终产物是ATP，它是细胞内的能量货币，提供细胞内各种生物过程所需的能量。
4. 生物体内的信号传导生物体内的信号传导是维持生命活动的重要过程。
细胞通过受体蛋白质感受外界的信号，通过信号转导通路将信号传递到细胞内部。
信号转导通路包括多种信号分子、信号受体、信号传导分子和效应分子。
信号转导通路可以调节细胞的生长、分化、凋亡等生物过程，它在细胞内起到了重要的调控作用。
生物中物质基础知识点总结
生物中物质基础知识点总结生物化学基础知识点：1. 生物大分子：生物体内存在着多种大分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂类。
它们是生物体内的主要结构和功能分子，对生物体的生命活动具有重要的作用。
2. 氨基酸和蛋白质：氨基酸是构成蛋白质的基本单元，生物体中存在着20种常见的氨基酸。
蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，它们承担着构成细胞和参与代谢的重要功能。
3. 核酸和遗传信息：核酸包括DNA和RNA，它们是存储和传递遗传信息的基本分子。
DNA负责存储遗传信息，而RNA在基因表达和蛋白质合成中起着重要作用。
4. 碳水化合物：碳水化合物是生物体内的主要能量来源，包括单糖、双糖和多糖。
它们参与能量代谢、细胞结构和信号传导等生命活动。
细胞结构基础知识点：1. 细胞膜和细胞壁：细胞膜是细胞内外的分隔膜，它控制物质的进出。
植物细胞还有细胞壁，它为细胞提供支持和保护。
2. 细胞器：细胞包含有各种细胞器，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等，它们各自承担着不同的功能，保证细胞正常的代谢活动和功能。
3. 细胞核：细胞核包含着细胞的遗传信息，是细胞内的遗传中心，控制着细胞的生长、分裂和代谢。
代谢途径基础知识点：1. 呼吸作用：呼吸作用是生物体利用氧气氧化有机物质来产生能量的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸两种形式。
2. 光合作用：光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物质的过程，是生物界内最重要的化学反应之一。
3. 新陈代谢：新陈代谢包括有机物质的合成代谢和分解代谢，是细胞生命活动的基础，并驱动着细胞的生长和繁殖。
遗传物质基础知识点：1. DNA 结构和功能：DNA是由碱基对、磷酸和脱氧核糖组成的双螺旋结构，能够存储和传递遗传信息，并在细胞分裂和蛋白质合成中起着关键作用。
2. 遗传密码：遗传密码是DNA和RNA上的密码子与氨基酸的对应关系，决定了蛋白质的氨基酸序列，是遗传信息从DNA到蛋白质的转换规则。
3. 遗传变异：遗传变异是生物种群遗传物质的多样性和复杂性的基础，是生物进化和适应环境的重要驱动力。
生物大分子的基本骨架生物大分子是什么
生物大分子的基本骨架生物大分子是什么生物大分子是生物体的重要组成成份，不但有生物功能，而且分子量较大，其结构也比较复杂。
生物大分子基本骨架是碳链。
生物大分子的基本骨架是碳链。
组成细胞的基本元素有：C、H、O、N，其中C是组成细胞的最基本元素，因为碳链是生物大分子的基本骨架。
生物大分子的基本骨架生物大分子是生物体的重要组成成份，不但有生物功能，而且分子量较大，其结构也比较复杂。
生物大分子基本骨架是碳链。
生物大分子的基本骨架是碳链。
组成细胞的基本元素有：C、H、O、N，其中C是组成细胞的最基本元素，因为碳链是生物大分子的基本骨架。
多糖,蛋白质,核酸等都是生物大分子,都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。
例如,组成多糖的单体是单糖。
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。
生物大分子是什么生物大分子(biomacromolecule)与低相对分子量的生物有机化合物相比，高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群。
它们是由低相对分子量的有机化合物经过聚合而成的多分子体系。
生物大分子大多数是由简单的组成结构聚合而成的，蛋白质的组成单位是氨基酸，核酸的组成单位是核苷酸……像氨基酸、脂肪酸等都叫做生物单分子，是与生命有着密切关系的物质，它们是构成大分子的基本物质。
从化学结构而言，蛋白质是由α-L-氨基酸脱水缩合而成的，核酸是由嘌呤和嘧啶碱基，与糖D-核糖或2-脱氧-D-核糖、磷酸脱水缩合而成，多糖是由单糖脱水缩合而成。
由此可知，由低相对分子量的生物有机化合物变为高相对分子量的生物有机化合物的化学反应都是脱水缩合反应。
指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。
高相对分子量的生物有机化合物(生物大分子)主要是指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖。
这个定义只是概念性的，与生物大分子对立的是小分子物质(二氧化碳、甲烷等)和无机物质。
生物大分子(教学使用)
脂质的种类和功能
脂肪是细 胞代谢所需 能量的储存 形式和运输 形式。
脂肪分子示意图
细胞膜结构模式图
类脂中的 磷脂是构成 生物膜的重 要物质，所 有细胞都含 有磷脂。
磷脂分子示意图
脂质的种类和功能
固醇类物质， 如维生素D、 性激素和胆固 醇等，在细胞 的营养、调节 和代谢中具有 重要功能。
固醇类分子示意图
蛋白质必需经过消化成氨 基酸才能被人体吸收和利用。 氨基酸是组成蛋白质的 基本单位。
蛋白质可以 被人体直接吸 收利用吗？
3.基本单位：氨基酸
• 组成蛋白质的氨基酸约有20种;
•
有8种氨基酸是人体细胞不能合成的， 必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸 叫做必需氨基酸。
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
4、蛋白质的颜色特性
蛋白质
双缩脲 双缩脲
紫色
A液：0.1g/ml NaOH溶液 B液：0.01g/ml CuSO4溶液
用法：
先用双缩脲A液，2ml. 摇匀。 再加入双缩脲B液，3~4滴，摇匀。
下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗?
(1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。 血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白 质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起 来，不易溶解于水。 (2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。 绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失 去蛋白酶的功能。 (3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。 加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会 松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化 和吸收。
核 酸
核糖核酸（RNA）:
一切生物的遗传物质
生物大分子有哪些
生物大分子有哪些
生物大分子是指生命体中具有大分子结构和功能的分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂类等。
下面分别介绍这些生物大分子。
一、蛋白质
蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子。
它们是生命体中
最基本的结构和功能单位。
蛋白质在生物体内担任着多种功能，如催化反应、充当酶、激素、抗体、组成细胞膜或细胞骨架的主要元素等。
人体中常见的蛋白质有血红蛋白、胰岛素、胰蛋白酶等。
二、核酸
核酸也是生物大分子，由核苷酸组成。
核酸是遗传物质
的主要组成部分，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两种。
DNA是存储生物遗传信息的分子，位于细胞核内，是生物个体遗传信息的载体。
RNA在细胞内起着传递和执行遗传信息
的功能，包括mRNA、tRNA、rRNA等。
三、多糖
多糖是由许多糖分子组成的生物大分子。
它们具有不同
的结构和功能。
多糖有很多种类，如淀粉、糖原、纤维素、壳聚糖等。
多糖在生物体中的功能包括提供能量、构成细胞壁、保持细胞结构等。
四、脂类
脂类是具有高度结构化的生物大分子，它们不溶于水，
包括脂肪酸、甘油三酯、磷脂等。
脂类在生命体中担任着重要的生理功能，如能量储存、细胞膜组成、荷尔蒙合成等。
总结
生物大分子是组成生命体的基础单位，由蛋白质、核酸、多糖和脂类等多种不同的大分子构成。
它们在生物体中担任着重要的功能，包括存储和执行遗传信息、提供能量、构成细胞结构等。
生物大分子的研究对于人类认识生命的本质和生物学、医学等相关领域有着重要的意义。
生物大分子
第三节 真核生物基因组
一、特点 • 绝大多数为二倍体 • 结构复杂，基因组大，基因数目多 • 单顺反子 • 重复序列 • 结构基因内有内含子 • 基因家族 • 转座子(transponson)
二、结构
• 结构基因是不连续的，有内含子(intron) 和外显子(exon)
• 调控元件(cis-acting element)
• 拓扑异构酶
• 单链DNA结合蛋白
– DNA连接酶 连接冈崎片段
• 复制过程
– 起始
拓扑异构酶辅助，SSB结合维持单 链
• 引物合成，引物酶的作用 • 聚合酶III催化链延伸的开始
– 链的延长
• 前导链和随从链（后续链），冈崎片段 • 连接酶的作用
第四章 基因的复制
DNA
DNA
RNA
RNA
蛋白质
DNA 复制：DNA 复制的忠实性，突变和修 复，DNA 多态性。
转录：表达调控的关键位点，转录因子、 信号转导，mRNA 的转录后加工。
逆转录和 RNA 复制：仅见于某些 RNA 病 毒。
蛋白质翻译：蛋白质翻译后加工，蛋白质 的修饰和细胞内的转运，蛋白质结构和功 能的关系，蛋白质异常和疾病。
• 基因作图 (gene mapping)
– 遗传图(genetic map) 应用基因多态性指标， 将遗传标志和特定的性状用遗传距离来表示。 遗传标志包括RFLP、微卫星DNA多态性、 和SNPs。
– 物理图 (physical map) 以已知基因组序列为 坐标，实际物理距离（Mb or kb）表示基因 之间的距离，建立重叠的图谱
串联重复有: (satellite DNA)
• 大卫星DNA 着丝粒附近的DNA序列，不同染色体的重复 序列有差异，一般大于几十个bp
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一段 DNA 双螺旋结构解旋，以其中一条单链为模板进行复制， 合成出信使RNA。信使RNA中的核苷酸序列决定着蛋白质中的氨 基酸序列。
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2基因工程 在两个DNA分子之间，或一个DNA分子的两个不同 部位之间，按人们的设计方案，通过链断裂和片段 的交换重新形成了一个新的、改变了基因的组合和 序列的DNA分子的过程称为DNA重组或基因重组。
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8.2.1 核酸的组成
嘧啶碱 有机碱
嘌呤碱 核苷 核酸
核糖
戊糖
水解
核苷酸
水解 磷酸
脱氧核糖
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DNA和RNA的组成单元
核酸 组成 酸 DNA H3PO4
HOH2C O OH
RNA H3PO4
HOH2C O OH
戊醛糖
NH2
OH
OH OH
D-2-脱氧核糖
蛋白质与多肽均是氨基酸的多聚物，通常将相对分子质量在 10 000以上的称为蛋白质，10 000以下的称为多肽。
但小分子蛋白质与大分子多肽之间不存在绝对严格的分界线。 现在还认为多肽一般没有严密并相对稳定的空间结构，即其空 间结构比较易变，具有可塑性；而蛋白质分子具有相对严密， 比较稳定的空间结构，这也是蛋白质发挥生物功能的基础，因 此一般将胰岛素（牛胰岛素相对分子质量为5733）划归为蛋白 质。
A
T
G
C
根据碱基互补规律，当一条链的碱基顺序已被确定，自然另一 条链的碱基也被确定。碱基配对规律在蛋白质的体内合成，生 物体的生长和生物的遗传等方面有十分重要的意义。它决定了 DNA在控制遗传信息方面的高度可靠性。
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基因就是有遗传效应的DNA片段。 基因表达就是从DNA到蛋白质的过程。 生物学中的“中心法则”：将 DNA 的遗传信息转录生成信使 RNA，进而翻译成蛋白质。由此可以看出， DNA控制着蛋白质 的合成。
为了表示其不同层次的结构，常将蛋白质结构分为一级结构、 二级结构、三级结构和四级结构。
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6
（1）蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构是指多肽链的主链骨架中若干肽段在空间 的伸展方式。 维系主链构象稳定的最主要因素是主链的羰基和亚氨基之 间所形成的氢键：
N
H
O
C
蛋白质的二级结构最重要的是α-螺旋和β-折叠，还H
H
* C
R NH2
☆这种实物和镜像不能重叠的分子称为手性分子或不对称分子， 两者称为一对对映体，其中一个为R-型，另一个为S-型。
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3
R,S标记法
a d b c b a d c
a>b>c>d a, b,c 顺时针排列，手性碳原子构型为R a, b, c逆时针排列，手性碳原子构型为S
O N N N H H2N HN N N N H N N NH2
D-核糖
O N N H H2N HN N N N H
嘌 呤 碱 含 氮 有 机 碱
N
腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G)
NH2 O HN N H O N H CH3 N O
腺嘌呤(A)
NH2 N O N H
鸟嘌呤(G)
O HN O N H
嘧 啶 碱
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α-螺旋结构
在α-螺旋结构中， 多肽链中各肽键平面 通过α-碳原子的旋 转，围绕中心轴形成 一种紧密螺旋盘曲构 象。绝大多数蛋白质 分子中所存在的α螺旋几乎都是右手 螺旋。
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8
α-螺旋其结构特点如下：
肽链呈螺旋上 升，每相隔3.6 个氨基酸残基 上升1圈，每 个氨基酸残基 绕轴旋转 100°，沿轴 向升高0.15nm， 故螺距约为 0.54nm；
8.1.1 氨基酸
氨基酸是蛋白质水解的最终产物。
由蛋白质水解得到的氨基酸有20种。
蛋白质水解得到的氨基酸都是属于α-氨基酸，可用 如下通式表示： 20种天然氨基酸
NH2 R
α
C
COOH
H
不同的氨基酸仅仅是R基团部分有所不同。
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氨基酸的手性
除甘氨酸外，其余19种氨基酸的α-碳原子都与4个不相同的基 团相连。这种结构的的化合物在空间有两种不同的排布：
2.核苷酸是核酸的基本结构单元
核苷酸是组成核酸的基本结构单位。核苷酸由戊糖、磷酸和 碱基组成。核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。 DNA的二级结构是由“碱基互补原则”控制的双螺旋结构。 RNA的二级结构一般由一条链组成。
基因工程（基因重组）是将不同的基因在体外人工 剪切组合，并和载体的DNA连接，然后转入另一种 微生物或细胞内，进行扩增，并使转入的基因在细 胞内表达，产生所需要的蛋白质。
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14
本章小结
1.氨基酸是组成蛋白质的基本单元
蛋白质是由20种α-氨基酸通过肽键组成的天然高分子化合物。
20种氨基酸中有8种是必需氨基酸（儿童为10种）。 蛋白质有一级结构和高级（二级、三级、四级）结构，决定生 理活性的是高级结构。其中最重要的二级结构为α-螺旋。
胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U)
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11
碱基互补规律
一条链上的嘌呤碱必须与另一条链上的嘧啶碱相配，腺嘌呤 （A）通过形成两条氢键与胸腺嘧啶（T）相配；鸟嘌呤（G） 经三条氢键与胞嘧啶（C）相配。
H H N 戊糖 N H O N N H N O H N N 戊糖 戊糖 CH3 H N N N H H O N O N H H N N N 戊糖 H H H
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4
8.1.2 多肽
肽是氨基酸分子间通过肽键相连的一类化合物。
肽键
O
H2NCHCOOH + H2NCHCOOH R R H2NCH R
C N
H
CHCOOH + H2O R
二肽 由二个氨基酸缩合而成的叫二肽，由三个氨基酸缩合而成的叫 三肽，由较多的氨基酸缩合而成的叫多肽。
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COOH H C R NH2
HOOC C R H2N H
这两种不同排布的化合物不能重叠，它们之间的关系就像 实物和镜像、左手和右手的关系：
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2
☆这种由于基团在空间的排列方式不同引起的异构称为构型 异构。
☆这种与4个不同基团相连的碳原子称为不对称碳原子， 通常用*C表示：
NH2 R