大学生物化学教案

大学生物化学教案课程名称：生物化学任课教师：廖祥儒、蔡宇杰上课班级：生物技术1xx202授课时数：56学时第一章绪论（1学时）第一节课：一、生物化学的涵义及内容1.化学的概念（共性和个性）化学学科的共性都是研究：1)化学组成物质的本质包括：物质的组成、结构和性质；物质的转化即物质转化的条件和方法根据研究的方法和角度不同可划分成各种不同的化学：如：无机化学、有机化学、物理化学我们由此可以引出生物化学的概念2）结构与功能：生物分子的结构、功能结构与功能的内在关系 3）物质和能量的转化：生物体内大分子、小分子之间的相互转化以及伴随的能量变化4）一切生命现象的新陈代谢包括：生长、分化、运动、思维等；和自我复制如：繁殖、遗传等3.生物化学的内容1）生物体的化学组成四类基本生物大分子2）新陈代谢的研究3）遗传的分子基础和代谢的调节控制(a)以膜结构和膜功能为基础的细胞结构效应;(b)以代谢途径和酶分子结构为基础的酶活调节;(c)以酶的合成系统为基础的酶量调节二、生物化学的发展简史1.史前期2.18世纪（启蒙期）3.19世纪（发展期）4.20世纪上半叶5.20世纪下半叶6.我国生物化学的发展情况三、本课程在生物科学中的地位及作用1.微生物的代谢活动是工业发酵的基础2.菌种是发酵工业的基础四、如何学好生物化学1.框架式记忆2.上课前预习3.上课认真做笔记4.下课后总结5.结合实验来学习6.充分利用网络资源第二章糖类化学（4学时）第一节课：第一节概述一、糖的概念及分布1.糖的分布2.糖的定义二、糖类物质的生物学功能1.作为生物能源2.作为其他物质如蛋白质、核酸、脂类等生物合成的碳骨架3.作为生物体的结构物质4.参与信号识别如糖蛋白、糖脂等具有细胞识别、免疫活性等多种生理活性功能三、糖的种类分为：单糖、寡糖、多糖和复合糖1.单糖2.寡糖由2～6个相同或不同的单糖分子缩合而成也叫低聚糖3.多糖很多个单糖分子脱水缩合的生物大分子按组成有同多糖和杂多糖之分糖和非糖物质共价结合成的复合物如糖脂或脂多糖糖蛋白或蛋白聚糖第二节单糖一、单糖的分子结构及构型1.链式结构1）构型指一个分子由于其不对称C原子上各原子和原子团特有的固定的空间排列而使该分子所具有的特定的立体化学形式其改变涉及共价键的破坏划分以甘油醛为基准2）异构体同分异构体：简称异构体是具有相同分子式而分子中原子排列不同的化合物分为结构异构和立体异构两大类结构异构体：具有相同分子式而分子中原子或基团连接的顺序不同的称为结构异构体立体异构体：在分子中原子的结合顺序相同而原子或原子团在空间的相对位置不同的称为立体异构立体异构又分为构象和构型异构而构型异构还分为顺反异构和旋光异构几何异构体：也称顺反异构体指因在双键两侧的位置不同而形成的异构体旋光异构体：凡能使“平面偏振光”发生旋转的物质称为旋光活性物质此现象称为旋光异构现象分子式和结构相同而旋光作用不同的分子互为旋光异构体差向异构体：葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖仅一个不对称C原子构型有所不同这种非对映体异构物称为差向异构体（epimers）对映异构体：互为镜像的两个分子叫对映异构体如D型葡萄糖和L型葡萄糖2.环状结构（环状半缩醛）异头物3.透视式（Haworth）4.葡萄糖的构象第二节课：二、单糖的理化性质㈠物理性质1.旋光性:一切糖类都有不对称碳原子,都具旋光性2.甜度:各种糖的甜度不一,蔗糖的甜度为标准.3.溶解度水溶性较好,但不溶于有机溶剂㈡化学性质1.氧化作用（还原性）所有的单糖（醛糖或酮糖）都是还原糖葡糖⑴弱氧化剂（如溴水）葡萄糖酸⑵强氧化剂（稀硝酸）葡萄糖二酸⑶专一酶葡萄糖醛酸弱氧化剂溴水不能使酮糖氧化(与醛糖不同)2.强酸脱水在强酸条件下戊糖转变为糠醛己糖转变为羟甲基糠醛产物均能与酚类反应生成有色化合物3.还原作用单糖游离的羰基在还原剂作用下易被还原成多羟基醇：如醛糖还原成糖醇酮糖则被还原成两种具有同分异构的糖醇4.形成糖苷单糖的半缩醛羟基很易与醇及酚的羟基反应失水形成缩醛式衍生物统称糖苷5.酯化作用单糖与弱酸作用可形成酯(如磷酸酯)6.与苯肼成脎反应常温下糖与一分子苯肼缩合成苯腙；加热则与三分子苯肼作用生成糖脎7.氨基化单糖分子中的OH基（主要C2、C3）可被NH2取代而产生氨基糖也称糖胺自然界的氨基糖多以乙酰氨基糖的形式存在其中较重要的有N 乙酰D葡糖胺（NAG）与N乙酰胞壁酸（NAM）三、重要的单糖单糖根据碳原子数多少分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖1.丙糖：D甘油醛、二羟基丙酮2.丁糖：D赤藓糖、D赤藓酮糖3.戊糖戊醛糖：D核糖、D2脱氧核糖、D木糖、L阿拉伯糖戊酮糖：D核酮糖、D木酮糖4.己糖己醛糖：D葡萄糖、D半乳糖、D甘露糖己酮糖：D果糖、D山梨糖5.庚糖：景天庚酮糖四、单糖的分析测定（自习）第三节课：第三节重要的寡糖自然界以游离态存在的低聚糖,主要是二糖三糖一、常见二糖（disaccharide）1.麦芽糖[α葡糖(1,4)α葡糖]2.异麦芽糖[α葡糖(1,6)α葡糖]3.龙胆二糖[β葡糖(1,6)α葡糖]4.纤维二糖[β葡糖(1,4)α葡糖]4.蔗糖[α葡糖(1,,2)β果糖]5.乳糖[β半乳糖(1,4)葡糖]6.海藻二糖[α葡糖(1,1)α葡糖]低聚糖的结构主要包括1）单糖组成2）糖苷类型：α糖苷还是β糖苷3）糖苷键连接的位置二、常见三糖种类(trisaccharide)1.龙胆糖[β葡糖（1,6）α葡糖（1,2）β果糖]2.松三糖[α葡糖（1,2）β果糖（3,1）α葡糖]3.棉籽糖[α半乳糖（1,6）α葡糖（1,2）β果糖]第四节几种重要的多糖(polysaccharide)一、均一多糖（同多糖）一）淀粉(starch)1.结构特点1）直链淀粉单体：αD吡喃葡萄糖连接键：α14糖苷键末端：非还原性末端和还原性末端空间构象：左手螺旋（每圈含6个葡萄糖残基）2）支链淀粉单体：αD吡喃葡萄糖连接键：主链为α14糖苷键；分支处为α16糖苷键末端：仅主链有一个还原性末端；其余是非还原性末端分支间隔：8～9个葡萄糖残基2.典型性质1）糊化2）老化3）碘的呈色反应4）淀粉的水解（常用方法：酸法、双酶法）二、糖原(glycogen)动物和细菌中能量的一种储存形式1.结构特点与支链淀粉相似但分支密度较大主链中平均每隔3个葡萄糖单位即有一个支链2.性质溶于沸水、遇碘呈红色、无还原性、不能与苯肼成糖脎三、纤维素1.结构特点2.性质四、几丁质（壳多糖）1.结构特点（二）不均一多糖（杂多糖）1.果胶质果胶酸——半乳糖醛酸聚糖（PGA）果胶——甲氧基半乳糖醛酸聚糖（PMGA）2.半纤维素3.透明质酸1）结构单位：βD葡萄糖醛酸13N乙酰氨基葡萄糖2）连接键：β14糖苷键3）分子形状：链形大分子4.黄原胶一种细菌胞外多糖1）结构特点2）性质5.细菌多糖1）肽聚糖结构功能第五节多糖的提取、纯化及鉴定（自习）第三章蛋白质化学（12学时）蛋白质存在于所有的生物细胞中是构成生物体最基本的结构物质和功能物质蛋白质是生命活动的物质基础它参与了几乎所有的生命活动过程第一节课：第一节概述一、蛋白质的概念及生物学意义1.什么是蛋白质蛋白质(Protein)是由许多不同的氨基酸按照一定的顺序通过肽键连接而成的一条或多条肽链构成的生物大分子2.蛋白质的生物学意义1）酶：作为酶的化学本质温和、快速、专一任何生命活动之必须酶的另一化学本质是核酸不过它比蛋白质差远了种类、速度、数量2）免疫系统：防御系统抗原（进入“体内”的生物大分子和有机体）发炎细胞免疫：T细胞本身分化脓细胞体液免疫：B细胞释放抗体导弹免疫球蛋白（Ig）凝血：3）运动：肌肉的伸张和收缩靠的是肌动蛋白和肌球蛋白互动的结果原生质环流4）物质运输：运输氧的HbMbNGB5）激素：胰岛素6）基因表达调节：操纵子学说阻遏蛋白7）生长因子：EGF（表皮生长因子）NGF（神经生长因子）促使细胞分裂8）信息接收：激素的受体糖蛋白G蛋白9）结构成分：胶原蛋白（肌腱、筋）角蛋白（头发、指甲）膜蛋白等生物体就是蛋白质堆积而成人的长相也是由蛋白质决定的10）贮存物质：N、C来源11）精神、意识方面：记忆、痛苦、感情靠的是蛋白质的构象变化蛋白质的构象分类是目前热门课题12）蛋白质是遗传物质只有不确切的少量证据如库鲁病毒怕蛋白酶而不怕核酸酶因此：二、蛋白质的化学组成1.蛋白质的元素组成大多数蛋白质含氮量较恒定平均16%即1g氮相当于6.25g蛋白质6.25称为蛋白质系数样品中蛋白质含量=样品中的含氮量?6.252.蛋白质的分子组成由50个以上氨基酸残基组成3.蛋白质的其他组分1）简单蛋白质全部由氨基酸组成2）结合蛋白质含有氨基酸部分和非氨基酸部分非氨基酸部分：糖、脂、核酸、辅因子三、蛋白质的分类根据蛋白质的分子形状分类。