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1、第三节:有机化合物及生物大分子第三节:有机化合物及生物大分子碳化合物碳化合物有机物是指除一氧化碳,二氧化碳、碳酸盐等以外的几乎所有机物是指除一氧化碳,二氧化碳、碳酸盐等以外的几乎所有的含有的含碳化合物碳化合物。碳原子的结构碳原子的结构和和碳骨架碳骨架决定了有机物的多样性。决定了有机物的多样性。碳原子有六个电子,最外层为四个。碳原子有六个电子,最外层为四个。碳骨架:碳原子之间可以相互共用电子,形成长长的碳链。碳骨架:碳原子之间可以相互共用电子,形成长长的碳链。碳骨架的中碳原子的碳骨架的中碳原子的数目数目、结构结构以及以及侧链的多样性侧链的多样性,决定了,决定了有机物的多样性。有机物的多样性。碳骨
2、架上的短键,我们可以称为碳骨架上的短键,我们可以称为游离键游离键。这些游离键除了可。这些游离键除了可以跟氢原子结合以外,还可以跟氧、氮、硫、磷等结合,因以跟氢原子结合以外,还可以跟氧、氮、硫、磷等结合,因而就形成了数百万中碳化合物。因此碳是而就形成了数百万中碳化合物。因此碳是最基本的元素最基本的元素,是,是所有生命系统中的所有生命系统中的核心元素核心元素。在所有的生物体内,存在着很多碳化合物。这些碳化合物可在所有的生物体内,存在着很多碳化合物。这些碳化合物可以根据他们的化学结构不同,分为四大类:以根据他们的化学结构不同,分为四大类:糖类糖类、脂质脂质、蛋蛋白质白质和和核酸核酸。糖类糖类糖类化合
3、物定义为糖类化合物定义为多羟基多羟基的醛或醇或酮及其缩聚物和某些衍生物。的醛或醇或酮及其缩聚物和某些衍生物。根据糖类是否能够水解及水解后的产物,糖类可分根据糖类是否能够水解及水解后的产物,糖类可分为单糖,二糖和多糖。为单糖,二糖和多糖。单糖:不能水解,如葡萄糖、果糖、半乳糖和核单糖:不能水解,如葡萄糖、果糖、半乳糖和核糖等,葡萄糖是提供细胞能量的糖等,葡萄糖是提供细胞能量的主要来源主要来源。二糖:能水解成两个单糖,如蔗糖、乳糖和麦芽二糖:能水解成两个单糖,如蔗糖、乳糖和麦芽糖等。糖等。多糖:能水解成多个单糖,如淀粉、纤维素和糖多糖:能水解成多个单糖,如淀粉、纤维素和糖元等,淀粉和糖元是生物体内
4、重要的元等,淀粉和糖元是生物体内重要的贮能物质贮能物质。类类 别别举举 例例分布及其生理功能分布及其生理功能单糖单糖五碳糖五碳糖核糖核糖组成核糖核酸组成核糖核酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸六碳糖:葡萄糖六碳糖:葡萄糖动、植,重要能源物质动、植,重要能源物质二糖二糖蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖甘蔗、甜菜甘蔗、甜菜发芽的大麦粒发芽的大麦粒乳糖乳糖动物,乳汁动物,乳汁多糖多糖淀粉淀粉纤维素纤维素植物,储存能量的物质植物,储存能量的物质细胞壁的成分细胞壁的成分糖元(肝、肌)糖元(肝、肌)动物,储存能量的物质动物,储存能量的物质各种糖类物质的生理功能各种糖类物质的生理功能糖尿病与糖的摄取有关吗?为什
5、么要严格限制糖糖尿病与糖的摄取有关吗?为什么要严格限制糖尿病人的甜味食品以及馒头、米饭等主食?尿病人的甜味食品以及馒头、米饭等主食?有人认为,吃糖过多或吃得过饱,即使不吃肥肉有人认为,吃糖过多或吃得过饱,即使不吃肥肉也很容易引起肥胖,你认为对吗?也很容易引起肥胖,你认为对吗?思考:思考:男性:标准体重(男性:标准体重(kgkg)身高()身高(cmcm)105105女性:标准体重(女性:标准体重(kgkg)身高()身高(cmcm)100100生活中的脂质生活中的脂质物质物质 组成组成元素元素结构结构单元单元分类分类举例举例存在存在范围范围功能功能脂质脂质C、H、O油脂油脂甘油和甘油和脂肪酸脂肪酸
6、油脂油脂磷脂磷脂植物蜡植物蜡胆固醇胆固醇细胞中膜结构成分细胞中膜结构成分对植物起保护作用对植物起保护作用是人体必需,过高是人体必需,过高引发心脑血管疾病引发心脑血管疾病主要的贮能物质主要的贮能物质请比较葡萄糖(请比较葡萄糖(C6H12O6)和甘油三酯()和甘油三酯(C21H36O6)中)中C、H元元素含量的高低。素含量的高低。1g油脂所含的能量是油脂所含的能量是1g糖类的糖类的2倍以上。倍以上。思考:相同质量的小麦和花生相比,花生的所含的能量要多,你思考:相同质量的小麦和花生相比,花生的所含的能量要多,你能解释一下这个现象吗?能解释一下这个现象吗?健康小资料健康小资料胆固醇在体内有很重要的功用
7、。它也是胆固醇在体内有很重要的功用。它也是细胞膜细胞膜的重要组成的重要组成部分之一部分之一; ; 它是制造胆酸的材料它是制造胆酸的材料, ,胆酸可以帮助食品中胆酸可以帮助食品中脂类的消化脂类的消化; ;它可以合成肾上腺皮质激素或在性腺中合成雌它可以合成肾上腺皮质激素或在性腺中合成雌性激素性激素及雄及雄性激素性激素; ;在紫外线光照射下在紫外线光照射下,7,7脱氢胆固醇可转化成脱氢胆固醇可转化成维生素维生素D3D3, ,以以促进钙的吸收。促进钙的吸收。因此胆固醇是人体中不可缺少的重要成分。因此胆固醇是人体中不可缺少的重要成分。 蛋黄、动物脑、动物肝肾、墨斗鱼(乌贼)、蟹黄、蟹膏蛋黄、动物脑、动物
8、肝肾、墨斗鱼(乌贼)、蟹黄、蟹膏等含胆固醇较多。等含胆固醇较多。 苹果、胡萝卜、玉米、牡蛎、杏仁、海带、牛奶、大蒜、苹果、胡萝卜、玉米、牡蛎、杏仁、海带、牛奶、大蒜、蜜橘、茶等可降低胆固醇。蜜橘、茶等可降低胆固醇。生活中的蛋白质生活中的蛋白质细胞内的蛋白质、功能及举例细胞内的蛋白质、功能及举例抗体抗体免疫免疫5胰岛素胰岛素调节调节4血红蛋白,载体血红蛋白,载体运输运输3酶酶催化催化2肌肉蛋白、头发蛋白肌肉蛋白、头发蛋白结构物质结构物质1蛋白质功能蛋白质功能6识别识别糖蛋白糖蛋白蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。多样性多样性 蛋白质可以蛋白质可以被人体直接吸收被人体直接
9、吸收利用吗?利用吗? 蛋白质必需经过消化成氨基酸才能蛋白质必需经过消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。被人体吸收和利用。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸及其种类氨基酸及其种类1.寻找下列几种氨基酸在结构上的共同特点寻找下列几种氨基酸在结构上的共同特点CHHH2NCOOH甘氨酸甘氨酸CHH2NCOOHCHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHCOOHH2NCH3丙氨酸丙氨酸氨基氨基羧基羧基2.氨基酸的结构特点:氨基酸的结构特点:(1)氨基酸的结构通式:)氨基酸的结构通式:CHNH2COOHR氨基氨基羧基羧基R基基(2)氨基酸在结构上的特点:)氨基酸在结构上的特点:a. R
10、基不同,氨基酸不同基不同,氨基酸不同b. 每个氨基酸分子每个氨基酸分子至少至少有一个氨基,一个羧基,有一个氨基,一个羧基,而且都有一个氨基一个羧基连接在而且都有一个氨基一个羧基连接在同一个同一个碳原碳原子上子上CH2COOHH2NCHCH2H2NHCOOHCHCOOHH2NCH2COOH下列分子是构成人体的氨基酸吗?若是,下列分子是构成人体的氨基酸吗?若是,R R基是什么?基是什么?CHCH2NOHOCHCH3CH3氨基酸分子互相结合的方式:氨基酸分子互相结合的方式: 脱水缩合脱水缩合思考:思考:三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写,形成的三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写,形成的化合物叫什么名
11、称?化合物叫什么名称?酶+ 2H2O三肽三肽例题:例题:1、10个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物,这个化合个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物,这个化合物的名称为物的名称为 ,含有,含有 个肽键,失去个肽键,失去 个水分子。个水分子。2、n个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物,这个化合物的个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物,这个化合物的名称为名称为 ,含有,含有 个肽键,失去个肽键,失去 个水分子。个水分子。3、10个氨基酸脱水缩合成两条肽链,这两条肽链含有个氨基酸脱水缩合成两条肽链,这两条肽链含有_ 个肽键,失去个肽键,失去 个水分子。个水分子。4、10个氨基酸脱水缩合成三条肽链,这三条肽链含
12、有个氨基酸脱水缩合成三条肽链,这三条肽链含有_ 个肽键,失去个肽键,失去 个水分子。个水分子。5、n个氨基酸脱水缩合成个氨基酸脱水缩合成m条肽链,这条肽链,这m条肽链含有条肽链含有_ 个肽键,失去个肽键,失去 个水分子。个水分子。十肽十肽99n肽肽n-1n-18877n-mn-m脱水数脱水数=肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数习题:习题:假设组成蛋白质的假设组成蛋白质的20种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为128,(1)假设一个多肽化合物,由)假设一个多肽化合物,由10个氨基酸构成一条肽链,个氨基酸构成一条肽链,那么该多肽的分子量约为那么该多肽的分子量约为 。(2)假设一个
13、多肽化合物,由)假设一个多肽化合物,由10个氨基酸构成两条肽个氨基酸构成两条肽链,那么该多肽的分子量约为链,那么该多肽的分子量约为 。(3)假设一个多肽化合物,由)假设一个多肽化合物,由n个氨基酸构成个氨基酸构成m条肽链,条肽链,那么该多肽的分子量约为那么该多肽的分子量约为 。128n-18(n-m)11361118蛋白质结构多样性蛋白质结构多样性(1) 构成每种蛋白质的氨基酸的构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同种类不同(2) 每个蛋白质分子中氨基酸的每个蛋白质分子中氨基酸的数目不同数目不同(3) 氨基酸的氨基酸的排列顺序变化多端排列顺序变化多端(4)蛋白质的)蛋白质的空间结构千差万别空间结构千
14、差万别- -蛋白质的结构蛋白质的结构蛋白质的变性蛋白质的变性蛋白质因受物理的、化学的因素影响致使蛋白质的蛋白质因受物理的、化学的因素影响致使蛋白质的理化性质和生物学性质发生改变,这种现象叫变性理化性质和生物学性质发生改变,这种现象叫变性作用。作用。 思考:思考:1、变性的蛋白质、变性的蛋白质 ,其氨基酸的种类、数量和排列顺,其氨基酸的种类、数量和排列顺序有没有发生改变?序有没有发生改变?2、鸡蛋为什么要煮熟了吃?、鸡蛋为什么要煮熟了吃?3、讲卫生的家庭每天把吃过的碗筷等进行蒸煮,你、讲卫生的家庭每天把吃过的碗筷等进行蒸煮,你认为这样做的理由是什么?认为这样做的理由是什么?拓展题:拓展题: 小王
15、今年小王今年18岁,他出生时为岁,他出生时为3kg,他现在为,他现在为55kg,其中的蛋白质含量约为,其中的蛋白质含量约为5kg,他大约吃了,他大约吃了150kg的猪肉,不过他长得挺俊了,有人问的猪肉,不过他长得挺俊了,有人问小王吃了那么多猪肉怎么不变成猪八戒呢?小王吃了那么多猪肉怎么不变成猪八戒呢? 不同生物的蛋白质具有差异性,猪肉中的不同生物的蛋白质具有差异性,猪肉中的蛋白质必须经过消化为氨基酸,然后人有选择蛋白质必须经过消化为氨基酸,然后人有选择地吸收,最后在人的遗传信息的控制下合成人地吸收,最后在人的遗传信息的控制下合成人的蛋白质,最终被人利用。的蛋白质,最终被人利用。课堂练习课堂练习
16、1 1磷脂、血红蛋白、磷脂、血红蛋白、DNADNA、淀粉共同具有的化学元素是、淀粉共同具有的化学元素是A AC C、H H、0 0、N NB BC C、H H、0 0、N N、P P、S SC CC C、H H、0 0、P P、N N D DC C、H H、0 03.3. 某蛋白质由两条多肽链组成,共有肽键某蛋白质由两条多肽链组成,共有肽键500500个,缩合成两条肽链个,缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数是的氨基酸分子数和生成的水分子数是A.498A.498和和498 B.500498 B.500和和500 C.502500 C.502和和500 D.501500 D.501和和5
17、005004 4. 某一多肽链内共有肽键某一多肽链内共有肽键109109个,则此分子中含有氨基和羧基的数个,则此分子中含有氨基和羧基的数目至少为目至少为A.110A.110、110 B.109110 B.109、108 C.9108 C.9、9 D.19 D.1、1 1(1)该化合物中示示。该化合物中示示。 (2)该化合物由个氨基酸失去个该化合物由个氨基酸失去个 水分子而形成水分子而形成, ,这种反应叫。这种反应叫。 (3)该化合物中的氨基酸种类不同该化合物中的氨基酸种类不同, , 是由是由 决定的决定的, , 其编号是其编号是。 (4)该化合物称为该化合物称为, ,含个肽键含个肽键, , 编号是编号是 。 氨基氨基羧基羧基四四三三脱水缩合脱水缩合R基基四肽四肽三三(1) 上述结构式中上述结构式中, 代表氨基的分子式为代表氨基的分子式为; 代表羧基的结构式为代表羧基的结构式为; 代表肽键的代表肽键的 结构式为结构式为; , 为为R基。基。(2) 上述化合物是由种氨基酸组成上述化合物是由种氨基酸组成, 该化合该化合 物称为。物称为。(3) 该化合物是由个氨基酸失去分子水而该化合物是由个氨基酸失去分子水而 形成的形成的, 这样的反应叫做。这样的反应叫做。NH2COOHCONHCH3CH2OH三肽三肽二二3脱水缩合脱水缩合2
限制150内