生物大分子
细胞中的生物大分子(蛋白质和核酸)
RNA分子通常是单链的，但也可以形成局部的双链结构。此外，RNA 还可以通过碱基配对、折叠等方式形成复杂的三级结构。
03
核酸与蛋白质的相互作用
在细胞内，核酸往往与蛋白质结合形成复合物，如染色体、核糖体等。
这些复合物具有特定的结构和功能，对于细胞的正常生命活动至关重要。
核酸的功能
遗传信息的携带者
核酸的链状结构
多个核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，形成核酸的 一级结构。在DNA中，两条链围绕一个共同的中心轴盘绕， 构成双螺旋结构。
核酸的高级结构
01 02
DNA的双螺旋结构
DNA的双螺旋结构是由两条反向平行的多核苷酸链围绕一个共同的中 心轴盘绕而成的。碱基之间通过氢键连接，形成碱基对，从而维持双螺 旋结构的稳定。
核酸降解
细胞内的核酸可被核酸酶 降解成核苷酸，进而被重 新利用或排出体外。
生物大分子的相互转化
转录
以DNA为模板，合成RNA的过程，实 现了遗传信息的传递。
翻译
逆转录
在某些病毒中，以RNA为模板合成 DNA的过程，实现了遗传信息的反向 传递。
以mRNA为模板，合成蛋白质的过程， 实现了遗传信息的表达。
05
生物大分子在细胞中的作用
生物大分子与细胞结构的关系
02
01
03
蛋白质是细胞结构的主要组成成分，如细胞膜、细胞 质和细胞核中的蛋白质。
核酸是遗传信息的携带者，DNA和RNA分别存在于细 胞核和细胞质中，参与遗传信息的传递和表达。
生物大分子与细胞器相互作用，维持细胞器的结构和 功能，如核糖体、内质网和高尔基体等。
核磁共振波谱学
利用核磁共振现象，研究生物大分 子在溶液中的结构和动力学行为。
生物大分子的结构与功能
组成蛋白质的基本单位：
L- α-氨基酸
L - α-氨基酸构型
CHCOOO-
HOH2C
C +NOHH3 R
CCOOOO-C ++NNHH33
HH
L—甘油醛
HH
L—氨基酸
COO-
CHRH3
C +NH3
H
甘丙氨氨酸酸
一级结构是蛋白质空间结构和特异 生物学功能的基础。
二、蛋白质的二级结构
❖ 定义
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结 构，描述该段肽链主链骨架原子的相对空间 位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
❖ 主要的化学键： 氢 键
（一）肽单元 (peptide unit)
肽单元（肽单位，肽平面）构象
❖ 肽单元的构象特征
二级结构 (secondary structure) 三级结构 (tertiary structure) 四级结构 (quaternary structure)
高级 结构
一、蛋白质的一级结构
❖ 定义
多肽链中氨基酸的排列顺序和氨 基酸的连接方式。
❖ 主要的化学键
肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
牛胰岛素的一级结构
（二）紫外吸收
色氨酸、酪氨酸和 苯丙氨酸的最大吸收峰 在 280 nm 附近。
色氨酸 λmax=280nm ε280=5.6× 103
酪氨酸 λmax=275nm ε275=1.4× 103
苯丙氨酸λmax=257nm ε275=2.0× 102
芳香族氨基酸在pH6时紫外吸收
❖ 蛋白质的紫外分光光度定量分析
细胞中的生物大分子
细胞中的生物大分子细胞中的生物大分子生物大分子是组成生物体的基本单元，存在于所有活细胞中，由基本的单体组合而成。
细胞中包括四种生物大分子：蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质。
它们不仅构成了细胞的组成部分，还是细胞内许多重要生物学功能的基石。
蛋白质蛋白质是细胞内最重要的生物大分子之一。
它们是由氨基酸单体组成的长链，通过肽键连接在一起，形成不同结构和功能的多肽分子。
蛋白质在细胞内扮演着多种关键的角色，如酶催化、结构支持、信号传递、运输和免疫防御。
蛋白质的结构包括四个层次：一级、二级、三级和四级结构。
一级结构是蛋白质的氨基酸序列，二级结构是通过氨基酸之间的氢键形成的α-螺旋和β-折叠等模式。
三级结构是通过氨基酸侧链之间的相互作用形成的巨大的三维结构。
最后，四级结构是指由两个或多个多肽链组合而成的复合物。
核酸核酸是细胞内另一种雄厚的生物大分子。
它们是由核苷酸单体组成的长链，是DNA和RNA等核酸的分子基础。
DNA分子包含基因信息，而RNA分子用于基因的转录和翻译，将基因信息转化为蛋白质的合成。
核酸分子由五个化学组分组成：核苷酸碱基、五碳糖、磷酸基团、氨基和羟基。
碱基和五碳糖形成核苷酸单体，磷酸基团又链接到核苷酸单体上，形成长链结构。
DNA分子由四种碱基组成：腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘧啶。
RNA分子则包含腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和尿嘧啶。
碳水化合物碳水化合物是一种由碳、氢和氧原子组成的生物大分子，在细胞内具有多种功能。
它们在细胞内用于能量储存、结构支持、元件识别和细胞信号等方面。
碳水化合物可分为单糖、双糖和多糖。
单糖包括葡萄糖和果糖等，通过糖醇和醛基等基团连接形成多糖结构。
多糖的代表性分子包括淀粉和纤维素等，它们在细胞内具有不同的生物学功能。
淀粉是植物细胞中用于能量储存的主要多糖，而纤维素则是细胞壁中的重要成分，提供细胞结构支持和保护。
脂质脂质是一种由脂肪酸和其他化合物组成的生物大分子，在细胞内发挥许多重要功能。
生物大分子的化学合成方法
生物大分子的化学合成方法生物大分子是由具有生物活性的大分子化合物组成，如蛋白质、核酸、多糖等。
这些大分子在细胞中起着重要的生理功能，比如酶催化反应、基因传递、细胞信号传导等。
为了研究和应用这些生物大分子，化学合成方法在近几十年间得到了快速发展。
本文将介绍几种常见的生物大分子化学合成方法。
1.蛋白质的化学合成方法：蛋白质的化学合成方法主要包括固相合成和液相合成两种。
固相合成方法是通过将氨基酸依次添加到以树脂为基质的固相载体上来合成多肽链。
这种方法通常使用费莉特氨酸保护基团来保护氨基酸的活性基团，并通过活化剂和催化剂来完成反应。
随后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的多肽链。
液相合成方法则是在溶液中进行蛋白质的合成。
这种方法需要对氨基酸进行保护和活化处理，并通过特定的耦合试剂和缩合剂来完成合成反应。
然后，通过去除保护基团和切割剂来获得目标蛋白质。
2.核酸的化学合成方法：核酸的化学合成方法主要包括固相合成和液相合成两种。
固相合成方法是通过将由去氧核苷酸和保护基团构建的核酸链放置在固相载体上来实现。
然后，通过碱性条件和活化剂来进行聚合反应。
最后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的核酸链。
液相合成方法则是在溶液中进行核酸的合成。
这种方法需要对去氧核苷酸进行保护和活化处理，并利用碱性条件和活化剂来完成合成反应。
然后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的核酸。
3.多糖的化学合成方法：多糖的化学合成方法主要包括单体插入法、聚合法和酶催化法等。
单体插入法是通过将单体逐步连接在彼此上来合成多糖分子。
这种方法需要通过保护和活化处理来对单体进行化学修饰，并利用缩合剂和催化剂来完成合成反应。
最后，通过去除保护基团来获得完整的多糖。
聚合法是通过将含有活性基团的单体在聚合反应中进行连接来合成多糖分子。
这种方法需要先将单体进行活化和保护处理，并通过聚合试剂和催化剂来完成反应。
最后，通过去除保护基团和切割剂来获得完整的多糖。
生物大分子的定义
生物大分子的定义
生物大分子指的是一种具有一定结构和功能的有机大分子，它是由多种有机构成的大
分子组合而成的，应用于生物领域的有机物质，如蛋白质、核酸和多糖等。
它们可以用来
在细胞中执行各种功能。
它们不仅仅是以分子形式存在，而且可能还发挥蒸汽态或液态作用。
生物大分子实际上是一组大分子，有两个不同的类型：一种称为有机分子，另一种称
为有机结构。
这些大分子都分子由有机元素（如碳、氢、氧、氮和磷）的原子构成。
典型
的有机分子结构包括我们熟知的蛋白质和核酸。
而且，生物大分子不仅是由有机分子组成，还可能由有机结构组成，典型的有机结构包括多糖、生物膜等。
在生物领域，生物大分子可以在多种不同的基因组中存在，如不同种类的植物和动物，并可能用来调节细胞中的基因表达。
生物大分子也可以用来调节细胞形态和功能，如细胞
间的胞外物质的分布，细胞膜的形成、细胞迁移等等。
此外，这些大分子还可以作为基因
疾病的治疗或预防药物，或者用来制造抗病毒疫苗。
自从人们发现生物大分子开始，他们逐渐发挥出更大的作用。
研究人员开发出各种类
型的生物大分子，用来实现生物学上各种有用的功能，如编辑基因和调节细胞生物过程等。
生物大分子已成为有关基础和临床研究的重要工具，为临床诊断和治疗提供帮助。
第二章 生物大分子
groove)相间。
DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
2.0 nm
側，与对側碱基形成氢键配
对（互补配对形式：A=T;
。
二 核 酸 的 一 级 结 构
DNA和RNA的一级 结构是指核苷酸的数量 和排列顺序。
单核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键连接成大分子 ——多核苷酸。
5’-末端：P 3 ’-末端：OH
5´
酯 键
糖苷键
核 苷
单核苷酸
3´
书写方法
A G T G C T
5 P
P
P
P
P
POH 3Fra bibliotek5 pApCpTpGpCpT-OH 3
螺 旋 和 超 螺 旋 电 话 线
超螺旋
螺旋
环状DNA形成的超螺旋
• 超螺旋结构的特点：致密性
所有细菌、某些病毒以及真核细胞中的 线粒体或叶绿体中的DNA都是环形分子。
正超螺旋(positive supercoil)
盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
负超螺旋(negative supercoil)
在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。
1，主链: 2，碱基对 3，螺距 4，大沟和小沟
脱氧核糖-磷酸-为 骨架,排列在外侧
碱基堆积在 内侧
DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
DNA分子由两条相互平行但
走向相反的脱氧多核苷酸链
组成，两链以 - 脱氧核糖 - 磷
生物大分子
生物大分子生物大分子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的有机分子。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。
糖类代谢与脂类代谢之间的关系应该清楚，糖类与脂肪之间的转化是双向的，但它们之间的转化程度不同，糖类可以大量形成脂肪，例如酵母菌放在含糖培养基中培养，细胞内就能够生成脂类，个别种类的酵母菌合成的脂肪可以高在这酵母菌干重的40%；然而脂肪却不能大量转化为糖类，例如某些动物在冬眠的时候，脂肪可以转变成糖类。
糖类代谢与蛋白质代谢的关系，首先使明确必需氨基酸和非必需氨基酸的概念：所谓非必需氨基酸是指在人体细胞中可能合成的氨基酸；所谓必需氨基酸是指在人体细胞中不能合成的氨基酸，人体的必需氨基酸共有8种，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸。
然后应指出糖类与蛋白质之间的转化也可以是双向的：糖类代谢的中间产物可以转变成非必需氨基酸，但糖类不能转化为必需氨基酸，因此糖类转变蛋白质的过程是不全面的；然而几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸通过脱氨基作用后，产生的不含氮部分都可以转变为糖类，例如，用蛋白质饲养患人工糖尿病的狗，则有50%以上的食物蛋白质可以转变成葡萄糖。
蛋白质代谢与脂类代谢的关系，蛋白质与脂类之间的转化依不同的生物而有差异，例如人和动物不容易利用脂肪合成氨基酸，然而植物和微生物则可由脂肪酸和氮源生成氨基酸；某些氨基酸通过不同的途径也可转变成甘油和脂肪酸，例如用只含蛋白质的食物饲养动物，动物也能在体内存积脂肪。
糖类、蛋白质和脂类的代谢之间相互制约，糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不可以大量转化成糖类。
只有当糖类代谢发生障碍时才由脂肪和蛋白质来供能，当糖类和脂肪摄入量都不足时，蛋白质的分解才会增加。
例如糖尿病患者糖代谢发生障碍时，就由脂肪和蛋白质来分解供能，因此患者表现出消瘦。
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
国际生物大分子
• DNA结构：双螺旋链结构，负责遗传信息的存储和传递
• RNA结构：单链或双链结构，参与蛋白质的合成和翻译过程
• DNA/RNA复合物结构：如核糖体、病毒等，参与生物体的生命活动
• 碳水化合物的结构与功能
• 单糖结构：如六碳糖、五碳糖等，是生物体内的主要能源物质
• 多糖结构：如淀粉、纤维素等，负责生物体内的能量储存信息传递和代谢过程
生物大分子的结构与功能
• 蛋白质的结构与功能
• 一级结构：氨基酸的线性序列，决定蛋白质的基本结构和性质
• 二级结构：氨基酸链中的α螺旋和β折叠，影响蛋白质的稳定性和活性
• 三级结构：蛋白质分子中的空间折叠，决定蛋白质的特异性和功能
• 四级结构：多个亚基组成的多肽链复合物，如血红蛋白、酶等
• 药物筛选：通过高通量筛选技术筛选具有治疗作用的药物
• 药物优化：通过研究药物与靶点的相互作用，优化药物设计和结构
生物大分子在生物技术领域的应用
生物制品和疫苗
生物检测和诊断
• 生物制品：通过生物工程技术生产生物制品，如酶、细
• 生物传感器：通过生物大分子研发生物传感器，如酶传
胞因子等
感器、抗体传感器等
• 后翻译质量控制：通过泛素-蛋白酶体系统等调控蛋白质的稳定性和活性，保证蛋白质功能的正常发挥
• 核酸的质量控制
• 复制质量控制：通过复制因子、复制起始因子等调控DNA的复制过程，保证遗传信息的准确传递
• 转录质量控制：通过转录因子、增强子和沉默子等调控基因的转录过程，保证基因表达的准确性
• 修复质量控制：通过修复酶、损伤识别等调控DNA的修复过程，保证遗传信息的完整性
到几亿道尔顿之间
形成的大分子
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是指生物体内重要的有机分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们在维持生命活动、储存遗传信息和提供能量等方面发挥着重要的作用。
在本文中，我将介绍生物大分子的结构与功能方面的知识。
一、蛋白质蛋白质是生物体中功能最为多样、数量最为丰富的大分子。
它们由氨基酸组成，通过肽键相连形成多肽链。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构是指氨基酸的线性排列顺序；二级结构是指α-螺旋、β-折叠等规则的局部结构；三级结构是指多肽链中各个部分的空间排列方式；四级结构是指由多个多肽链相互作用形成的整体结构。
蛋白质的功能多种多样，包括酶的催化作用、结构支持、传递信号等。
二、核酸核酸是生物体中储存和传递遗传信息的大分子。
它们由核苷酸组成，包括脱氧核苷酸和核苷酸两种形式。
脱氧核酸（DNA）是双链结构，通过碱基间的氢键相互连接成螺旋状，具有A-T、G-C的碱基配对规则；核苷酸（RNA）则一般为单链结构。
核酸的功能主要体现在遗传信息的传递、转录和翻译等方面。
三、多糖多糖是由单糖分子通过糖苷键连接形成的多聚体。
常见的多糖包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在生物体内起到储存能量、提供结构支持和参与细胞信号传导等作用。
多糖的结构可以分为线性和分支两种形式，其中分支形态的多糖具有更高的溶解性。
四、脂质脂质是生物体内广泛存在的疏水性大分子。
它们包括脂肪、磷脂和类固醇等。
脂质在细胞膜的构建、能量储存和信号传导等过程中发挥着重要的作用。
脂质的结构包括亲水性头部和疏水性尾部，使其能够形成双层结构，构成生物膜。
总结生物大分子具有多样的结构与功能。
蛋白质通过不同层次的结构实现各种功能；核酸在遗传信息的传递与转录中发挥重要作用；多糖通过线性和分支形态满足生物体的需求；脂质在细胞膜的形成和代谢调节中发挥作用。
对于了解生物体的结构与功能，研究生物大分子的结构与功能是至关重要的。
通过对生物大分子的进一步研究，我们可以更好地理解生物体内的机理和生命现象，为制药、基因工程等领域的发展提供理论依据和实践指导。
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。
高三生物大分子知识点归纳
高三生物大分子知识点归纳在高三生物课程中，大分子是一个重要的知识点，它包括了蛋白质、核酸和多糖。
这三类大分子在生物体内起着非常重要的作用，是构成生物体的基础。
本文将对这些大分子的结构、功能以及与生物体内物质转化的关系进行分析。
一、蛋白质1. 结构：蛋白质由氨基酸经脱水缩合而成，可以分为20种不同的氨基酸组合而成。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构指的是多肽链的线性排列；二级结构是指多肽链的空间结构，包括α-螺旋和β-折叠等；三级结构是指多肽链的折叠形成的空间结构；四级结构是指由多个多肽链相互组合形成的功能完整的蛋白质分子。
2. 功能：蛋白质在生物体内具有多种功能，包括结构支持、催化反应、传递信息、运输物质等。
比如角蛋白是构成皮肤、毛发和指甲等组织的主要成分，酶是催化生物体内的化学反应，激素则用于传递各种生理信息。
二、核酸1. 结构：核酸是由核苷酸经磷酸二酯键连接而成的。
核苷酸可分为脱氧核苷酸（DNA）和核苷酸（RNA）两种。
核酸的结构基本上由磷酸基团、五碳糖和氮碱基组成。
2. 功能：核酸在生物体内起着存储遗传信息、传递遗传信息和实现遗传信息的转录和翻译等功能。
DNA是生物体内遗传信息的主要储存介质，而RNA则参与了遗传信息的传递和表达过程。
三、多糖1. 结构：多糖由单糖单元经脱水缩合而成，可以分为两种类型：淀粉类和纤维素类。
淀粉类多糖可以在植物体内用作储能物质，而纤维素类多糖则是植物细胞壁的重要组成部分。
2. 功能：多糖在生物体内具有能量储存和结构支持的功能。
淀粉类多糖作为植物的储能物质，可以被植物体内的酶分解为葡萄糖，从而提供能量。
纤维素类多糖则形成了植物细胞壁的纤维骨架，赋予植物细胞形状和保护功能。
在生物体内，这些大分子之间相互作用，共同参与了生物体内的物质转化过程。
比如，在蛋白质的结构中，核酸起到了指导蛋白质合成的作用。
此外，蛋白质还可以与多糖相互作用，形成复合物，参与細胞信号傳遞。
这些相互作用对维持生物体的正常功能至关重要。
生物大分子的作用和功能
生物大分子的作用和功能
生物大分子是指在生物体内组成的大分子化合物，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
它们在生物体内担任着各种不同的作用和功能，以下是详细解释：
1. 蛋白质
蛋白质是生物大分子中最为常见的一种，它们由氨基酸连接而成，可以被用来构建细胞膜、细胞器、肌肉等组织和器官。
蛋白质还可以作为酶，在生物体内催化化学反应，例如消化蛋白质、合成蛋白质等。
此外，许多药物、激素和细胞信使分子也是蛋白质。
2. 核酸
核酸是构成基因的分子，包括DNA和RNA。
DNA存储着生物体的遗传信息，它们控制着细胞的生长和分裂、维持生物体的结构和功能等。
RNA则担任着将DNA信息转换成蛋白质的中介者的角色，通过翻译和转录将 DNA上的信息翻译成氨基酸序列，从而产生蛋白质。
3. 多糖
多糖是由单糖分子连接而成的聚糖。
它们可以作为能量储备物质，如动物体内的糖原和植物体内的淀粉。
多糖还可以组成细胞壁、细胞外基质和毛发等，提供生物体的支撑结构。
4. 脂质
脂质是一类亲水性和疏水性相结合的生物大分子，包括脂肪、油和蜡等。
它们在生物体内的作用包括提供能量、维持体温、构成脂质双层膜和类固醇激素等生物分子的结构基础，以及参与信号传导等等。
总之，生物大分子在生物学上扮演着至关重要的角色，它们的功能和相互作用密切相关，把它们的化学特性研究透彻，对研究生命科学与医学等领域的发展会有重大意义。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的基本单元，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
它们的结构与功能密切相关，对维持生命活动起着重要作用。
一、蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内最基本的大分子，具有多种生物学功能。
其结构主要由氨基酸组成。
氨基酸通过肽键连接形成多肽链，不同的氨基酸序列决定蛋白质的结构和功能。
蛋白质具有四级结构：一级结构即由氨基酸序列确定的多肽链，二级结构包括α螺旋和β折叠，三级结构由多肽链在空间中的折叠和相互作用形成，四级结构是由多个多肽链相互作用形成的复合物。
蛋白质的功能多样，包括酶的催化作用、结构支持、免疫防御、信号传导等。
不同的蛋白质通过其独特的结构和氨基酸序列实现特定的功能。
二、核酸的结构与功能核酸是储存和传递遗传信息的生物大分子，包括DNA和RNA。
其结构由核苷酸组成，核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。
DNA的结构为双螺旋，由两条互补的链通过碱基间的氢键相互结合而形成。
RNA的结构为单链或部分折叠。
核酸的功能主要是储存和传递遗传信息。
DNA是遗传物质，负责储存生物体的遗传信息，并通过遗传物质复制和转录来传递信息。
RNA则参与到蛋白质的合成过程中，起到信息传递的作用。
三、多糖的结构与功能多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的生物大分子，主要包括淀粉、纤维素和糖类等。
多糖的结构和功能也具有多样性。
淀粉是植物体内主要的能量储存形式，其结构为α-D-葡萄糖分子通过糖苷键相互连接而成的螺旋状结构。
纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，由β-D-葡萄糖分子通过糖苷键连接成纤维状的结构。
多糖还具有保护作用，如动物体内的肝素和海藻酸等。
它们通过与病原体或细胞表面的受体结合来发挥抗菌和抗病毒的功能。
四、脂质的结构与功能脂质是生物体内的一类疏水性生物分子，包括脂肪、磷脂和固醇等。
脂质不溶于水，主要在细胞膜中起到结构支持和生物垫层的作用。
脂肪由甘油和脂肪酸通过酯键连接而成，是生物体内重要的能量储存形式。
生物大分子
功 （4）调节蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生长激素等） 能 蛋 （5）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体 白
（6）提供营养：卵清蛋白为胚胎的发育提供氨基酸源。
15．今有一化合物，其分子式是C55H70O19N10，已 知将其彻底水解后只得到下列四种氨基酸： 问：
（1）该多肽是 十 肽。 （2）该多肽进行水解，需 9 个水分子，得到 4 个谷 氨酸分子， 3 个苯丙氨酸分子。 （3）蛋白质结构复杂，经加热、X射线、强酸、强 碱、重金属盐的作用，引起蛋白质变性，其主要原 因是 空间结构的改变 。
例题：
7、假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一个 羧基，那么： （1）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成一条肽链，那么 该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 1 、 1 。 （2）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成两条肽链，那么 该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 2 、 2 。 （3）一个多肽化合物，由n个氨基酸构成m条肽链，那么该 多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 m 、 m 。
图中的哪个英文字母代表酶？ A
（09全国卷Ⅱ）32. （14分） 请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉 答案： 酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试 （ 1） 验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液， 斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。 （1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试 管标号，请用这些符号完成下表实验设计（把答案填在答题卡上相应的 表格中）。
4、10个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有 7 个肽键，失去 7 个水分子。
高一上册生物大分子知识点
高一上册生物大分子知识点
生物大分子是构成生物体的重要组成部分，包括碳水化合物、
脂质、蛋白质和核酸。
它们在维持生命活动中发挥着重要的作用。
本文将详细介绍这些生物大分子的基本特点和功能。
1. 碳水化合物
碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物。
它们
的结构多样，包括单糖、双糖和多糖三种形式。
碳水化合物是生
物体的重要能量来源，也参与了细胞膜的结构和细胞信号传导等
生物过程。
2. 脂质
脂质是由长链脂肪酸和甘油组成的，不溶于水的有机化合物。
脂质在生物体中起到储能、保护和绝缘等作用。
常见的脂质包括
脂肪、磷脂和类固醇。
磷脂是构成细胞膜的主要组成部分，它通
过疏水和亲水的特性，使得细胞膜具有半透性。
3. 蛋白质
蛋白质是由氨基酸组成的高分子化合物。
它们在生物体中广泛
存在，并担任多种功能。
蛋白质可参与代谢过程、结构支持、运
输物质、免疫防御等生物活动。
蛋白质的结构包括原发结构、二级结构、三级结构和四级结构，这些结构决定了蛋白质的功能。
4. 核酸
核酸是由核苷酸组成的高分子化合物。
它们的两种主要形式是DNA和RNA。
DNA是生物体遗传信息的载体，存储了生物体的遗传指令。
RNA在蛋白质合成过程中起着搬运遗传信息的作用。
核酸的结构包括磷酸基团、五碳糖和氮碱基。
以上是高一上册生物大分子的基本知识点。
通过对生物大分子的学习，我们可以更好地理解生命的构成和运作机理。
生物大分子
生物大分子像氨基酸、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。
生物大分子是构成生命的基础物质，包括蛋白质、核酸、碳氢化合物等。
生物大分子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。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂质、糖类。
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，实际上生物大分子的特点在于其表现出的各种生物活性和在生物新陈代谢中的作用。
比如：某些多肽和某些脂类物质的分子量并未达到惊人的地步，但其在生命过程中同样表现出了重要的生理活性。
与一般的生物大分子并无二致。
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……生物大分子都可以在生物体内由简单的结构合成，也都可以在生物体内经过分解作用被分解为简单结构，一般在合成的过程中消耗能量，分解的过程中释放能量。
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。
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。
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。
在原始地球条件下，有两条路径可以达到脱水缩合以形成高分子：其一是通过加热，将低相对分子量的构成物质加热使之脱水而聚合；其二是利用存在于原始地球上的脱水剂来缩合。
前者常常是在近于无水的火山环境中进行，后者则可以在水的环境中进行。
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。
在生物大分子中除主要的蛋白质与核酸外，另外还有糖、脂类和它们相互结合的产物。
生物大分子的相互作用及其应用
生物大分子的相互作用及其应用生物大分子是指生命体中体积较大的有机分子，主要包括蛋白质、核酸、多糖等。
生物大分子之间的相互作用在生物学中扮演着非常重要的角色。
它们的相互作用不仅决定了大分子的结构和功能，也影响了细胞的代谢和信号传导等生命过程。
本文将探讨生物大分子的相互作用及其应用。
1. 蛋白质间的相互作用蛋白质是细胞中最广泛的生物大分子之一，不同的蛋白质之间通过各种相互作用形成复杂的结构和功能，其中最常见的相互作用包括：（1）氢键：氢键是一种非共价键，是两个分子之间氢原子和一个带有电负性较强的原子之间的相互作用。
在蛋白质中，氢键通常存在于相邻的氨基酸残基之间，通过氢键的形成，可以使蛋白质分子稳定起来。
（2）疏水作用：疏水作用是指聚集在水中的蛋白质分子对于水的排斥作用。
在蛋白质中，疏水残基（如丙氨酸、甲氨酸等）通常会聚集在分子的内部，这种聚集形成了疏水核，并通过疏水作用来维持分子的结构。
（3）离子键：离子键是通过正负离子之间的相互作用形成的一种非共价键。
在蛋白质中，对于氨基酸残基中带正电荷的Lys和Arg，会与带负电荷的Asp和Glu形成离子键，这种离子键的形成对于蛋白质分子的稳定至关重要。
蛋白质之间的相互作用不仅决定了蛋白质的结构和功能，也决定了蛋白质在细胞中的各种生物学过程中的作用。
例如，在细胞信号传导过程中，蛋白质的相互作用可以使信号传导途径得以进行和调节。
2. 核酸间的相互作用核酸是细胞中另一种广泛存在的生物大分子，塞斯塔不塞密奥通过两个主要的核酸分子（DNA和RNA）承载了生命的遗传信息。
核酸分子的双链结构通过氢键的形成将两条链合并在一起。
而核酸之间的相互作用主要体现在形成二级结构、三级结构以及四级结构等层次上。
（1）磷酸二酯键：核酸分子内部的磷酸二酯键是形成核酸分子链的基本成分，磷酸二酯键存在于核酸分子的糖分子之间。
它通过氢键的形成，将两条链合并在一起形成双链结构。
（2）氢键：与蛋白质相似，核酸分子内部的氢键也是相邻的核苷酸残基间的相互作用。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能1. 引言1.1 生物大分子的定义生物大分子是生物体内含量较大的分子，在生物界中存在着许多种类，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些大分子在细胞中具有重要的生命功能，是构成生物体的基本单位。
生物大分子具有复杂的结构，通过特定的空间构型和化学成分，参与了细胞的生长、代谢、遗传等各项生命活动。
生物大分子的结构和功能之间存在着密切的联系。
不同种类的生物大分子在细胞内扮演着不同的角色，如蛋白质参与酶反应、传递信息和提供支持；核酸负责遗传信息的传递和蛋白质合成；多糖提供能量储备和结构支持；脂质构成细胞膜、维持细胞结构等。
这些大分子之间相互作用，共同维持了生物体内复杂而有序的生命活动。
生物大分子的研究对于解析生物体内的各种生命现象具有重要意义。
通过深入了解生物大分子的结构和功能，可以揭示生命活动的机理，从而为疾病治疗、新药开发和生物工程领域提供重要的理论基础和科学依据。
生物大分子的研究将为人类对生命的认识提供更深入的理解，并有望带来许多新的科学突破和技术革新。
深入探索生物大分子的结构和功能，具有重要的科学意义和应用前景。
1.2 生物大分子的重要性生物大分子是构成生物体的重要组成部分，具有极其重要的功能和作用。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，在维持生命活动、传递遗传信息、调节代谢等方面起着不可或缺的作用。
蛋白质是生物体内功能最为广泛的大分子之一，它们参与了广泛的生物学过程，包括酶催化、结构支持、运输、免疫和激素等。
蛋白质的种类和结构多样，可以根据其氨基酸序列和折叠方式不同而具有不同的功能。
核酸是存储和传递生物体遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。
DNA携带着遗传信息，而RNA在蛋白质合成过程中起着重要角色。
核酸的结构特异性决定了其在生物体内的功能。
多糖在生物体内具有储能、支持和保护等功能，包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在细胞结构和机能中发挥着重要作用。
脂质是生物体内重要的结构和代谢物质，包括脂肪、磷脂和固醇等。
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蛋白质一级结构与功能的关系
1. 相似结构表现相似的功能 (不同动物来
源的胰岛素)
2. 不同结构具有不同的功能 (催产素与抗
利尿激素) 3. 一级结构的改变与分子病 (镰刀状红细 胞性贫血)
镰刀形红细胞贫血
HbA β 肽 链 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · ·C(146) HbS β 肽链 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · ·C(146)
机体生物大分子的结构 和功能
概述
一、生物大分子的概念 二、蛋白质的结构和功能 三、核酸的结构和功能
四、多糖的结构和功能
五、生物大分子功能特性与共性
一、生物大分子的概念
生物体内由小分子如氨基酸、核苷酸等聚合而 成的种类繁多、结构复杂、功能多样的高分子 物质称为生物大分子（macromolecule） 。
包括蛋白质、核酸和高分子的碳氢化合物 分子量 104—1012
二、蛋白质的结构和功能
蛋白质的结构
蛋白质由20种L-a-氨基酸组成，他们在化学结 构上具有共同的特点：
氨基酸决定蛋白质的功能
氨基酸不同 R基不同 理化性质不同
功能不同理化性质不同蛋白质空间 Nhomakorabea构象不同
两性电解质（电泳的原理）
等电点(PI)：蛋白质或两性电解质(如氨基酸)所带净电荷为
零时溶液的pH，此时蛋白质或两性电解质在电场中的迁移率为
零。符号为pI。
溶液PH≥PI 溶液PH≤PI
呈酸性 呈碱性
正极 负极
必须氨基酸：甲携（缬）来一本亮色书（苏）
肽键与多肽
两个氨基酸脱水缩合形成的化学键叫做肽键，三 个以上氨基酸形成的肽称为多肽
蛋白质的一级结构
多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构，也是 蛋白质的最基本的结构，是由基因上的遗传密码决定的， 20种氨基酸 无数种蛋白质 1953年，Sanger等首先测出世界上第一种蛋白质的一级结 构——胰岛素，
3、RNA的结构与功能
(1) mRNA的结构与功能
(2) tRNA的结构与功能 (3) rRNA的结构与功能
(4) 其他RNA分子
(1) mRNA的结构与功能
(2) tRNA的结构与功能
(3) rRNA的结构与功能
mRNA 细胞中含量 5%—10% 分子量 （1-5）x105—2x106 大小悬殊 碱基或核苷酸 特点 无稀有碱基
蛋白质与核酸
tRNA tRNA起始因子、延 长因子、氨基酸激 活酶、ATP GTP等
DNA
mRNA
蛋白质
rRNA 核糖体 核糖体蛋白
生理止血
止血
血液凝固
抗凝系统
纤维蛋白 降解系统
完成血管再 通功能
使血液凝固
保证凝血只 发生在受损 的血管周围
是应用免疫学基本原理——抗原抗体反应，即抗原与 抗体特异性结合的原理，通过化学反应使标记抗体的显色 剂（荧光素、酶、金属离子、同位素）显色来确定组织细 胞内抗原（多肽和蛋白质），对其进行定位、定性及定量 的研究，称为免疫组织化学技术(immunohistochemistry) 或免疫细胞化学技术(immunocytochemistry)。
四、多糖
均一多糖 水解产物只有一种单糖，如 淀粉、纤维素、糖原。 杂多糖 水解产物是两种或两种以上 的单糖或单糖衍生物，如阿拉伯胶水解 产物为半乳糖和阿拉伯糖。
多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千 万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1， 4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成直链，也可以形成支链， 直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素） 连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。
抗体的作用
自我保护 清除侵入人体内的微生物、寄生虫以及人体自身产
生的细胞碎片等异物
主动免疫 疫苗的接种，使机体产生抗体，增加机体对致病菌
的抵抗能力
疾病检测
医学实验
检测人体内是否存在某种抗体可以相应的判断是
否得病，如乙肝、艾滋等 利用特异性抗体进行组织学的免疫组化得研究
科学研究
Western Blot 免疫沉淀法等检测蛋白质
蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球 状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使 其功能，称为结构域。
纤连蛋白分子的结构域
蛋白质的四级结构
是由具有独立三级结构的肽链（亚基）组装而
成，亚基与亚基之间通过非共价键（范德华力）
聚合而构成一定的空间构象。亚基的数量可以 是数个也可以是数千个，可以相同也可以不同。
功能
通过复制把贮存的遗传信息，随着细胞 的分裂传递给子细胞。
半保留复制
以母链为模板合成子链，子链中两条链 一条来自母细胞，一条是新合成的。 复制方向 从母链的3’端开始，复制方向是按5’ 3’进行。 复制的半不连续性 前导链 后随链 冈崎片段 引物 RNA引物 复制子 是DNA复制是从一个DNA复制起点开始，最 终由这个起点起始的复制叉完成的片段，30-300Kb。 转录 DNA RNA
蛋白质的二级结构主要靠相互氨基酸残基之间 通过氢键和二硫键维系。
主要的蛋白质二级结构有：α-螺旋、β-折叠。 肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白细胞外基质中的 胶原蛋白主要是α-螺旋。 丝蛋白几乎全部为β-折叠。
α-螺旋(α-helix)
都是右手螺旋，每个螺旋包括3.6个氨基酸，13个原子， 螺距为0.54nm，半径为0.23nm。
酶的活性中心
处于多肽链不同位置的氨基酸残基的侧链基团在形成空间构象时互相 靠近，形成特定的可以识别和催化底物的区域。结合基团和催化基团
抗体
抗体（antibody）指 机体的免疫系统在抗原 刺激下，由B淋巴细胞 或记忆细胞增殖分化成 的浆细胞所产生的、可 与相应抗原发生特异性 结合的免疫球蛋白。主 要分布在血清中，也分 布于组织液及外分泌液 中
蛋白质折叠的原则：
#多肽链骨架氨基上的氢与羰基上的氧可以形成数量庞大的氢键； #极性亲水性氨基酸残基主要分布在分子的外侧，非极性疏水性氨基 酸残基主要分布在分子内部； #静电相互作用既可使氨基酸残基彼此靠近，也可导致它们彼此分开， 具体要看它们带何种电荷； #半胱氨酸之间可以形成二硫键。
蛋白质的二级结构
蛋白质的分类
形状：球状蛋白、纤维蛋白 酸碱性：酸性蛋白、碱性蛋白 功能：结构蛋白、调控看白、转运蛋白等 组份：单纯蛋白、结合蛋白
蛋白质的功能
结构和支持作用：胶原蛋白、膜蛋白 催化作用：各种酶 传递和运输作用：血红蛋白
免疫保护作用：抗体
调节作用：肽类激素 收缩作用：肌动蛋白和肌球蛋白
三、核酸的结构和功能
组成核酸的五种碱基和两种戊糖
核酸的分子结构
DNA和RNA的区别
类别 DNA RNA
碱基 AGCT AGCU
戊糖 脱氧戊糖 戊糖
结构 双链 单链
部位 主要位于细胞核
功能 遗传信息载体
主要存在与细胞质 遗传表达
2、DNA的结构和功能 双螺旋结构
反向平行 碱基互补配对：A=T,C=G 碱基在中间 脱氧核糖和 磷酸构成外围 骨架 直径2nm，螺距3.4nm，内 含10个碱基
rRNA 60%—80% （0.6—12）x106
无特殊
结构特点
基本上呈线形，部分 节段可能绕成环形
线形，某些节段 可能成双螺旋结 构
位置 功能作用
细胞质的可溶部分 转录DNA的遗传信息 模板
细胞质中， 核糖体组成部分，合 成核糖体自身蛋白
(4) 其他RNA分子
核内小RNA（snRNA） 胞质小RNA （scRNA） 小片段干涉 RNA（反义RNA） 与mRNA结合，抑制其表达，是一种表达 调控机制。
多糖的功能
多糖的主要功能是供能。
构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；
作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉； 特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺 炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用，ABO血型。
五、生物大分子的功能特性与共性
（一）作用的专一性
1、底物专一性 如精氨酸酶只能催化L-精氨酸为L-鸟氨
β-折叠(β-sheet)
由伸展的多肽链组成的。 折叠片的构象是通过一个肽 键的羰基氧和位于同一个肽 链或相邻肽链的另一个酰胺 氢之间形成的氢键维持的。 氢键几乎都垂直伸展的肽链， 这些肽链可以是平行排列 （走向都是由N到C方向）； 或者是反平行排列（肽链反 向排列）。
要求：侧链R基较小
蛋白质的三级结构
蛋白质的三级结构除了氢键和二硫键外，还依
靠各种氨基酸侧链之间的疏水键、离子键等。
主要有模体和结构域
模体(motif)
在许多蛋白质 分子中，可发现 二个或三个具有 二级结构的肽段， 在空间上相互接 近，形成一个特 殊的空间构象， 被称为模体。
钙结合蛋白中结合钙 离子的模体
锌指结构
结构域(domain)
二、作用的配合与协调
变构效应(allosteric effect) 蛋白质空间结构的改变伴随
其功能的变化，称为变构效应。
蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管 其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其 功能，严重时可导致疾病发生。
说明：生物体的各种活动都是成千上万种大分子相互
配合、彼此协调的结果
并非只要蛋白质的氨基酸序列发生改变蛋白质的 结构和功能就会改变，如细胞色素C，这个蛋白质 的氨基酸可以被置换10个，仍不影响其功能。只有 当氨基酸的改变影响到蛋白质的空间构象尤其是功 能域的构象时才能导致功能的改变。此外，这种改 变必须的发生在外显子上。
蛋白质的三维结构
（二）蛋白质的构象，即蛋白质的三维结构，包括二、三、四级结构。 蛋白质序列必须经过有效折叠才能形成活性分子。