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生物化学检验教案|大学生物化学教案

更新时间:2019-02-09 来源:化学教案

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  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12011202

  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C-2、C-3)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、D-2-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:α-D吡喃葡萄糖连接键:α-1,4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:α-D吡喃葡萄糖连接键:主链为α-1,4糖苷键;分支处为α-1,6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:

  β-D-葡萄糖醛酸-1,3-N-乙酰氨基葡萄糖

  2)连接键:β-1,4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Hb,Mb,NGB。

  5)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?6.25

  2.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。

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