1、生物有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)介有機(jī)化合物來(lái)源來(lái)源: :每固定每固定mol的的CO2就儲(chǔ)存了能量。就儲(chǔ)存了能量。6CO2 +6H2OC6H12O6 + 6O2 綠色植物既是一個(gè)龐大而復(fù)雜的有機(jī)化合綠色植物既是一個(gè)龐大而復(fù)雜的有機(jī)化合物制造廠，又是一個(gè)巨大而又靈巧的能量轉(zhuǎn)物制造廠，又是一個(gè)巨大而又靈巧的能量轉(zhuǎn)化站。化站。17.10.1 17.10.1 糖類(lèi)糖類(lèi) （1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu) 開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)：甘油醛甘油醛丁醛糖丁醛糖戊醛糖戊醛糖己醛糖己醛糖CHOCHOHCHOHCH2OHCHOCHOHCH2OHCHOCHOHCHOHCHOHCHOHCH2OHCHOCHOHCHOHCHOHCH2OHCH2OH

2、C=OHOCHHCOHHCOHCH2OH17.10.1 糖類(lèi)糖類(lèi) 己酮糖己酮糖己醛糖己醛糖 C H OC H O HC H O HC H O HC H O HC H2O HHCHOOHCH2OHCHOOHHOOHOHCH2OHCH2OHOHOOHOHCH2OHD-D-甘油醛甘油醛 D-D-葡萄糖葡萄糖 D-D-果糖果糖 D D-Fructose 糖分子中編號(hào)最大的手性碳原子，糖分子中編號(hào)最大的手性碳原子，如與如與D-甘油醛的甘油醛的構(gòu)型相同，則記為構(gòu)型相同，則記為D-構(gòu)型，反之記為構(gòu)型，反之記為L(zhǎng)-構(gòu)型。構(gòu)型。自然界的糖大多數(shù)是自然界的糖大多數(shù)是型糖。型糖。（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu)HC

3、HOOHHOHHOHHOHCH2OHCHOOHHOOHOHCH2OHCHOCH2OH葡萄糖是一種己醛糖：葡萄糖是一種己醛糖：（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu)己醛糖分子中有己醛糖分子中有4個(gè)手性碳，個(gè)手性碳，8對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，葡對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，葡萄糖是其中的一對(duì)。萄糖是其中的一對(duì)。D-D-葡萄糖葡萄糖C=OCH2OHHOHOHHHHOCH2OHC=OCH2OHCH2OHC=O或或果糖是一種己酮糖：果糖是一種己酮糖：己酮糖分子中有己酮糖分子中有3個(gè)手性碳，個(gè)手性碳，4對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，果對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，果糖是其中的一對(duì)。糖是其中的一對(duì)。D-D-果糖果糖HOHHHOOHHHCH2OHOHHOHCHOOHHHO

4、OHHOHHCH2OHHOHHHOOHHHCH2OHHOHO-型型-型型半縮醛羥基半縮醛羥基半縮醛羥基半縮醛羥基D-型型將半縮醛將半縮醛( (酮酮) )羥基與確定構(gòu)型的羥基在同側(cè)為羥基與確定構(gòu)型的羥基在同側(cè)為構(gòu)型，構(gòu)型，在異側(cè)為在異側(cè)為構(gòu)型。構(gòu)型。 單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁堑沫h(huán)狀結(jié)構(gòu)：（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu)游離單糖常以環(huán)狀和開(kāi)鏈形式的平衡混合物存在，游離單糖常以環(huán)狀和開(kāi)鏈形式的平衡混合物存在，例如，例如，D D葡萄糖在水溶液中有以下存在形式：葡萄糖在水溶液中有以下存在形式： CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OHOOHHHHOHOHHOHHOHOHHHHOHOHHOHOHOH-

5、葡萄糖葡萄糖-葡萄糖葡萄糖 0.003% 0.003% 36%36%64%64%單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁堑沫h(huán)狀結(jié)構(gòu)：（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu)OC=HOHOHCH2OHOHOH124356 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OOHOHOHCH2OHHOHOOHOHOHOHCH2OH（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu) -D-D-呋喃果糖呋喃果糖-D-D-呋喃果糖呋喃果糖123456CH2OHOOHOHOHCH2OHHOH2COHCH2OHOHOHO123456CH2OHOHCH2OHOHOHO123456 果糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)：果糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)：（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)

6、構(gòu)CH2OHOHOHOHOCH2OHOHOHOHOCHOOHOHCH2OHOH- D-ribofuranose - D-ribofuranose -D-呋喃核糖呋喃核糖 -D-呋喃核糖呋喃核糖（1 1）單糖的結(jié)構(gòu)）單糖的結(jié)構(gòu)與另一含活潑氫的化合與另一含活潑氫的化合物物生成糖苷。生成糖苷。半縮醛（酮）羥基又稱(chēng)半縮醛（酮）羥基又稱(chēng)。例如：例如：-D-D-葡萄糖在干燥氯化氫催化下，與無(wú)水甲醇作葡萄糖在干燥氯化氫催化下，與無(wú)水甲醇作用生成甲基用生成甲基-D-D-葡萄糖苷；葡萄糖苷；-D-D-葡萄糖在同樣條件下形成甲基葡萄糖在同樣條件下形成甲基-D-D-葡萄糖苷。葡萄糖苷。（）單糖成苷反應(yīng)（）單糖成苷反

7、應(yīng)OHHH CH2OHOH OH OH HHOHOHHH CH2OHOH OH OH HHOH糖苷的名稱(chēng)由三部分組成：配基糖苷的名稱(chēng)由三部分組成：配基+ +糖的殘基糖的殘基+ +（糖）苷（糖）苷OHHH CH2OHOH OH OH HHOCH3甲基甲基 - -D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷OHHH CH2OHOH OH OH HHOCH3甲基甲基 - -D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷CH3OHH+CH3OHH+ -苷鍵苷鍵 -苷鍵苷鍵配基配基（）單糖成苷反應(yīng)（）單糖成苷反應(yīng)NHNOOOHOOHHOCNHNOOOHOOHHOOOHHOSOOHN OSO2KCH2CH CH2H氮苷（尿苷）氮苷（尿苷）

8、 碳苷（偽尿苷）碳苷（偽尿苷） 硫苷（黑芥子苷）硫苷（黑芥子苷）它們酸性水解的產(chǎn)物分別是什么？它們酸性水解的產(chǎn)物分別是什么？糖苷廣泛存在于自然界，很多具有生理活性，是許多糖苷廣泛存在于自然界，很多具有生理活性，是許多中草藥的主要成份。低聚糖和多糖也都是糖苷存在的中草藥的主要成份。低聚糖和多糖也都是糖苷存在的一種形式。一種形式。（）單糖成苷反應(yīng)（）單糖成苷反應(yīng)（）單糖成苷反應(yīng)（）單糖成苷反應(yīng)（1）麥芽糖是由兩分子葡萄糖通過(guò)）麥芽糖是由兩分子葡萄糖通過(guò)-1,4-糖苷鍵相連而成。糖苷鍵相連而成。 （2） 麥芽糖分子中保留了一個(gè)半縮醛羥基，是還原糖。麥芽糖分子中保留了一個(gè)半縮醛羥基，是還原糖。O CH

9、2OHOH OH HOO CH2OHOH OH OOH成苷部分成苷部分未成苷部分未成苷部分17.10.2 氨基酸氨基酸.蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和核酸核酸 蛋白質(zhì)和核酸是生命體中最重要的物質(zhì)，蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和核酸是生命體中最重要的物質(zhì)，蛋白質(zhì)是與生命起源和生命活動(dòng)密切相關(guān)的最重要物質(zhì)；是與生命起源和生命活動(dòng)密切相關(guān)的最重要物質(zhì)；核酸則是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸則是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。 生命體內(nèi)用于合成蛋白質(zhì)的氨基酸共有生命體內(nèi)用于合成蛋白質(zhì)的氨基酸共有2020種。氨基種。氨基酸是分子中既有羧基，又有氨基的雙官能團(tuán)化合物。酸是分子中既有羧基，又有氨基的雙官能團(tuán)化合物。 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，氨基酸可分為鏈狀根據(jù)化學(xué)結(jié)

10、構(gòu)的差異，氨基酸可分為鏈狀. .碳環(huán)和雜環(huán)碳環(huán)和雜環(huán)三類(lèi)氨基酸；根據(jù)氨基和羧基相對(duì)數(shù)目的多少，又可三類(lèi)氨基酸；根據(jù)氨基和羧基相對(duì)數(shù)目的多少，又可分為酸性分為酸性. .中性和堿性氨基酸中性和堿性氨基酸 。常見(jiàn)氨基酸則多用俗。常見(jiàn)氨基酸則多用俗稱(chēng)。蛋白質(zhì)水解得到的稱(chēng)。蛋白質(zhì)水解得到的2020種氨基酸均為種氨基酸均為-氨基酸，除氨基酸，除甘氨酸外，全部為左旋氨基酸（甘氨酸外，全部為左旋氨基酸（L L表示）表示） （）（）氨基酸的氨基酸的構(gòu)型和存在形式構(gòu)型和存在形式構(gòu)型（用表示）構(gòu)型（用表示） - -氨基酸通式氨基酸通式 L L型型 - -氨基酸氨基酸 D D型型 - -氨基酸氨基酸 L-L-甘油醛甘

11、油醛R-CH-COOHNH2除甘氨酸，天然除甘氨酸，天然 - -氨基酸都是有旋光的，氨基酸都是有旋光的，而且都是而且都是L L型的。型的。COOHNH2HRCOOHH2NHRCHOHOHCH31.氨基酸氨基酸存在形式：氨基酸都以偶極離子的形式存在。存在形式：氨基酸都以偶極離子的形式存在。 組氨酸組氨酸CH3-CH-COO-NH3+HO2C(CH2)2-CH-COO-NH3+CH2-CH-COO-NH3+NNH谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸（）（）氨基酸的氨基酸的構(gòu)型和存在形式構(gòu)型和存在形式 氨基酸既含有氨基，又含有羧基，他們的性氨基酸既含有氨基，又含有羧基，他們的性質(zhì)集中地表現(xiàn)在這兩個(gè)官能團(tuán)上質(zhì)集中

12、地表現(xiàn)在這兩個(gè)官能團(tuán)上 。RCHCOOH NH2 酯化酯化成鹽成鹽脫羧脫羧與亞硝酸反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)與醛酮反應(yīng)與醛酮反應(yīng)烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng)成鹽成鹽（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn) 氨基酸既含有氨基，又含有羧基，顯示出酸和氨基酸既含有氨基，又含有羧基，顯示出酸和堿的兩重性質(zhì)，它既可以跟酸反應(yīng)生成成鹽，又堿的兩重性質(zhì)，它既可以跟酸反應(yīng)生成成鹽，又可以跟堿反應(yīng)生成鹽，可以跟堿反應(yīng)生成鹽，R-CH-COOHNH2 + HClR-CH-COOHNH3 + Cl-+ NaOHR-CH-COO- NH2 + Na+R-CH-COOHNH2 （3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸的

13、兩性電離和等電點(diǎn)當(dāng)沒(méi)有外界酸堿介質(zhì)存在時(shí)，它還可以當(dāng)沒(méi)有外界酸堿介質(zhì)存在時(shí)，它還可以 發(fā)生分子內(nèi)電離，以兩性離子的形式存在。發(fā)生分子內(nèi)電離，以兩性離子的形式存在。H2N-CH-COOH H3N+-CH-COO- RR內(nèi)鹽內(nèi)鹽（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)CH3CH COONH3+H2OH2O+ H3O+NH2COOCHCH3+ OHNH3+COOHCHCH3（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸

14、的兩性電離和等電點(diǎn) 正離子正離子 兩性離子兩性離子 負(fù)離子負(fù)離子pHpI N N H H3 3+ +C C O O O O- -O O H H- -H H+ +O O H H- -H H+ +N N H H3 3+ +C C O O O O H HC CH HR RN N H H2 2C C O O O O- -C CH HR RC CH HR R（3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)（3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)紙電泳紙電泳: pH pI, 樣品帶負(fù)電荷，樣品點(diǎn)向陽(yáng)極移動(dòng)樣品帶負(fù)電荷，樣品點(diǎn)向陽(yáng)極移動(dòng) pH = pI, 樣品不帶電荷，樣品點(diǎn)

15、不移動(dòng)樣品不帶電荷，樣品點(diǎn)不移動(dòng)（3 3）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)）氨基酸的兩性電離和等電點(diǎn)RCH + HCCOOHNH2R HOOCH2N CHHNCCHNHCRROO+ 2H2OCHHNCCHNHCRROO濃鹽酸100。CH3+NCHCNROCHCOOHCl-RHCONHH3N+CH CONH CH CONH CHCH3CH2SHCH2CH(CH3)2COO-H3N+CH CONH CH CONH CHCH3CH2SHCH2CH(CH3)2COO-C C NC OH肽鍵的結(jié)構(gòu)肽鍵的結(jié)構(gòu):具有雙鍵性質(zhì)，不具有雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)能自由旋轉(zhuǎn) 6個(gè)原子都在同一平面上，兩個(gè)個(gè)原子都在同一平面上，

16、兩個(gè)-碳處于反碳處于反式，式，O和和H原子處于反式。原子處于反式。CCNCCNCCNCCNCHHHHOOOOHRHRRH酰胺鍵的平面關(guān)系酰胺鍵的平面關(guān)系肽單元的空間結(jié)構(gòu)特征：肽單元的空間結(jié)構(gòu)特征：1.肽單元是平面結(jié)構(gòu)，組成肽單元的六個(gè)原子共平面。肽單元是平面結(jié)構(gòu)，組成肽單元的六個(gè)原子共平面。2.肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，使肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，使C-N之間的旋轉(zhuǎn)受到阻礙。之間的旋轉(zhuǎn)受到阻礙。3.肽鍵一般呈反式構(gòu)型。肽鍵一般呈反式構(gòu)型。3. 核核 酸酸核酸核酸(nucleic acid)：是一類(lèi)含磷的酸性生物高分子化合物，是一類(lèi)含磷的酸性生物高分子化合物，由于最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)胞核，故稱(chēng)為核酸。由于最早發(fā)

17、現(xiàn)于細(xì)胞核，故稱(chēng)為核酸。根據(jù)其組成，核酸可分為兩大類(lèi)：根據(jù)其組成，核酸可分為兩大類(lèi)：核糖核酸核糖核酸(ribonucleic acid 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)RNA)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)DNA)。前者前者90存在于細(xì)胞質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)，10存在于細(xì)胞核中，存在于細(xì)胞核中，而后者而后者98以上存在于細(xì)胞核中。以上存在于細(xì)胞核中。D-2-脫氧核脫氧核糖的核苷糖的核苷+磷酸磷酸D-核糖核糖+堿基堿基核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸D-核糖的核苷核糖的核苷+磷酸磷酸核核酸酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核糖脫氧核糖核甘酸核甘酸D-2-脫氧核糖脫氧核糖+堿基

18、堿基聚合聚合聚合聚合核核酸酸 核 糖 核 酸核 糖 核 酸(RNA)(RNA)脫氧核糖核脫氧核糖核酸酸(DNA) (DNA) 水水解解產(chǎn)產(chǎn) 物物磷酸磷酸 磷磷 酸酸磷磷 酸酸戊糖戊糖 D-D-核糖核糖D-2-D-2-脫氧核脫氧核糖糖雜雜環(huán)環(huán)堿堿嘌堿嘌堿呤呤腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)，鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤(G)(G)腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)，鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤(G)(G) 嘧啶嘧啶堿堿胞嘧啶胞嘧啶(C)(C)，尿嘧啶尿嘧啶(U)(U)胞嘧啶胞嘧啶(C)(C)，胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T)(1) (1) 核酸的組成核酸的組成戊糖戊糖: 有有D-核糖和核糖和D-2-脫氧核糖脫氧核糖OOHHHOH2CHHHOH OHOOHHHOH2CHHHOH H -D-核糖 -D-2-脫氧核糖(1) (1) 核酸的組成核酸的組成 堿基堿基: 主要有嘧啶堿和嘌呤堿兩類(lèi)。主要有嘧啶堿和嘌呤堿兩類(lèi)。 NNHNNHOONNHONH2HNNHOOCH3嘧啶 尿嘧啶(U) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T)NNNHNNNNHNNH2HNNOH2NNHN嘌呤 腺嘌呤(A) 鳥(niǎo)嘌呤(G)(1) (1) 核酸的組成核酸的組成核苷核苷: : 核苷是由核糖或脫氧核糖以核苷是由核糖或脫氧核糖以C C1 1上的羥基與上的羥