糖类与蛋白质的分析方法
实验一、糖的呈色反应和定性鉴定
目的要求
(1) 学习鉴定糖类及区分酮糖和醛糖的方法。
(2) 了解鉴定还原糖的方法及其原理。
Ⅰ. Molish反应——α-萘酚反应
实验原理
糖在浓硫酸或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与α-萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环，因此又称紫环反应。自由存在和结合存在的糖均呈阳性反应。此外，各种糠醛衍生物、葡萄糖醛酸以及丙酮、甲酸和乳酸均呈颜色近似的阳性反应。因此，阴性反应证明没有糖类物质的存在；而阳性反应，则说明有糖存在的可能性，需要进一步通过其他糖的定性试验才能确定有糖的存在。
试剂
Molish试剂：取5g α-萘酚用95%乙醇溶解至100mL，临用前配制，棕色瓶保存。
1%葡萄糖溶液；1%蔗糖溶液；1%淀粉溶液。
操作方法
取试管，编号，分别加入各待测糖溶液1 mL，然后加两滴Molish试剂，摇匀。倾斜试管，沿管壁小心加入约1mL浓硫酸，切勿摇动，小心竖直后仔细观察两层液面交界处的颜色变化。用水代替糖溶液，重复一遍，观察结果。
Ⅱ. 蒽酮反应
实验原理
糖经浓酸作用后生成的糠醛及其衍生物与蒽酮（10-酮-9，10-二氢蒽）作用生成蓝绿色复合物。
试剂
蒽酮试剂：取0.2g 蒽酮溶于100mL 浓硫酸中，当日配制。
待测糖溶液，同Molish试验。
操作方法
取试管，编号，均加入1mL蒽酮溶液，再向各管滴加2 ~ 3滴待测糖溶液，充分混匀，观察各管颜色变化并记录。
Ⅲ. 酮糖的Seliwanoff反应
实验原理
该反应是鉴定酮糖的特殊反应。酮糖在酸的作用下较醛糖更易生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚作用生成鲜红色复合物，反应仅需20-30秒。醛糖在浓度较高时或长时间煮沸，才产生微弱的阳性反应。
试剂
Sediwanoff试剂：0.5g 间苯二酚溶于1升盐酸（H2O∶HCl=2∶1）(V/V)中，临用前配制。1%葡萄糖；1%蔗糖；1%果糖。
操作方法
取试管，编号，各加入Sediwanoff试剂1mL，再依次分别加入待测糖溶液各4滴，混匀，同时放入沸水浴中，比较各管颜色的变化过程。
Ⅳ. Fehling试验
实验原理
费林试剂是含有硫酸铜和酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液。硫酸铜与碱溶液混合加热，则生成黑色的氧化铜沉淀。若同时有还原糖存在，则产生黄色或砖红色的氧化亚铜沉淀。
为防止铜离子和碱反应生成氢氧化铜或碱性碳酸铜沉淀，Fehlin试剂中加入酒石酸钾钠，它与Cu2＋形成的酒石酸钾钠络合铜离子是可溶性的络离子，该反应是可逆的。平衡后溶液内保持一定浓度的氢氧化铜。费林试剂是一种弱的氧化剂，它不于酮和芳香醛发生反应。
试剂
试剂甲：称取34.5g硫酸铜溶于500mL蒸馏水中。
试剂乙：称取125g NaOH 137g酒石酸钾钠溶于500mL蒸馏水中，贮存于具橡皮塞玻璃瓶中。临用前，将试剂甲和试剂乙等量混合。
1%葡萄糖溶液；1%蔗糖溶液；1%淀粉溶液。
操作方法
取试管，编号，各加入Fehlin试剂甲和乙1mL。摇匀后，分别加入4滴待测糖溶液，置沸水浴中加热2 ~ 3min，取出冷却，观察沉淀和颜色变化。
Ⅴ. Benedict试验
实验原理
Benedict试剂是Fehling试剂的改良。Benedict试剂利用柠檬酸作为Cu2+的络合剂，其碱性较Fehling试剂弱，灵敏度高，干扰因素少。
试剂
Benedict试剂：将170g 柠檬酸钠和100g 无水碳酸钠溶于800mL水中；另将17g硫酸铜溶于100mL热水中。将硫酸铜溶液缓缓倾入柠檬酸钠-碳酸钠溶液中，边加边搅，最后定容至1000mL。该试剂可长期使用。
1%葡萄糖溶液；1%蔗糖溶液；1%淀粉溶液。
操作方法
取试管，编号，分别加入2mL Benedict试剂和4滴待测糖溶液，沸水浴中加热5分钟，取出后冷却，观察各管中的颜色变化。
Ⅵ. Barfoed试验
实验原理
在酸性溶液中，单糖和还原二糖的还原速度有明显差异。Barfoed试剂为弱酸性。单糖在Barfoed试剂的作用下能将Cu2+还原成砖红色的氧化亚铜，时间约为3分钟，而还原二糖则需20分钟左右。所以，该反应可用于区别单糖和还原二糖。当加热时间过长，非还原性二糖经水解后也能呈现阳性反应。
试剂
Barfoed试剂：16.7g 乙酸铜溶于近200mL水中，加1.5mL冰醋酸，定容至250mL即可。1%葡萄糖溶液；1%蔗糖溶液；1%淀粉溶液。
操作方法
取试管，编号，分别加入2mL Barfoed试剂和2 ~ 3滴待测糖溶液，煮沸2-3分钟，放置20分钟以上，比较各管的颜色变化。
注意事项
（1）Molish反应非常灵敏，0.001％葡萄糖和0.0001％蔗糖即能呈现阳性反应。因此，不可在样品中混入纸屑等杂物。当果糖浓度过高时，由于浓硫酸对它的焦化作用，将呈现红色及褐色而不呈紫色，需稀释后再做。
（2）果糖与Seliwanoff试剂反应非常迅速，呈鲜红色，而葡萄糖所需时间较长，且只能产生黄色至淡黄色。戊糖亦与Seliwanoff试剂反应，戊糖经酸脱水生成糠醛，与间苯二酚缩合，生成绿色至蓝色产物。
（3）酮基本身没有还原性，只有在变成烯醇式后，才显示还原作用。
（4）糖的还原作用生成氧化亚铜沉淀的颜色决定于颗粒的大小，Cu2O颗粒的大小又决定于反应速度。反应速度快时，生成的Cu2O颗粒较小，呈黄绿色；反应速度慢时，生成的Cu2O颗粒较大，呈红色。溶液中还原糖的浓度可以从生成沉淀的多少来估计，而不能依据沉淀的颜色来判断。
（5）Barfoed 反应产生的Cu2O沉淀聚集在试管底部，溶液仍为深蓝色。应注意观察试管底部红色的出现。
思考题
1. 列表总结和比较本实验六种颜色反应的原理和应用。
2. 运用本实验的方法，设计一个鉴定未知糖的方案。
实验二、总糖和还原糖的测定（一）
──费林试剂热滴定法
目的要求
掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用直接滴定法测定还原糖的方法。
实验原理
还原糖是指含有自由醛基（如葡萄糖）或酮基（如果糖）的单糖和某些二糖（如乳糖和麦芽糖）。在碱性溶液中，还原糖能将Cu2+、Hg2+、Fe3+、Ag+等金属离子还原，而糖本身被氧化成糖酸及其他产物。糖类的这种性质常被用于糖的定性和定量测定。
本实验采用费林试剂热滴定法。费林试剂由甲、乙两种溶液组成。甲液含硫酸铜和亚甲基蓝（氧化还原指示剂）；乙液含氢氧化钠，酒石酸钾钠和亚铁氰化钾。将一定量的甲液和乙液等体积混合时，硫酸铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜沉淀：2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4在碱性溶液中，所生成的氢氧化铜沉淀与酒石酸钠反应，生成可溶性的络合物酒石酸钾钠铜：
在加热条件下，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，酒石酸钾钠铜被还原糖还原，产生红色氧化亚铜沉淀，其反应如下：
反应生成的氧化亚铜沉淀与费林试剂中的亚铁氰化钾（黄血盐）反应生成可溶性复盐，便于观察滴定终点。Cu2O + K4Fe(CN)6 + H2O Cu2O + K4Fe(CN)6 +
H2OK2Cu2Fe(CN)6 + 2KOH
滴定时以亚甲基蓝为氧化－还原指示剂。因为亚甲基蓝氧化能力比二价铜弱，待二价铜离子全部被还原后，稍过量的还原糖可使蓝色的氧化型亚甲基蓝还原为无色的还原型的亚甲基蓝，即达滴定终点。根据样液量可计算出还原糖含量。
试剂和器材
一、试剂
费林试剂：
甲液：称取15g硫酸铜（CuSO4·5H2O）及0.05g亚甲基蓝，溶于蒸馏水中并稀释到1000mL。乙液：称取50g酒石酸钾钠及75g NaOH，溶于蒸馏水中，再加入4g亚铁氰化钾［K4Fe（CN）6］，完全溶解后，用蒸馏水稀释到1000mL，贮存于具橡皮塞玻璃瓶中。
0.1％葡萄糖标准溶液：准确称取1.000g经98～100℃干燥至恒重的无水葡萄糖，加蒸馏水溶解后移入1000mL容量瓶中，加入5mL浓HCl（防止微生物生长），用蒸馏水稀释到1000mL。
6mol/L HCl：取250mL浓HCl（35%～38%）用蒸馏水稀释到500mL。
碘－碘化钾溶液：称取5g碘，10g碘化钾溶于100mL蒸馏水中。
6mol/L NaOH：称取120gNaOH溶于500mL蒸馏水中。
0.1%酚酞指示剂。
二、材料
藕粉，淀粉。
三、器材
试管3.0×20cm（×1）；移液管5mL（×2）；烧杯100mL(×1); 250mL锥形瓶; 调温电炉; 滴
定管25mL(×1)。
操作方法
一、样品中还原糖的提取
准确称取1g藕粉，放在100mL烧杯中，先以少量蒸馏水调成糊状，然后加入约40mL蒸馏水，混匀，于50℃恒温水浴中保温20min，不时搅拌，使还原糖浸出混。过滤，将滤液全部收集在50mL的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，即为还原糖提取液。
二、样品中总糖的水解及提取
准确称取1g淀粉，放在大试管中，加入6mol/L HCl 10mL，蒸馏水15mL，在沸水浴中加热0.5h，取出1～2滴置于白瓷板上，加1滴I-KI溶液检查水解是否完全。如已水解完全，则不呈现蓝色。水解毕。冷却至室温后加入1滴酚酞指示剂，以6mol/L NaOH溶液中和至溶液呈微红色，并定容到100mL，过滤取滤液10mL于100mL容量瓶中，定容至刻度，混匀，即为稀释1000倍的总糖水解液，用于总糖测定。
三、空白滴定
准确吸取费林试剂甲液和乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加蒸馏水10mL。从滴定管滴加约9mL葡萄糖标准溶液，加热使其在2min内沸腾，准确沸腾30s，趁热以每2s 1滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积。平行操作3次，取其平均值，按下式计算：
式中：F──10mL费林试剂（甲液和乙液各5.00mL）相当于葡萄糖的量，mg；
C──葡萄糖标准溶液的浓度，mg/mL；
V──标定时消耗葡萄糖标准溶液的总体积，mL。
四、样品糖的定量测定
(1) 样品溶液预测定：吸取费林试剂甲液及乙液各5.00mL，置于250mL锥形瓶中，加蒸馏
水10mL，加热使其在2min内沸腾，准确沸腾30s，趁热以先快后慢的速度从滴定管中滴加样品溶液，滴定时要保持溶液呈沸腾状态。待溶液由蓝色变浅时，以每2s 1滴的速度滴定，直至溶液的蓝色刚好褪去为终点。记录样品溶液消耗的体积。
(2) 样品溶液测定：吸取费林试剂甲液及乙液各5.00mL，置于锥形瓶中，加蒸馏水10mL，加玻璃珠3粒，从滴定管中加入比与测试样品溶液消耗的总体积少1mL的样品溶液，加热使其在2min内沸腾，准确沸腾30s，趁热以每2s 1滴的速度继续滴加样液，直至蓝色刚好褪去为终点。记录消耗样品溶液的总体积。平行操作3次，取其平均值。
五、结果处理
其中：m──样品重量，g；
式中：F──10mL费林试剂（甲液和乙液各5.00mL）相当于葡萄糖的量，mg；
V──标定时平均消耗还原糖或总糖样品溶液的总体积，mL；
V1──还原糖或总糖样品溶液的总体积，mL；
1000──mg换算成g的系数。
注意事项
（1）费林试剂甲液和乙液应分别贮存，用时才混合，否则酒石酸钾钠铜络合物长期在碱性条件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓度降低。
（2）滴定必须是在沸腾条件下进行，其原因一是加快还原糖与Cu2＋的反应速度；二是亚甲基蓝的变色反应是可逆的，还原型的亚甲基蓝遇空气中的氧时会再被氧化为氧化型。此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中的氧所氧化。保持反应液沸腾可防止空气进入，避免亚甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加消耗量。
（3）滴定时不能随意摇动锥形瓶，更不能把锥形瓶从热源上取下来滴定，以防止空气进入反应溶液中。
思考题
在费林试剂热滴定法中为什么用亚甲基蓝作为滴定终点的指示剂？
用费林试剂热滴定法测定还原糖，为什么整个滴定过程必须使溶液处于沸腾状态？
在费林试剂热滴定法中样品溶液预测定有何作用？
实验三、总糖和还原糖的测定（二）
──3,5－二硝基水杨酸法
目的要求
掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用比色法测定还原糖的方法。
实验原理
在NaOH和丙三醇存在下，3,5－二硝基水杨酸（DNS）与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈桔红色，在540nm波长处有最大吸收，在一定的浓度范围内，还原糖的量与光吸收值呈线性关系，利用比色法可测定样品中的含糖量。
试剂和器材
一、试剂
3,5－二硝基水杨酸（DNS）试剂：称取6.5g DNS溶于少量热蒸馏水中，溶解后移入1000mL 容量瓶中，加入2mol/L氢氧化钠溶液325mL，再加入45g丙三醇，摇匀，冷却后定容至1000mL。
葡萄糖标准溶液：准确称取干燥恒重的葡萄糖200mg，加少量蒸馏水溶解后，以蒸馏水定容至100mL，即含葡萄糖为2.0mg/mL。
6mol/L HCl：取250mL浓HCl（35%～38%）用蒸馏水稀释到500mL。
碘－碘化钾溶液：称取5g碘，10g碘化钾溶于100mL蒸馏水中。
6mol/L NaOH：称取120g NaOH溶于500mL蒸馏水中。
0.1% 酚酞指示剂。
二、材料
藕粉，淀粉。
三、器材
试管1.5×15cm（×13）, 3.0×20cm（×1）；移液管0.2mL（×2），0.5mL（×2），1mL（×5），10mL （×1）；水浴锅；电炉；分光光度计。
操作方法
一、葡萄糖标准曲线制作
取6支1. 5 cmm×1.5cm试管，按下表加入2.0mg/mL葡萄糖标准液和蒸馏水。
管号葡萄糖标准液（mL）蒸馏水(mL) 葡萄糖含量(mg/mL) A540
0 0 1 0
1 0.
2 0.8 0.4
2 0.4 0.6 0.8
3 0.6 0.
4 1.2
4 0.8 0.2 1.6
5 1 0 2
在上述试管中分别加入DNS试剂2.0mL，于沸水浴中加热2min进行显色，取出后用流动水迅速冷却，各加入蒸馏水9.0mL，摇匀，在540nm波长处测定光吸收值。以葡萄糖含量（mg/mL）为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制标准曲线。
二、样品中还原糖的提取
准确称取0.5g藕粉，放在100mL烧杯中，先以少量蒸馏水调成糊状，然后加入约40mL蒸馏水，混匀，于50℃恒温水浴中保温20min，不时搅拌，使还原糖浸出混。过滤，将滤液全部收集在50mL的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，即为还原糖提取液。
三、样品总糖的水解及提取
准确称取0.5g淀粉，放在大试管中，加入6M HCl 10mL，蒸馏水15mL，在沸水浴中加热0.5h，取出1～2滴置于白瓷板上，加1滴I-KI溶液检查水解是否完全。如已水解完全，则不呈现蓝色。水解毕，冷却至室温后加入1滴酚酞指示剂，以6M NaOH溶液中和至溶液呈微红色，并定容到100mL，过滤取滤液10mL于100mL容量瓶中，定容至刻度，混匀，即
为稀释1000倍的总糖水解液，用于总糖测定。
四、样品中含糖量的测定
取7支15mm×150mm试管，分别按下表加入试剂：
项目空白还原糖总糖
0 1 2 3 4 5 6
样品溶液（mL） 1 1 1 1 1 1 1
3,5-二硝基水杨酸试剂（mL）2 2 2 2 2 2 2
A540
加完试剂后，于沸水浴中加热2min进行显色，取出后用流动水迅速冷却，各加入蒸馏水9.0mL，摇匀，在540nm波长处测定光吸收值。测定后，取样品的光吸收平均值在标准曲线上查出相应的糖含量。
五、计算
按下式计算出样品中还原糖和总糖的百分含量：
式中：C──还原糖或总糖提取液的浓度，mg/mL；
V──还原糖或总糖提取液的总体积，mL；
m──样品重量，g；
1000──mg换算成g的系数。
注意事项
标准曲线制作与样品含糖量测定应同时进行，一起显色和比色
思考题
1. 比色时为什么要设计空白管？
2. 糖测定过程中的干扰物质有那些？如何除去？
实验十、蛋白质的定量测定（一）－－凯氏定氮法
目的要求
（1）学习微量凯氏定氮法的原理。
（2）掌握微量凯氏定氮法的操作方法。
实验原理
生物材料的含氮量测定在生物化学研究中具有一定的意义，如蛋白质的含氮量约为16％，测出含氮量则可推知蛋白含量。生物材料总氮量的测定，通常采用微量凯氏定氮法。凯氏定氮法由于具有测定准确度高，可测定各种不同形态样品等两大优点，因而被公认为是测定食品、饲料、种子、生物制品、药品中蛋白质含量的标准分析方法。其原理如下：
1. 消化：有机物与浓硫酸供热，使有机氮全部转化为无机氮——硫酸铵。为加快反应，添加硫酸铜和硫酸钾的混合物；前者为催化剂，后者可提高硫酸沸点。这一步约需30min至1h，视样品的性质而定。
2. 加碱蒸馏：硫酸铵与NaOH(浓)作用生成(NH4)OH, 加热后生成NH3, 通过蒸馏导入过量酸中和生成NH4Cl而被吸收。
3. 滴定：用过量标准HCl吸收NH3，剩余的酸可用标准NaOH滴定，由所用HCl摩尔数减去滴定耗去的NaOH摩尔数，即为被吸收的NH3摩尔数。此法为回滴法，采用甲基红卫指示剂。HCl＋NaOHNaCl +H2O
本法适用于0.2 ~ 2.0 mg的氮量测定。
1.热源
2. 烧瓶
3. 玻璃管
4. 橡皮管5．玻璃杯6. 棒状玻塞7. 反应室8. 反应室外壳9. 夹子10. 反应室中插管11. 冷凝管12. 锥形瓶13. 石棉网
图3.4 微量凯氏蒸馏装置示意图
试剂和器材
一、试剂
浓硫酸；30％过氧化氢溶液；10 M氢氧化钠；0.01M的标准盐酸；标准硫酸铵（0.3mg氮/mL）。催化剂：硫酸铜：硫酸钾＝1：4混合，研细。
指示剂：0.1％甲基红乙醇溶液。
二、测试样品
牛血清白蛋白。
三、器材
微量凯氏定氮仪；移液管1mL（×3）；2mL（×1）；微量滴定管5mL（×1）; 烧杯200mL（×2）；量筒10mL（×1）；三角烧瓶150mL（×4）；凯氏烧瓶50mL（×4），吸耳球（×1）；电炉；分析天平。
操作方法
一、样品处理
称取牛血清白蛋白50mg，加入2个凯氏烧瓶中，另2个凯氏烧瓶为空白对照，不加样品。分别在每个凯氏烧瓶中加入约500mg硫酸钾－硫酸铜混合物，再加5 mL浓硫酸。
二、消化
将以上4个凯氏烧瓶置于通风橱中电炉上加热。在消化开始时应控制火力，不要使液体冲到瓶颈。待瓶内水汽蒸完，硫酸开始分解并放出SO2白烟后，适当加强火力，继续消化,使瓶内液体微微沸腾，大约维持2 ~ 3h。待消化液变成褐色后，为了加速完成消化，可将烧瓶取下，稍冷，将30％过氧化氢溶液1 ~ 2滴加到烧瓶底部消化液中，再继续消化，直到消化液由淡黄色变成透明淡蓝绿色，消化即告完成。冷却后将瓶中的消化液倒入50mL容量瓶中，并以蒸馏水洗涤烧瓶数次，将洗液并入容量瓶中，定容备用。
三、蒸馏
1. 蒸馏器的洗涤
蒸气发生器中盛有加有数滴H2SO4的蒸馏水和数粒沸石。加热后，产生的蒸汽经贮液管、反应室至冷凝管，冷凝液体流入接受瓶。每次使用前，需用蒸汽洗涤10分钟左右（此时可用一小烧杯承接冷凝水）。将一只盛有5mL 2％硼酸液和1 ~ 2滴指示剂的锥形瓶置于冷凝管下端，使冷凝管管口插入液体中，继续蒸馏1 ~ 2分钟，如硼酸液颜色不变，表明仪器已洗
净。
2. 消化样品及空白的蒸馏
取50mL 锥形瓶数个，各加25mL 0.01M标准HCl和1 ~ 2滴指示剂，用表面皿覆盖备用。取2mL 稀释消化液，由小漏斗加入反应室。将一个装有0.01M标准HCl和指示剂的锥形瓶放在冷凝管下，使冷凝器管口下端浸没在液体内。
用小量筒量取5mL 10M NaOH溶液，倒入小漏斗，让NaOH溶液缓慢流入反应室。尚未完全尽时，加紧夹子，向小漏斗加入约5mL蒸馏水，同样缓缓放入反应室，并留少量水在漏斗内作水封。加热水蒸气发生器，沸腾后，关闭收集器活塞。使蒸汽冲入蒸馏瓶内，反应生成的NH3逸出被吸收。待氨已蒸馏完全，移动锥形瓶使液面离开冷凝管口约1cm，并用少量蒸馏水冷凝管口。取下锥形瓶，以0.01M NaOH标准溶液滴定。记下所耗去的体积。3. 蒸馏后蒸馏器的洗涤
蒸馏完毕后，移取热源，夹紧蒸汽发生器和收集器间的橡皮管，此时由于收集器温度突然下降，即可将反应室残液吸至收集器。
标准样品的测定
在蒸馏样品及空白前，为了练习蒸馏和滴定操作，可用标准硫酸铵试做实验2 ~ 3次。
标准硫酸铵的含氮量是0.3mg/mL，每次实验取2.0mL。
四、计算
样品的含氮量（mg/mL）=
若测定的蛋白质含氮部分只是蛋白质（如血清），则：
样品中蛋白质含量（mg/mL）＝
式中：A为滴定空白用去的NaOH平均mL数，B为滴定样品用去的NaOH平均mL数，V 为样品的mL数，0.01 NaOH的摩尔浓度，14为氮的原子量，6.25为系数（蛋白质的平均含氮量为16％，由凯氏定氮法测出含氮量，再乘以系数6.25即为蛋白质量），N为样品的稀释倍数。
注意事项
（1）必须仔细检查凯氏定氮仪的各个连接处，保证不漏气。
（2）凯氏定氮仪必须事先反复清洗，保证洁净。
（3）小心加样，切勿使样品沾污口部、颈部。
（4）消化时，须斜放凯氏烧瓶（45o左右）。火力先小后大，避免黑色消化物溅到瓶口、瓶颈壁上。
（5）蒸馏时，小心加入消化液。加样时最好将火力拧小或撤去。蒸馏时，切记火力不稳，否则将发生倒吸现象。
（6）蒸馏后应及时清洗定氮仪。
思考题
1．测定标准硫酸铵和空白的目的是什么？
2. 如何证明蒸馏器洗涤干净？
3. 在实验中加入硫酸钾－硫酸铜混合物的作用是什么?
实验十一、蛋白质的定量测定（二）－－双缩脲法
目的要求
学习双缩脲法测定蛋白质的原理和方法。
实验原理
具有两个或两个以上肽键的化合物皆有双缩脲反应。在碱性溶液中双缩脲与铜离子结合形成复杂的紫好色复合物。而蛋白质及多肽的肽键与双缩脲的结构类似，也能与Cu2+形成紫红色络合物，其最大光吸收在540nm处。其颜色深浅与蛋白质浓度成正比，而与蛋白质的分子量及氨基酸的组成无关，该法测定蛋白质的浓度范围适于1~10mg /mL。双缩脲法常用于蛋白质的快速测定。
紫红色铜双缩脲复合物分子结构为：
试剂和器材
一、试剂
双缩脲试剂：取1.5g硫酸铜（CuSO4?5H2O）和6.0g的酒石酸钾钠（NaKC4H4O6 · 4H2O）溶于500mL蒸馏水中，在搅拌下加入300mL 10%NaOH溶液，用水稀释至1000mL。此试剂可长期保存、备用。
二、标准和待测蛋白质溶液
标准蛋白溶液
10mg/mL结晶牛血清白蛋白溶液或相同浓度的酪蛋白溶液（用0.05mol/L氢氧化钠溶液配制）。作为标准用的蛋白质要预先用微量克氏定氮法测定蛋白质含量，根据其纯度称量，配制成标准溶液。
待测蛋白质溶液
人血清（稀释10倍）。测试其他蛋白质样品应稀释适当倍数，使其浓度在标准曲线测试范围
内。
三、器材
试管1.5×15cm（×16），试管架，移液管1mL（×3）；5mL（×1）；恒温水浴；分光光度计。操作方法
一、制作标准曲线
取12支试管分成两组，按下表平行操作：
0 1 2 3 4 5
标准蛋白液(mL) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
蛋白浓度(mg/mL) 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
蒸馏水(mL) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
双缩脲试剂(mL) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
充分混匀后，室温下（20—25℃）放置30min
A540
取两组测定的A540值的平均值，即A540为纵坐标，蛋白质浓度为横坐标，绘制标准曲线。
二、样品测定
取4支试管分成两组，按下表平行操作：
0 1
血清稀释液(mL) 0 0.5
蒸馏水(mL) 1.0 0.5
双缩脲试剂(mL) 4.0 4.0
充分混匀后，室温下（20—25℃）放置30min
A540
三、计算
取两组测定的平均值计算：
血清样品蛋白质含量（mg/100mL）=
其中,Y为标准曲线查得蛋白质得浓度（mg/mL），N为稀释倍数，V为血清样品所取的体积（mL），c为样品原浓度（mg/mL）。
注意事项
（1）须于显色后30min内比色测定。各管由显色到比色的时间应尽可能一致。
（3）有大量脂肪性物质同时存在时，会产生浑浊的反应混合物，这时可用乙醇或石油醚使溶液澄清后离心，取上清液再测定。
思考题
干扰本实验的因素有哪些？
实验十二、蛋白质的定量测定（三）－－Folin—酚法
目的要求
学习Folin—酚法测定蛋白质含量的原理和方法。
实验原理
Folin—酚试剂法最早是由Lowry确定的测定蛋白质浓度的基本方法。以后在生物化学领域
得到广泛的应用。此法的显色原理与双缩脲方法是相同的，只是加入了第二种试剂，即Folin—酚试剂，以增加显色量，从而提高了检测蛋白质的灵敏度。这个方法的优点是灵敏度高，比双缩脲法灵敏得多，缺点是费时较长，要严格控制操作时间，标准曲线也不是严格的直线形式，且专一性较差，干扰物质较多。凡干扰双缩脲反应的基团，如-CO-NH2, -CH2-NH2, CS-NH2以及Tris缓冲液、蔗糖、硫酸铵、巯基化合物均可干扰Folin—酚反应，而且对后者的影响还要大得多。此外，酚类、柠檬酸对此反应也有干扰作用。
Folin—酚试剂由甲试剂和乙试剂组成。甲试剂由碳酸钠，氢氧化钠，硫酸铜及酒石酸钾钠组成。蛋白质中的肽键在碱性条件下，与酒石酸钾钠铜盐溶液起作用，生成紫红色络合物。乙试剂是由磷钼酸和磷钨酸、硫酸、溴等组成。此试剂在碱性条件下，易被蛋白质中酪氨酸的酚基还原呈蓝色反应，其色泽深浅与蛋白质含量成正比。此法也适用于测定酪氨酸和色氨酸的含量。本法可测定范围是25—250μg蛋白质。
试剂和器材
一、试剂
Folin—酚试剂:
试剂甲：
1) 4%碳酸钠溶液
2) 0.2mol/L氢氧化钠溶液
3) 1%硫酸铜溶液
4) 2%酒石酸钾钠溶液。
临用前将（1）与（2）等体积配制碳酸钠—氢氧化钠溶液。（3）与（4）等体积配制成硫酸铜—酒石酸钾钠溶液。然后这两种试剂按50:1的比例配合，即成Folin—酚试剂甲。此试剂临用前配制，一天内有效。
试剂乙：
称钨酸钠（Na2WO2?2H2O）100g，钼酸钠（Na2MoO4?2H2O）25g置2000mL磨口回流装置内，加蒸馏水700mL，85%磷酸50mL和浓硫酸100mL。充分混匀，使其溶解。小火加热，回流10h（烧瓶内加小玻璃珠数颗，以防溶液溢出），再加入硫酸锂（LiSO4）150g，蒸馏水50mL及液溴数滴。在通风橱中开口煮沸15min，以除去多余的溴。冷却后定容至1000mL，过滤即成Folin—酚试剂乙贮存液，此液应为鲜黄色，不带任何绿色。置棕瓶中，可在冰箱长期保存。若此贮存液使用过久，颜色由黄变绿，可加几滴液溴，煮沸几分钟，恢复原色仍可继续使用。
试剂乙贮存液在使用前应确定其酸度。以之滴定标准氢氧化钠溶液（1mol/L左右），以酚酞为指示剂，当溶液颜色由红→紫红→紫灰→墨绿时即为滴定终点。该试剂的酸度应为2mol/L 左右，将之稀释至相当于1mol/L酸度应用。
二、标准和待测蛋白质溶液
1. 标准蛋白质溶液
结晶牛血清白蛋白或酪蛋白，预先经微量克氏定氮法测定蛋白质含量，根据其纯度配制成150μg/mL蛋白溶液
2. 待测蛋白质溶液
人血清，使用前稀释150倍。
三、器材
试管1.5×15cm（×6），试管架，移液管0.5mL（×2）；1mL（×2）；5mL（×1）；恒温水
浴；分光光度计。
操作方法
一、制作标准曲线
取7支试管，按下表平行操作：
试管编号
试剂处理
1 2 3 4 5 6 7
标准蛋白质溶液（mL）0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
蒸馏水（mL） 1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Folin-酚甲试剂（mL） 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
摇匀，于20—25℃放置10min
Folin-酚乙试剂（mL）0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
迅速摇匀，30℃（或室温20—25℃）水浴保温30min，以蒸馏水为空白，
在640nm处比色
A640
绘制标准曲线：以A640值为纵坐标，标准蛋白含量为横坐标，在坐标纸上绘制标准曲线。
二、未知样品蛋白质浓度测定
取2支试管，按下表平行操作：
试管编号试剂处理空白管
×2
样品管
×2
血清稀释液(mL) 0 0.2
蒸馏水(mL) 1.0 0.8
Folin－酚甲试剂(mL) 5.0 5.0
摇匀，于20—25℃放置10min
Folin－酚乙试剂(mL) 0.5 0.5
迅速摇匀，30℃（或室温20—25℃）水浴保温30min，以蒸馏水为空白，在640nm
处比色
A640
三、计算
注意事项
(1) Folin-酚乙试剂在酸性条件下较稳定，而Folin－酚甲试剂是在碱性条件下与蛋白质作用生成碱性的铜－蛋白质溶液。当Folin－酚乙试剂加入后，应迅速摇匀（加一管摇一管），使还原反应产生在磷钼酸－磷钨酸试剂被破坏之前。
(2) 血清稀释的倍数应使蛋白质含量在标准曲线范围之内，若超过此范围则需将血清酌情稀释。
思考题：
Folin－酚测定蛋白质的原理是什么？
有哪些因素可干扰Folin－酚测定蛋白含量？
实验十三、蛋白质的定量测定（四）－紫外（UV）吸收测定
目的要求
（1）了解紫外吸收法测定蛋白质含量的原理。
（2）掌握紫外分光光度计的使用方法。
实验原理
蛋白质分子中所含酪氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，使蛋白质在280nm波长处有
最大吸收值。在一定浓度范围内，蛋白质溶液的光吸收值（A280）与其含量成正比关系，可用作定量测定。紫外线吸收法测定蛋白质含量的优点是迅速，简便，不消耗样品，低浓度盐类不干扰测定。因此，广泛应用在柱层析分离中蛋白质洗脱情况的检测。此法的缺点是：（1）对于测定那些与标准蛋白质中酪氨酸和色氨酸含量差异较大的蛋白质，有一定的误差；（2）若样品中核酸等吸收紫外线的物质，会出现较大的干扰。不同的蛋白质和核酸的紫外线吸收是不同的，即使经过校正，测定结果也还存在一定的误差。但是可作为初步定量的依据。该法可测定蛋白范围应在0.1~1.0mg /mL。
试剂和器材
一、标准和待测蛋白质溶液
1.标准蛋白溶液
结晶牛血清蛋白，预先经微量凯氏定氮法测定蛋白氮含量，根据其纯度配制成1mg/mL蛋白溶液。
2. 待测蛋白质溶液
人血清，使用前稀释100倍。
二、器材
试管1.5×15cm（×9），试管架，移液管1mL（×3）；2mL（×2）；5mL（×2）；分光光度计。操作方法
一、制作标准曲线
取8支试管编号，按下表分别向每支试管加入各种试剂，摇匀。选用光程为1cm的石英比色杯，在280nm波长处分别测定各管溶液的A280值。以A280值为纵坐标，蛋白质浓度为横坐标，绘制标准曲线。
1 2 3 4 5 6 7 8
标准蛋白质溶液（mL）0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
蒸馏水（mL） 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0
蛋白质浓度(mg/mL) 0 0.125 0.250 0.375 0.500 0.625 0.750 1.00
A280
二、样品测定
取待测蛋白质溶液1mL，加入蒸馏水3mL，摇匀，按上述方法在280nm波长处测定光吸收值，并从标准曲线上查出待测蛋白质的浓度。
注意事项
由于各种蛋白质含有不同量的酪氨酸和苯丙氨酸，显色的深浅往往随不同的蛋白质而变化。因而本测定法通常只适用于测定蛋白质的相对浓度（相对于标准蛋白质）。此外蛋白溶液中存在核酸或核苷酸时也会影响紫外吸收法测定蛋白质含量的准确性。
思考题
1．若样品中含有核酸类杂质，应该如何校正实验结果？
实验十四、蛋白质的定量测定（五）－考马斯亮蓝染色法
目的要求
学习考马斯亮蓝（Coomassie Brilliant Blue）法测定蛋白质浓度的原理和方法。
实验原理
考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度，是利用蛋白质―染料结合的原理，定量的测定微量蛋白浓度的快速、灵敏的方法。这种蛋白质测定法具有超过其他几种方法的突出优点，因而正在得到广泛的应用。这一方法是目前灵敏度最高的蛋白质测定法。
考马斯亮兰G-250染料，在酸性溶液中与蛋白质结合，使染料的最大吸收峰（lmax）的位置，由465nm变为595nm，溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。通过测定595nm处光吸收的增加量可知与其结合蛋白质的量。研究发现，染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸（特别是精氨酸）和芳香族氨基酸残基相结合。
考马斯亮蓝染色法的突出优点是：
（1）灵敏度高，据估计比Lowry法约高四倍，其最低蛋白质检测量可达1mg。这是因为蛋白质与染料结合后产生的颜色变化很大，蛋白质－染料复合物有更高的消光系数，因而光吸收值随蛋白质浓度的变化比Lowry法要大的多。
（2）测定快速、简便，只需加一种试剂。完成一个样品的测定，只需要5分钟左右。由于染料与蛋白质结合的过程，大约只要2分钟即可完成，其颜色可以在1小时内保持稳定，且在5分钟至20分钟之间，颜色的稳定性最好。因而完全不用像Lowry法那样费时和严格地控制时间。
（3）干扰物质少。如干扰Lowry法的K+、Na+、Mg2+离子、Tris缓冲液、糖和蔗糖、甘油、巯基乙醇、EDTA等均不干扰此测定法。
此法的缺点是：
（1）由于各种蛋白质中的精氨酸和芳香族氨基酸的含量不同，因此考马斯亮蓝染色法用于不同蛋白质测定时有较大的偏差，在制作标准曲线时通常选用g—球蛋白为标准蛋白质，以减少这方面的偏差。
（2）仍有一些物质干扰此法的测定，主要的干扰物质有：去污剂、Triton X-100、十二烷基硫酸钠（SDS）等。
试剂与器材
一、试剂
考马斯亮蓝试剂：
考马斯亮蓝G―250 100mg溶于50mL 95%乙醇中，加入100mL 85%磷酸，用蒸馏水稀释至1000mL。
二、标准和待测蛋白质溶液
1．标准蛋白质溶液
结晶牛血清蛋白，预先经微量凯氏定氮法测定蛋白氮含量，根据其纯度用0.15mol/L NaCl 配制成1mg/mL蛋白溶液。
2．待测蛋白质溶液。
人血清，使用前用0.15mol/L NaCl稀释200倍。
三、器材
试管1.5×15cm（×6），试管架，移液管管0.5mL（×2）；1mL（×2）；5mL（×1）；恒温
水浴；分光光度计。
操作方法
一、制作标准曲线
取7支试管，按下表平行操作。
试管编号0 1 2 3 4 5 6
标准蛋白溶液（mL）00.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
0.15mol/L NaCl（mL）0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04
考马斯亮蓝试剂
5mL
（mL）
摇匀，1h内以0号管为空白对照，在595nm处比色
A595nm
绘制标准曲线：以A595nm为纵坐标，标准蛋白含量为横坐标，在坐标纸上绘制标准曲线。
二、未知样品蛋白质浓度测定
测定方法同上，取合适的未知样品体积，使其测定值在标准曲线的直线范围内。根据所测定的A595nm值，在标准曲线上查出其相当于标准蛋白的量，从而计算出未知样品的蛋白质浓度（mg/mL）。
注意事项
在试剂加入后的5－20min内测定光吸收，因为在这段时间内颜色是最稳定的。
测定中，蛋白－染料复合物会有少部分吸附于比色杯壁上，测定完后可用乙醇将蓝色的比色杯洗干净。
思考题
（1）试比较该法与其他几种常用蛋白质定量测定方法的有缺点。
（2）根据下列所给的条件和要求，选择一种或几种常用蛋白质定量方法测定蛋白质的浓度样品不易溶解，但要求结果较准确。
要求在短时间内测定大量样品。
要求很迅速地测定一系列试管中溶液的蛋白质浓度。
第二章糖类化合物 知识点： 糖类化合物的定义，糖的通式，以葡萄糖为例记忆单糖的分子结构、构型、构象 掌握名词：构型、构象、差向异构体、对映体、异头体 旋光度与变旋现象 单糖的化学性质：Fehling反应、成脎反应、成苷反应、糖苷键、 重要的二糖：还原糖非还原糖，还原端；蔗糖，乳糖、麦芽糖、海藻糖的还原性，糖苷键；棉籽糖、环糊精 多糖：直链淀粉和支链淀粉、糖原、纤维素和几丁质 糖蛋白的结构：O-连接：寡糖链共价连接在蛋白质的Ser和Thr残基的羟基氧上。N-连接：寡糖链共价连接在肽链的Asn残基的酰胺氮上。 名词解释： 糖类化合物、构型、构象、差向异构体、对映体、异头体、糖苷键 填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 3.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 5.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 1 D-葡萄糖β-1，4 2 D-葡萄糖D-半乳糖β-1，4 3 糖胺聚糖蛋白质 4 半缩醛（或半缩酮）羟基 5 离羰基最远的一个不对称 是非题 1.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 1错2错3错4错5错6错7对8错 选择题 1.[ B ]下列哪种糖无还原性? A.麦芽糖； B.蔗糖； C.葡萄糖； D.木糖； E.果糖 2.[D ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 A.4； B.3； C.18； D.32； E.64 4.[ C ]下图的结构式代表哪种糖？
一. 对有关“蛋白质”知识点的梳理 2、“两个标准”是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有2个：一是数量标准，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基；二是位置标准，即都是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 3、“三个数量关系”是指蛋白质分子合成过程中的3个数量关系（氨基酸数、肽键数或脱水分子数、肽链数），它们的关系为：当n个氨基酸缩合成一条肽链时，脱水分子数为，形成个肽键，即脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1= n-1；当n个氨基酸形成m条肽链时，肽键数=脱水分子数= n-m。 环肽，n个氨基酸缩合成一个环肽，脱水数=肽键数=氨基酸数= n。 4、“四个原因”是指蛋白质分子结构多样性的原因有4个：（1）氨基酸分子的种类不同； （2）氨基酸分子的数量不同；（3）氨基酸分子的排列次序不同；（4）多肽链的空间结构不同。 5、“五大功能”是指蛋白质分子主要有5大功能（功能多样性是由分子结构的多样性决定）： （1）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如人和动物的肌肉主要是蛋白质；（2）催化作用，如参与生物体各种生命活动的绝大多数酶；（少量为RNA）（3）运输作用，如细胞膜上的载体、红细胞中的血红蛋白； （4）调节作用，例如部分激素，胰岛素和生长激素都是蛋白质。(激素都有调节作用，但不一定都为蛋白质)； （记忆）胰岛素只能注射原因：胰岛素是蛋白质，口服会被消化酶水解，失去药效。 （5）免疫（包括细胞识别）作用，如抗体、受体、（糖蛋白）。 6.蛋白质必含元素C、H、O、N（可能含有S、Fe，均存在与R基上）。 7、富含蛋白质的食物：肉、蛋、奶和大豆制品。 8、氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸。必须从外界获取在体内不能合成的称为必需氨基酸。有8种（苯丙氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）婴儿9种（赖氨酸）。常以谷类（尤其玉米）为食的人群应补充赖氨酸。在体内由甲种氨基酸合成乙种氨基酸，可得乙为非必需氨基酸。 9、蛋白质、核酸是生物大分子，氨基酸、核苷酸为小分子。 10、脱水缩合形成二肽（），产物（二肽和水）。肽键（）。双缩脲试剂（A质量浓度0.1g/ml的NaOH溶液，B质量浓度0.01g/ml 的CuSO2溶液）与肽键发生紫色显色反应（2个及以上） 11、多肽通常条件下为链状结构（做题时出现“通常或一般情况下”则不考虑环肽）。肽链盘曲折叠行程呢共有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质有几条连，通过一定的化学键（二硫键、链间肽键）互相结合在一起。这些肽链不呈直线，也不在一个平面上。 12.胰岛素由两条肽链组成（最好记住），51个氨基酸。 13、蛋白质多样性的根本原因：遗传信息的多样性。 14、盐析是可逆的。变性是不可逆的。高温、强酸、强碱和重金属盐都能够使蛋白质变性。（应用：汞中毒后喝牛奶、高温杀菌、医用酒精消毒等）。吃熟鸡蛋更容易消化原因（高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。） 15、一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者（体现者）。 二. 归类分析1. 有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算 m个氨基酸分子缩合成n条多肽链时，要脱下m-n个水分子，同时形成个m-n肽键，可用公式表示为：肽键数目=脱下的水分子数=水解时需要的水分子数=氨基酸数（m）－肽链条数（n） 例1. 血红蛋白分子有574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数分别是（）分析：依据脱下的水分子数=肽键数目=氨基酸数－肽链条数，直接得到答案D. 570和570 2. 有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算 氨基酸之间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是—COOH，所以对于n条肽链的多肽，每1条肽链至少应有1个-NH2，1个—COOH，若还有-NH2或—COOH，则存在于R基中。 （1）至少含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数 例2. 某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个，则此分子中含有-NH2或—COOH的数目至少为：（）分析：每1条多肽链至少含有1个氨基和1个羧基，并且分别位于这条肽链的两端。3条多肽链应至少含有3个氨基和3个羧基。答案为3、3。 （2）游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数 例3. 现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（）分析：1000个氨基酸中含有氨基1020个，羧基1050个，多出来的20个氨基或50个羧基存在于R基中，依蛋白质中含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数，得到答案为C. 24、54。 3. 有关蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均分子质量－脱下水的数目×18 - 二硫键数×2 例4. 已知20种氨基酸的平均分子质量是128，某蛋白质分子由两条肽链组成，共有肽键98个，该蛋白质的分子质量最接近于（）分析：根据蛋白质中肽键数=氨基酸数－肽链条数，可以推知氨基酸的数目为98+2=100，在此蛋白质的形成过程中失去的水分子数为98，答案为11036。
三种分析蛋白结构域(Domains)的方法 1，SMART入门，蛋白结构和功能分析 SMART介绍 SMART (a Simple Modular Architecture Research Tool) allows the identification and annotation of genetically mobile domains and the analysis of domain architectures. More than 500 domain families found in signalling, extracellular and chromatin-associated proteins are detectable. These domains are extensively annotated with respect to phyletic distributions, functional class, tertiary structures and functionally important residues. Each domain found in a non-redundant protein database as well as search parameters and taxonomic information are stored in a relational database system. User interfaces to this database allow searches for proteins containing specific combinations of domains in defined taxa. For all the details, please refer to the publications on SMART. SMART(，可以说是蛋白结构预测和功能分析的工具集合。简单点说，就是 集合了一些工具，可以预测蛋白的一些二级结构。如跨膜区（Transmembrane segments），复合螺旋区（coiled coil regions），信号肽（Signal peptides），蛋白结构域（PFAM domains）等。 SMART前该知道的 1，SMART有两种不同的模式：normal 或genomic 主要是用的数据库不一样。Normal SMART, 用的数据库 Swiss-Prot, SP-TrEMBL 和 stable Ensembl proteomes。Genomic SMART, 用全基因组序列。详细列表：，一些名词解释 进行时 可以直接用各个数据库蛋白的ID。如Uniprot/Ensembl??ID / Accession number (ACC)。或是直接蛋白序列。运行SMART也可选择signal peptides、PFAM domains等的预测，勾上就是。看下图 SMART结果 运行后的结果用图表表示。其实运行后的结果都有明确的解释。详细请看下面。
碳水化合物也叫糖类，是人体热能的主要来源。一般分为单糖、多糖、双糖三类。单糖易为人体吸收，主要包括有葡萄糖、果糖和半乳糖。双糖类包括蔗糖、麦芽糖以及乳糖。多糖类是由较多葡萄糖分子组成的碳水化合物，不溶于水，包括有淀粉、糊精、糖元（即动物淀粉）、纤维素、半纤维素、果胶类等。 碳水化合物在人体内的主要功能有： 1．供给热能。碳水化合物是生命的燃料，1克碳水化合物在体内可产生16．736千焦耳（4千卡）热能。成人每日所需的总热量约有70％～80％来自碳水化合物。 2．组成人体细胞组织。所有神经组织及细胞核中都含有碳水化合物。 3．参与肝脏对毒物的解毒作用。肝脏中糖元贮存充裕时，能提高对酒精、四氯化碳、砷等有毒化学物质的解毒能力，从而有利于保护肝脏免受有害物质的损害。同时还能提高对各种细菌感染引起的毒血症的解毒作用。 4．防止酸中毒。如碳水化合物摄入量不足，或身体不能利用碳水化合物时（如患糖尿病），身体所需热能将大部分依赖脂肪供给。脂肪氧化不全时即产生酮体，多余的酮体积存在血液及组织中，即可发生酮症酸中毒。 5．提供食物纤维。食物纤维包括有纤维素、半纤维素、木质素和果胶等。人体不能吸收纤维素，但它能促进肠道蠕动，增进消化腺的
分泌，有利于食物的消化和排泄，减少粪便在大肠停留的时间，从而减少中毒症和肠癌的发生。 6．保护大脑，维持大脑正常功能。大脑内贮存的葡萄糖和糖元极少，脑功能活动复杂、频繁，需要的能量特别多，它完全依靠循环血液随时供给葡萄糖，以维持大脑正常机能。 碳水化合物的来源主要靠植物性食物供给，动物性食物含量甚少。含碳水化合物最多的食物有各种糖和糖果、藕粉、菱粉等淀粉类以及谷类，如小米、高粱米等。干豆类（如红豆、绿豆等）、根茎类（如马铃薯、红薯等）中碳水化合物的含量也较为丰富。
细胞中的糖类和脂质》教学案例 类型：教学设计 学科：生物 学段：高中 教材版本：模块(高中)：高中生物必修1 课题：细胞中的糖类和脂质 作者：西安市第三十八中学王春婷 第4节细胞中的糖类和脂质 全椒城东中学杨齐根 一、教材分析：《细胞中的糖类和脂质》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子与细胞》第2章第4节的教学内容，主要学习细胞中糖类和脂质的种类和功能，本节内容连同本章其他章节是对细胞的物质组成的学习，是学习细胞结构和功能的基础。
二、学情分析：本节内容的学习紧密联系生活，如平日膳食的主要食物，脂肪在人和动物体内的分布，纤维素的作用、胆固醇的作用等，学生都有一定的经验基础，利用学生的生活经验展开教学，将有助于增加教学内容的亲和力。但学生对于多糖的种类以及生物大分子以碳链为骨架不太容易理解，可以用比较形象的直观的图片等来帮助学生理解。碳是生命的核心元素。 三、教学设计思路： 教学方法设计 1、采用师生互动探讨式教学，引导学生提出问题、分析问题、观察讨论、得出结论、表达和交流。培养学生分析问题解决问题的能力。 2、由于本节学习的内容与学生的生活和身体健康关系密切，利用这些有利因素，创设问题情境，培养学生的问题意识，并让学生认识到教材知识源于生活实际。 3、采用多媒体课件进行直观教学。是教学内容更加直观生动。课堂组织设计 1、为了激发学生兴趣并培养学生自主学习的能力，课前让学生查找资料：糖尿病人的饮食，纤维素的作用，胆固醇的作用，肥胖的原因。 2、为了培养学生的团结合作、自主探究的能力，对于糖的种类及作用、脂质的种类及作用让学生进行自学并进行讨论。
四、教案 ●教学目标 1.知识与技能 （1）概述糖类的种类和作用。 （2）举例说出脂质的种类和作用。 （3）说明生物大分子以碳链为骨架。 2.过程与方法 （1）尝试进行自主学习和合作学习。 （2）运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。 （3）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。 3.情感态度与价值观 （1）参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式。 （2）认识生物科学的价值。 （3）养成健康的生活方式和习惯。 ●教学重点 1.糖类的种类和作用。 2.说明生物大分子以碳链为骨架。 ●教学难点 1.多糖的种类。
蛋白质结构解析的方法对比综述 工程硕士李瑾 摘要：到目前为止，蛋白质结构解析的方法主要是两种，x射线衍射法和NMR法，这两种方法各有优点和不足。 关键词：x射线衍射法 NMR法 到目前为止，蛋白质结构解析的方法主要是两种，x射线衍射法和NMR法。其中X射线的方法产生的更早，也更加的成熟，解析的数量也更多，第一个解析的蛋白的结构，就是用x晶体衍射的方法解析的。而NMR方法则是在90年代才成熟并发展起来的。这两种方法各有优点和不足[1]。 首先是X射线晶体衍射法。该方法的前提是要得到蛋白质的晶体。通常是将表达目的蛋白的基因经PCR扩增后克隆到一种表达载体中，然后转入大肠杆菌中诱导表达，目的蛋白提纯之后摸索结晶条件，等拿到晶体之后，将晶体进行x射线衍射，收集衍射图谱，通过一系列的计算，得到蛋白质的原子结构[2]。 x射线晶体衍射法的优点是：速度快，通常只要拿到晶体，最快当天就能得出结构，另外不受肽链大小限制，无论是多大分子量的蛋白质或者RNA、DNA，甚至是结合多种小分子的复合体，只要能够结晶就能够得到其原子结构。所以x射线方法解析蛋白的关键是摸索蛋白结晶的条件。该方法得到的是蛋白质分子在晶体状态下的空间结构，这种结构与蛋白质分子在生物细胞内的本来结构有较大的差别。晶体中的蛋白质分子相互间是有规律地、紧密地排列在一起的，运动性较差；而自然界的生物细胞中的蛋白质分子则是处于一种溶液状态，周围是水分子和其他的生物分子，具有很好的运动性。而且，有些蛋白质只能稳定地存在于溶液状态，无法结晶[2]。 核磁共振NMR（nuclear magnetic resonance）现象很早就被科研人员观察到了，但将这种方法用来解析蛋白质结构，却是近一二十年的事情。NMR法具体原理是对水溶液中的蛋白质样品测定一系列不同的二维核磁共振图谱，然后根据已确定的蛋白质分子的一级结构，通过对各种二维核磁共振图谱的比较和解析，在图谱上找到各个序列号氨基酸上的各种氢原子所对应的峰。有了这些被指认的峰，就可以根据这些峰在核磁共振谱图上所呈现的相互之间的关系得到它们所对应的氢原子之间的距离。[3]可以想象，正是因为蛋白质分子具有空间结构，在序列上相差甚远的两个氨基酸有可能在空间距离上是很近的，它们所含的氢原子所对应的NMR峰之间就会有相关信号出现[4] 。通常，如果两个氢原子之间距离小于0.5纳米的话，它们之间就会有相关信号出现。一个由几十个氨基酸残基组成的蛋白质分子可以得到几百个甚至几千个这样与距离有关的信号，按照信号的强弱把它们转换成对应的氢原子之间的距离，然后运用计算机程序根据所得到的距离条件模拟出该蛋白质分子的空间结构。该结构既要满足从核磁共振图谱上得到的所有距离条件，还要满足化学上有关原子与原子结合的一些基本限制条件，如原子间的化学键长、键角和原子半径等[4]。 NMR解析蛋白结构常规步骤如下：首先通过基因工程的方法，得到提纯的目的蛋白，在蛋白质稳定的条件下，将未聚合，而且折叠良好的蛋白样品（通常是1mM－3mM，500ul，PH6－7的PBS）装入核磁管中，放入核磁谱仪中，然后由写好的程序控制谱仪，发出一系列的电磁波，激发蛋白中的H、13N、13C原子，等电磁波发射完毕，再收集受激发的原子所放出的“能量”，通过收集数据、谱图处理、电脑计算从而得到蛋白的原子结构[5] [6]。 用NMR研究蛋白质结构的方法，可以在溶液状态进行研究，得到的是蛋白质分子在溶液中的结构，这更接近于蛋白质在生物细胞中的自然状态[7]。此外，通过改变溶液的性质，还可以模拟出生物细胞内的各种生理条件，即蛋白质分子所处的各种环境，以观察这些周围环境的变化对蛋白质分子空间结构的影响。在溶液环境中，蛋白质分子具有与自然环境中类
第2章组成细胞的分子 第4节细胞中的糖类和脂质 一、教学目标： 知识方面： 1、了解糖类的组成和分类 2、举例说出脂质的种类和作用 3、说明生物大分子以碳链为骨架 二、教学重难点：糖类的种类和作用、生物大分子以碳链为骨架为本课的重点；而多糖的种 类及其结构、理解生物大分子以碳链为骨架是本课的难点。 三、教学用具：PPT幻灯片。 四、课前准备： 五、教学课时：1课时 六、教学过程
七、板书设计： 第4节细胞中的糖类和脂质 一．细胞中的糖类——主要的能源物质 （一）化学组成：C、H、O，多数糖类的化学组成符合Cm（H2O）n， （二）糖类的分类： 1．单糖： 葡萄糖（理科班写出分子式和结构式）：细胞生命活动的主要能源物质。 果糖（可以写一下分子式和结构式）、半乳糖、核糖、脱氧核糖（化学式） 2．二糖（化学式）： 写出几种二糖的水解产物 3．多糖：概念，化学通式 淀粉：分解产物：葡萄糖 糖原：分布、分解产物 纤维素：分解产物 二．细胞中的脂质 化学组成：C、H、O、（P、N） 通常不溶于水，脂溶性 （一）脂肪 1．作用：储存能量的物质、保温、保护。 2．分布：动物的皮下、内脏周围 （二）磷脂： 1．作用：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分。 2．分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子 （三）固醇 胆固醇：构成细胞膜的重要成分、参与脂质的运输 性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成 维生素D：协助钙、磷的吸收。 八、布置作业 基础： 1．细胞中的主要能源物质是。2．糖类的元素组成是。3
4 5．脂质的主要元素为，有些脂质含有和。脂质分子中 的含量远远少于糖类，而的含量更多。 6．组成多糖的单体是，组成蛋白质的单体是，组成核酸的单体是。每个单体都以若干个相连的为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 变式训练： 1、淀粉、脂肪、胰岛素和DNA共有的化学元素是（） A．C、H、O B．C、H、O、N C．C、H、O、N、P D．C、H、O、N、P、S 2、分子式为C1864H3012N468O576S21和C12H22O11的两种物质最可能是（） A．蛋白质和脂质B．核酸和脂质C．蛋白质和糖类D．核酸和糖类3、下列选项中，属于动植物细胞共有的糖类是（） A．葡萄糖、核糖、脱氧核糖B．葡萄糖、淀粉、果糖 C．淀粉、脱氧核糖、乳糖D．麦芽糖、果糖、乳糖 4、动物组织的一个细胞，其细胞质内含有的糖类和核酸主要是（） A．糖原和RNA B．糖原和DNA C．淀粉和RNA D．淀粉和DNA 5、细胞中的一种含碳化合物中氢原子是氧原子的两倍，这种化合物很可能是（） A．脂肪B．糖类C．蛋白质D．核酸 6、单位质量的脂肪与糖类相比，其所含的元素与氧化合时的耗氧量的特点是前者（） A．含C、H多，氧化时耗氧多B．含C、H多，氧化时耗氧少 C．含C、H少，氧化时耗氧多D．含C、H少，氧化时耗氧少
蛋白质结构分析原理及工具 （南京农业大学生命科学学院生命基地111班） 摘要：本文主要从相似性检测、一级结构、二级结构、三维结构、跨膜域等方面从原理到方法再到工具，系统地介绍了蛋白质结构分析的常用方法。文章侧重于工具的列举，并没有对原理和方法做详细的介绍。文章还列举了蛋白质分析中常用的数据库。 关键词：蛋白质；结构预测；跨膜域；保守结构域 1 蛋白质相似性检测 蛋白质数据库。由一个物种分化而来的不同序列倾向于有相似的结构和功能。物种分化后形成的同源序列称直系同源，它们通常具有相似的功能；由基因复制而来的序列称为旁系同源，它们通常有不同的功能[1]。因此，推测全新蛋白质功能的第一步是将它的序列与进化上相关的已知结构和功能的蛋白质序列比较。表一列出了常用的蛋白质序列数据库和它们的特点。 表一常用蛋白质数据库 网址可能有更新 氨基酸替代模型。进化过程中，一种氨基酸残基会有向另一种氨基酸残基变化的倾向。氨基酸替代模型可用来估计氨基酸替换的速率。目前常用的替代模型有Point Accepted Mutation (PAM)矩阵、BLOck SUbstitution Matrix (BLOSUM)矩阵[2]、JTT模型[3]。 序列相似性搜索工具。序列相似性搜索又分为成对序列相似性搜索和多序列相似性搜索。成对序列相似性搜索通过搜索序列数据库从而找到与查询序列相似的序列。分为局部联配和全局联配。常用的局部联配工具有BLAST和SSEARCH，它们使用了Smith-Waterman 算法。全局联配工具有FASTA和GGSEARCH，基于Needleman-Wunsch算法。多序列相似性搜索常用于构建系统发育树，这里不阐述。表二列举了常用的成对序列相似性比对搜索工具
线粒体： 1.呼吸链（电子传递链）Respiratory chain一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的化学物质所组成的酶体系在线粒体内膜上有序地排列成互相关联的链状。 2.化学渗透假说（氧化磷酸化偶联机制）：线粒体内膜上的呼吸链起质子泵的作用，利用高能电子传递过程中释放的能量将H+泵出内膜外，造成内膜内外的一个H+梯度（严格地讲是离子的电化学梯度），A TP合酶再利用这个电化学梯度来合成A TP。 3.电子载体:在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。参与传递的电子载体有四种∶黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q，在这四类电子载体中，除了辅酶Q以外，接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。 4.阈值效应：突变所产生的效应取决于该细胞中野生型和突变型线粒体DNA的比例，只有突变型DNA达到一定数量（阈值）才足以引起细胞的功能障碍，这种现象称为阈值效应。 5.导向序列：将游离核糖体上合成的蛋白质的N-端信号称为导向信号，或导向序列，由于这一段序列是氨基酸组成的肽，所以又称为转运肽。 6.信号序列：将膜结合核糖体上合成的蛋白质的N-端的序列称为信号序列，将组成该序列的肽称为信号肽。 7.共翻译转运：膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译，一边进入内质网，由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的，故称为共翻译转运。 8.蛋白质分选：在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽，经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地，这一过程又称为蛋白质分选。 核糖体： 1.原核生物mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence) 。 2.核酶：将具有酶功能的RNA称为核酶。 3.N-端规则(N-end rule): 每一种蛋白质都有寿命特征，称为半衰期(half-life)。研究发现多肽链N-端特异的氨基酸与半衰期相关，称为N-端规则。 4.泛素介导途径：蛋白酶体对蛋白质的降解通过泛素(ubiquitin)介导,故称为泛素降解途径。蛋白酶体对蛋白质的降解作用分为两个过程:一是对被降解的蛋白质进行标记,由泛素完成;二是蛋白酶解作用,由蛋白酶体催化。 细胞核： 1.核内膜：有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体），膜的内表面有一层网络状纤维蛋白质，即核纤层（nuclear lamina），可支持核膜。 核外膜：靠向细胞质的一层，是内质网的一部分，胞质面附有核糖体 核周隙：内、外膜之间有宽20~40nm的腔隙，与粗面内质网腔相通 核孔复合体：内、外膜融合处，物质运输的通道 核纤层：内核膜内表面的纤维网络，支持核膜，并与染色质、核骨架相连。 2.核孔复合体：是细胞核内外膜融合形成的小孔，直径约为70 nm，是细胞核与细胞质间物质交换的通道。 3.核孔蛋白：参与构成核孔的蛋白质，可能在经核孔的主动运输中发挥作用。 核运输受体：参与物质通过核孔的主动运输。 核周蛋白: 是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，相当于受体蛋白。 5.输入蛋白：核定位信号的受体蛋白, 存在于胞质溶胶中, 可与核定位信号结合, 帮助核蛋白进入细胞核。 输出蛋白：存在于细胞核中识别并与输出信号结合的蛋白质, 帮助核内物质通过核孔复合
细胞中的糖类和脂质教 案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
第4节细胞中的糖类和脂质 一、教学目标 知识与技能目标 1.通过观看糖类相关视频，阅读教材结合已学生物化学知识，能够说出糖类的组成和分类。 2.通过观看脂质相关视频及资料，阅读教材，能够说出脂质的种类和作用。 3.通过教师讲解，结合生物大分子结构特点，能够说明生物大分子以碳链为骨架。 学科素养 1.基础知识（糖类的种类和作用、脂质的种类和作用以及生物大分子以碳链为骨架）； 2.基本技能（通过小组合作交流，并派代表讲诉，增强学生的团队协作能力和表达能力。通过举例、多媒体演示等，学会分析比较的方法。）； 3.基本思想（通过生物大分子以碳链为骨架的学习，认同生物界在物质组成上的统一性。）； 4.基本活动经验（参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式）。 二、教学内容与学情分析 细胞中的糖类和脂质是比较容易的一节。主要让学生联系生活实际怎样深刻记住相关的内容。 三、教学重点和难点 教学重点：理解糖类的种类和作用、生物大分子以碳链为骨架； 教学难点：多糖的种类及其结构、理解生物大分子以碳链为骨架。 四、教学方法 列表比较：利用分类比较，把握重点、突破难点； 合作探究：让学生小组合作完成知识主要知识点，增强学生的合作探究能力和提高学生的团队合作精神。 媒体展示：通过媒体展示，提高课堂容量、拓宽学生知识面。 五、课前准备 充分利用网络资源，从相关网站收集相关的文字和图片资料，制作课件。
第4节细胞中的糖类和脂质一、细胞中的糖类 1．功能 2．组成元素
一、蛋白质化学 蛋白质的特征性元素（N），主要元素：C、H、O、N、S，根据含氮量换算蛋白质含量：样品蛋白质含量=样品含氮量*6.25 （各种蛋白质的含氮量接近，平均值为16%）， 组成蛋白质的氨基酸的数量（20种），酸性氨基酸/带负电荷的R基氨基酸：天冬氨酸（D）、谷氨酸（E）； 碱性氨基酸/带正电荷的R基氨基酸：赖氨酸（K）、组氨酸（H）、精氨酸（R） 非极性脂肪族R基氨基酸：甘氨酸（G）、丙氨酸（A）、脯氨酸（P）、缬氨酸（V）、亮氨酸（L）、异亮氨酸（I）、甲硫氨酸（M）； 极性不带电荷R基氨基酸：丝氨酸（S）、苏氨酸（T）、半胱氨酸（C）、天冬酰胺（N）、谷氨酰胺（Q）； 芳香族R基氨基酸：苯丙氨酸（F）、络氨酸（Y）、色氨酸（W） 肽的基本特点 一级结构的定义：通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的连接顺序，简称氨基酸序列（由遗传信息决定）。维持稳定的化学键：肽键（主）、二硫键（可能存在）， 二级结构的种类：α螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲、超二级结构， 四级结构的特点：肽键数≧2，肽链之间无共价键相连，可独立形成三级结构，是否具有生物活性取决于是否达到其最高级结构 蛋白质的一级结构与功能的关系：1、蛋白质的一级结构决定其构象 2、一级结构相似则其功能也相似3、改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能因基因突变造成蛋白质结构或合成量异常而导致的疾病称分子病，如镰状细胞贫血（溶血性贫血），疯牛病是二级结构改变 等电点（pI）的定义：在某一pH值条件下，蛋白质的净电荷为零，则该pH值为蛋白质的等电点（pI）。 蛋白质在不同pH条件下的带电情况（取决于该蛋白质所带酸碱基团的解离状态）：若溶液pH
《细胞中的糖类和脂质》说课稿《细胞中的糖类和脂质》是新课标人教版高中生物《必修Ⅰ》模块中第2章第4节的内容。 一、教材分析： 教材主要讲述糖类的种类和作用，明确糖类是细胞的重要结构，又是生命活动的主要能源，了解脂质对生物体和细胞的重要作用，最后说明了蛋白质、糖类、核酸这三类生物大分子都是以单体为单位的多聚体，都是以碳链为骨架，认知碳是生命的核心元素等。这与前面学习的细胞中的元素和蛋白质、核酸等内容密切联系，也是后面学习细胞的结构、代谢、血糖平衡的调节等内容的基础。 二、学情分析： 学生在2、3节学习了细胞中的蛋白质和核酸，这两种生物大分子都具有一定的结构层次即元素、基本单位、长链、大分子。这样能更好理解单糖、二糖、多糖的区别及多糖的大分子性，从而培养知识迁移的学习方法。通过对糖和脂的分类和比较能更好地培养分类、比较的学习方法。学完本节课后，学生对生命是物质的本质有了更深刻的认识，并能理解生命是建立在碳的基础上。 三、教学目标： 本节课在课程标准中的要求是（1）概述糖类的种类和作用。（2）举例说出脂质的种类和作用。（3）说明生物大分子以碳链
为骨架。教学目标为： 1、知识目标 （1）概述糖类的种类和作用。 （2）举例说出脂质的种类和作用。 （3）说明生物大分子以碳链为骨架。 2、能力目标 （1）尝试进行自主学习 （2）尝试比较分类的学习方法，体验知识迁移的学习方法。（3）运用生物学知识解决社会生活中的一些实际问题， 3、情感、态度和价值观目标 （1）培养学生自主、探究、合作的学习方式。 （2）体会生物学和日常生活的密切联系。认识生物科学的价值。（3）养成健康的生活方式和习惯。 四、教学重点和难点：本节有两个教学重点：糖类的种类和作用、说明生物大分子以碳链为骨架。课程标准中关于本节内容的第一个要求是概述糖类的种类和作用属理解层次，并与以后要学习的模块核心内容细胞代谢内容联系密切，所以确定为重点。细胞中主要有三种生物大分子蛋白质、核酸、多糖，2、3节学习了蛋白质和核酸，在这里有必要总结一下这三种生物大分子，使学生进一步认识生命建立在碳的基础上,及生命的物质性和区别于非生物界的特殊性。教学难点有2个：多糖的种类，说明生物大分子以碳链为骨架。学生对多糖的种类和功能在初中没有接触，很陌
碳水化合物 碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。它是为人体提供热能的三种主要的营养素中最廉价的营养素。食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖和人不能消化的无效碳水化合物，如纤维素，是人体必须的物质。 糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。 自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(H2O)y来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。它与蛋白质、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。
发现历史 在人们知道碳水化合物的化学性质及其组成以前，碳水化合物已经得到很好的作用，如今含碳水化合物丰富的植物作为食物，利用其制成发酵饮料，作为动物的饲料等。一直到18世纪一名德国学者从甜菜中分离出纯糖和从葡萄中分离出葡萄糖后，碳水化合物研究才得到迅速发展。1812年，俄罗斯化学家报告，植物中碳水化合物存在的形式主要是淀粉，在稀酸中加热可水解为葡萄糖。1884年，另一科学家指出，碳水化合物含有一定比例的C、H、O三种元素，其中H和O的比例恰好与水相同为2：1，好像碳和水的化合物，故称此类化合物为碳水化合物，这一名称，一直沿用至今。 化学组成 糖类化合物由C，H，O三种元素组成，分子中H和O的比例通常为 2：1，与水分子中的比例一样，故称为碳水化合物。可用通式Cm （H2O ）n表示。因此，曾把这类化合物称为碳水化合物。但是后来发现有些化合物按其构造和性质应属于糖类化合物，可是它们的组成并不符合Cm（H2O ）n 通式，如鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核
生物化学知识点总结 一、蛋白质 蛋白质的元素组成：C、H、O、N、S 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称作蛋白质系数。 样品中蛋白质含量=样品中含氮量×6.25 蛋白质紫外吸收在280nm，含3种芳香族氨基酸，可被紫外线吸收 等电点（pI）：调节氨基酸溶液的pH值，使氨基酸所带净电荷为零，在电场中，不向任何一极移动，此时溶液的pH叫做氨基酸的等电点。 脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质，其余的氨基酸与茚三酮反映均产生蓝紫色物质。氨基酸与茚三酮反应非常灵敏，几微克氨基酸就能显色。 肽平面：肽键由于C-N键有部分双键的性质，不能旋转，使相关的6个原子处于同一平面，称作肽平面或酰胺平面。 生物活性肽：能够调节生命活动或具有某些生理活动的寡肽和多肽的总称。 1）谷胱甘肽：存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，由谷氨酸（Glu）、半胱氨酸（Cys）和甘氨酸（Gly）组成，简称GSH。由于GSH含有一个活泼的巯基，可作为重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化，使蛋白质或酶处在活性状态。 寡肽：10个以下氨基酸脱水缩合形成的肽 多肽：10个以上氨基酸脱水缩合形成的肽 蛋白质与多肽的区别： 蛋白质：空间构象相对稳定，氨基酸残基数较多 多肽：空间构象不稳定，氨基酸残基数较少 蛋白质的二级结构：多肽链在一级结构的基础上，某局部通过氢键使肽键平面进行盘曲，折叠，转角等形成的空间构象。 α?螺旋的结构特点： 1）以肽键平面为单位，以α?碳原子为转折盘旋形成右手螺旋；肽键平面与中心轴平行。2）每3.6个氨基酸残基绕成一个螺圈，螺距为0.54nm，每个氨基酸上升0.15nm。
高中生物人教版必修一 第二章第四节《细胞中的糖类和脂质》教学设计
高陵三中生物组司会宁 《细胞中的糖类和脂质》教学设计 生物组司会宁 教材分析 《细胞中的糖类和脂质》是新课标人教版高中生物《必修Ⅰ》模块中第2章第4节的内容。本节课主要讲述糖类的种类和作用，明确糖类是细胞的重要结构，又是生命活动的主要能源，了解脂质对生物体和细胞的重要作用，最后说明了蛋白质、糖类、核酸这三类生物大分子都是以单体为单位的多聚体，都是以碳链为骨架，认知碳是生命的核心元素等内容。这与前面学习的细胞中的元素和化合物等内容密切联系，也是后面学习细胞的结构、功能、代谢、繁殖和遗传进化、血糖平衡的调节等内容的基础。 学情分析 学生在2、3节学习了细胞中的蛋白质和核酸，这两种生物大分子都具有一定的结构层次即元素、基本单位、长链、大分子。这样能更好理解单糖、二糖、多糖的区别及多糖的大分子性，从而培养知识迁移的学习方法。通过对糖和脂的分类和比较能更好地培养分类、比较的学习方法。学完本节课后，学生对生命是物质的本质有了更深刻的认识，并能理解生命是建立在碳的基础上。 学习动机的唤起和保持 某同学没吃饭，出现头昏、心慌、四肢无力，他吃什么能尽快的给他补充能量？
激发学生对这部分内容学习兴趣,从而引出要学习的内容细胞中的糖类和脂质落实课程标准 本节课要实现的高中生物学课程内容标准是： 细胞中的糖类和脂质 教学目标 1.知识与技能 （1）概述糖类的种类和作用。 （2）举例说出脂质的种类和作用。 （3）说明生物大分子一碳链为骨架。 2.过程与方法 （1）尝试进行自主学习和合作学习。 （2）运用生物学知识解决社会生活中的一些实际问题。 （3）运用互联网、图书馆、杂志进行资料的收集和整理。 3. 情感态度与价值观 （2）认识生物科学的价值。 （3）合理膳食、关注健康 教学重点 1. 糖类的种类和作用。 2. 说明生物大分子以碳链为骨架。
蛋白质知识点解读 舟山中学 杨重云 1．元素：组成蛋白质的元素有C 、H 、O 、N ，有些蛋白质还含有S 。其中氮的含量较恒定，平均为16%，这是蛋白质元素组成的一个特点。因此，一般可以由测定生物样品中的氮，粗略地计算出其中蛋白质的含量（每一克氮相当于6.25克的蛋白质）。 2．氨基酸：组成蛋白质的基本单位是氨基酸。组成蛋白 质的氨基酸约有20种。氨基酸的结构通式为（右图所示）： 由结构通式可知，氨基酸的分子式可表示为C 2H 4O 2—R ， 氨基酸的结构特点为：一个中央C 原子上连接着一个氨基、一 个羧基、一个H 和一个R 基团。由于R 基上可能含有氨基或羧基，所以一个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。不同氨基酸的R 基团不同。 例1、下列各项关于氨基酸的叙述中，正确的是（ ） A ．氨基酸是蛋白质的组成单位，由氨基和羧基组成 B ．每个氨基酸都含有一个氨基和一个羧基 C ．两个氨基酸之间的羧基和氨基脱水缩合形成多肽 D ．组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基并连接在同一个碳原子上 解析：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，每个氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基并连接在同一个碳原子上。两个氨基酸分子脱水缩合形成的是二肽。 答案：D 3．脱水缩合：在酶的作用下，一个氨基酸的羧基提供的“—OH ”与另一个氨基酸的氨基提供的“—H ”生成一分子水被脱去，而羧基和氨基剩余的基团相连成为肽键，肽键的结构式为“—CO —NH —”。 在氨基酸脱水缩合过程中，有许多数量关系，是各种考试命题的热点，望同学们引起足
够重视。现把有关数量关系总结如下： 典型公式：肽键数＝脱去的水分数；蛋白质的相对分子质量＝氨基酸相对分子质量的总和—失去水分子的相对分子质量的总和。 例2、现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（）A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和9 解析：侧链基团上氨基总数为10个，侧链基团上羧基总数为8个，每条多肽链至少含一个氨基和一个羧基，故由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为798、12和10。 答案：B 4．蛋白质结构多样性：组成蛋白质的多肽链的氨基酸在种类、数量和排列顺序上的不同，构成蛋白质的多肽链在空间结构上的不同。每种蛋白质都有其独特的空间结构，正确的三维结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。 例3、生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是（） A．组成肽键的化学元素不同B．组成蛋白质的氨基酸的种类和数量不同 C．氨基酸排列顺序不同D．组成蛋白质的多肽链的空间结构不同 解析：蛋白质内的肽键结构式为—CO—NH—，每个肽键中的化学元素都是相同的。 答案：A 5．蛋白质功能多样性：蛋白质的结构多样性决定了其功能多样性，二者是高度统一的。蛋白质功能主要有：①作为生物体和细胞的“建筑”材料，如肌肉中的蛋白质；②起着推动化学反应的作用，如消化食物的消化酶；③负责与疾病作斗争，如抗体参与清除病原体；④帮助物质出入细胞，如细胞膜上的载体；⑤调节作用，如胰岛素、生长激素等；⑥运输作用，如血红蛋白，等等。总之，蛋白质具有多种多样的重要功能，生物体的一切生命活动都与蛋白质有关。但要注意：蛋白质通常不是生物体的能源物质。
《有机化学》课程实验报告 姓名学号成绩 日期同组姓名指导教师 实验名称：糖类化合物的化学性质 一、实验目的： 加深对糖类化合物的化学性质的认识。 二、仪器与药品 仪器：试管、胶头滴管、酒精灯 药品：（1）试剂：5%α-萘酚乙醇溶液、浓硫酸、10%硫酸溶液、Benedict 试剂、10%氢氧化钠溶液、红色石蕊试纸、苯肼试剂、1%碘溶液等。 （2）样品：2%葡萄糖溶液、2%蔗糖溶液、2%淀粉溶液、2%果糖溶液、2%麦芽糖溶液、糖尿病病人尿液、10%乳糖溶液、10%葡萄糖溶液、10%果糖溶液、10%麦芽糖溶液、1%糊精溶液、0.5%糖原溶液 三、实验原理及主要反应方程式 糖类化合物又称碳水化合物，通常分为单糖、双糖和多糖。 糖类物质与α-萘酚都能起呈色反应（Molish反应）。单糖、双糖、多糖均具有这个性质（苷类也具有这一性质）。因此，它是鉴定糖类物质的一个常用方法。 单糖及含有半缩醛羟基的二塘都具有还原性，多糖一般无还原性。具有还原性的糖叫做还原糖，能还原Fehling试剂、Benedict试剂和Tollens 试剂。 蔗糖是二塘没有还原性，但在酸或酶的催化下，可水解为等分子的葡萄糖和果糖，因此其水解液具有还原性。蔗糖水解前后旋光方向发生改变，
因此蔗糖水解反应又称转化反应。用旋光仪可观察到旋光方向改变的情况。 还原糖存在变旋光现象，其原因在于α、β两种环状半缩醛结构通过开链结构互相转化，最终达到动态平衡。用旋光仪也可观察到变旋光现象。 单糖及具有半缩醛羟基的二糖，可与苯肼生成糖脎。糖脎有良好的黄色结晶和一定的熔点，根据糖脎的形状、熔点及形成的速度，可以鉴别不同的糖。 部分的多糖和碘（I2）液可起颜色反应，一般淀粉遇碘呈蓝色，而糊精遇碘呈蓝色、紫色、红色、黄色或不显色，糖原与碘一般呈红棕色，纤维素与碘不显颜色。 四、实验步骤