1、8-2 生物體中的大分子,重點1.澱粉與纖維素,重點2.蛋白質,重點3.核酸,澱粉與纖維素,醣類葡萄糖的結構澱粉纖維素,醣類,大部分的醣類化學式可寫為Cm(H2O)n，故醣類又稱為碳水化合物。具有多個羥基，以及醛基或酮基。故醣類為多羥基醛醣或多羥基酮醣。與氧化劑的反應：具還原性的醣類，稱為還原醣，可與本氏液、斐林試液與多侖試劑等氧化劑作用；反之，不具還原性的醣類，稱為非還原醣。與碘液的反應：澱粉遇碘液(I2)會變為藍黑色 。,還原醣,所有單醣、乳糖、麥芽糖屬還原醣與本氏液共熱：生成紅色氧化亞銅(Cu2O) 沉澱 與斐林試液共熱：生成紅色氧化亞銅(Cu2O) 沉澱 與多侖試劑共熱：生成銀鏡,非還
2、原醣,所有多醣、蔗糖屬還原醣與本氏液共熱：無反應 與斐林試液共熱：無反應 與多侖試劑共熱：無反應,葡萄糖的結構,葡萄糖為醛醣，具有五個羥基及一個醛基。在水中約有1%的葡萄糖為直鏈結構，99% 為環狀結構。1 號碳原子上的羥基若和6號碳(CH2OH)不同方向，稱為a -葡萄糖。1 號碳原子上的羥基若和6號碳(CH2OH)同方向，則稱為b-葡萄糖。,(a) a -葡萄糖 (c) b-葡萄糖 (b)直鏈結構,葡萄糖的結構,澱粉,由a - 葡萄糖脫水縮合聚合而得的同元聚合物，為聚醚類。,澱粉,由光合作用生成之澱粉，儲存於植物的種子、根或塊莖中。藉由澱粉酶或稀酸的催化，澱粉可進行水解作用。可作為食物。,
3、纖維素,由b- 葡萄糖脫水縮合聚合而得的同元聚合物，為聚醚類。,為植物纖維的主要成分，存在於細胞壁、樹皮、樹葉等組織中。植物體內有50% 的碳元素是以纖維素的形式存在，如棉花的主要成分為纖維素。藉由熱稀酸的催化，纖維素可水解為葡萄糖。人體內欠缺可以分解纖維素的酶，故纖維素無法被人體所消化，但纖維素可促進腸道的蠕動。可作為燃料、衣料、家具與造紙的材料。,纖維素,老師講解1澱粉與纖維素特性比較,下列有關澱粉和纖維素的敘述，哪些正確？(A)兩者皆為同元聚合物(B)兩者在人體中皆可被消化為單醣(C)兩者以稀酸水解皆可得葡萄糖(D)澱粉及纖維素均含醚鏈(COC) 結構(E)澱粉遇KI(aq)呈藍色、纖維
4、素遇KI(aq)則不變色。,觀念提示：(1)澱粉與纖維素皆為葡萄糖聚合而成的同元聚合物， 含醚基結構。(2)澱粉遇碘液會生成藍黑色物質。,老師講解1,解：(A)(C)(D)(A)(C)(D)兩者單體皆為葡萄糖，用醚基連接成同元聚合物，以稀酸催化可水解為葡萄糖。(B)纖維素無法被人體消化。(E)澱粉遇碘液會成藍黑色，遇KI(aq)則不變色。,學生練習1,下列有關纖維素的敘述，哪些正確？(A)由碳、氫、氧三種元素組成(B)為構成植物細胞壁的主要成分(C)可以被人體消化吸收(D)將纖維素水解可得澱粉(E)由果糖脫水聚合而成。,解：(A)(B)(C)纖維素無法被人體消化吸收(D)纖維素水解產物為葡萄糖
5、(E)纖維素是由葡萄糖脫水聚合而成,老師講解2 葡萄糖性質,下列有關葡萄糖的敘述，哪些正確？(A)可由糊精水解而得(B)為六碳醣(C)與乳糖為同分異構物(D)能與多侖試劑發生銀鏡反應(E)為多羥基酮。,觀念提示：(1)澱粉水解過程：澱粉 糊精麥芽糖葡萄糖。(2)葡萄糖為含六個碳的多羥基醛。,老師講解2,解：(A)(B)(D)(A)糊精水解的最終產物為葡萄糖。(B)葡萄糖為六碳醣。(C)葡萄糖(C6H12O6) 與乳糖(C12H22O11) 非同分異構 物。(D)葡萄糖為還原醣，可與多侖試劑發生銀鏡反應。(E)葡萄糖為多羥基醛。,學生練習2,滴數滴碘液於麵包上，會呈現藍黑色，這是因為麵包中含有哪
6、一種物質？(A)蛋白質(B)脂質(C)蔗糖(D)澱粉(E)礦物質。,解：(D)澱粉遇碘液會生成藍黑色物質。,老師講解3 同分異構物（醣類）,下列哪些組合的兩種物質互為同分異構物？(A)果糖與半乳糖(B)蔗糖與葡萄糖(C)蔗糖與麥芽糖(D)麥芽糖與乳糖(E)澱粉與纖維素。,觀念提示：澱粉與纖維素的聚合度不同，不為同分異構物。,老師講解3,解：(A)(C)(D)(A)皆為單醣，分子式C6H12O6，為同分異構物。(B)蔗糖為雙醣，分子式C12H22O11，葡萄糖為單醣，分 子式C6H12O6，非同分異構物。(C)皆為雙醣，分子式C12H22O11，為同分異構物。(D)皆為雙醣，分子式C12H22O
7、11，為同分異構物。(E)皆為多醣，分子式(C6H10O5)n，但兩者聚合度(n) 不 同，非同分異構物。,學生練習3,下列醣類的水解產物，哪些含有葡萄糖？(A)纖維素(B)蔗糖(C)麥芽糖(D)澱粉(E)乳糖。,解：(A)(B)(C)(D)(E)各選項的水解產物分別為(A)(C)(D)葡萄糖(B)葡萄糖果糖(E)葡萄糖半乳糖,蛋白質,a -胺基酸是以碳原子為中心，四個鍵分別連接氫原子(H)、胺基(NH2)、羧基(COOH) 與側鏈(R)。羧基旁的第一個碳原子稱為a 碳，而於a 碳上接有胺基，故具有如圖之結構的分子稱為a-胺基酸。,a-胺基酸,因胺基酸為兩性物質，於水溶液中時，羧基可失去一個質
8、子(H) 而帶負電，胺基則獲得一個質子(H) 而帶正電。 a-胺基酸水溶液存在下列的平衡。,a-胺基酸,甘胺酸在不同pH 值環境,a - 胺基酸的聚合反應,縮合聚合：胺基酸分子可分別利用胺基與羧基，脫去水分子，形成醯胺鍵（又稱為肽鍵）而結合。 二肽的形成：兩個胺基酸分子脫去一分子水而形成的分子，稱為二肽。同理，三個胺基酸分子脫去兩分子水而形成的分子，則稱為三肽。,肽的形成,多肽與蛋白質,多肽與蛋白質,若縮合的胺基酸數目少於100，或是高分子的分子量小於10000，則該高分子歸類為多肽。若高分子的分子量大於10000，則該高分子歸類為蛋白質。,為生物體內的重要物質，可構成肌肉、毛髮、皮膚等，也是
9、構成酵素的主要成分。蛋白質可藉由不同肽鍵上的胺基(NH)與羰基( ) 之間所形成的氫鍵，維持特定的立體結構，如螺旋結構與褶板結構。,蛋白質,螺旋結構,結構： 例如毛皮、蹄角、 羽毛,褶板結構,結構：例如蠶絲、皮膚,蛋白質的變性,蛋白質內的氫鍵被破壞時，會使蛋白質特定的立體結構改變，失去原先之功能，此現象稱為蛋白質的變性。蛋白質的變性為不可逆的反應。高溫、pH 值改變、加入有機溶劑、加入電解質等因素，都會造成蛋白質變性。,酵素（酶）,生物體內可催化生化反應的催化劑，稱為酵素，又稱為酶。酵素的主要組成為蛋白質，而非蛋白質的部分則稱為輔酶。,酵素（酶）的作用,酶的活化部位可與受質結合，大幅降低反應的
10、活化能，以催化生化反應的進行。酶與受質的作用可以類比為鑰匙和鎖的關係。,高度受質特異性,特定的酶只能催化特定受質的反應，對於其他受質則不具催化力。如麥芽糖酶只能催化麥芽糖的水解，無法催化乳糖的水解。乳糖酶只能催化乳糖的水解，而無法催化麥芽糖的水解。,易受環境影響,酶的活性很容易受到溫度或pH值的影響。如胃蛋白酶於pH3時活性最大，於中性或鹼性環境則會失去作用。,老師講解4 蛋白質,下列有關蛋白質之敘述，何者錯誤？(A)以a-胺基酸為單體，以醯胺鍵縮合聚合而成的聚合物 (B)因為氫鍵的作用，蛋白質分子可成螺旋狀或褶板狀(C)加熱或加酒精皆會破壞蛋白質原有的結構，使其失去原有的物性與化性(D)四種
11、不同的a -胺基酸A、B、C 和D，可形成4!種四肽分子(E)人體中的酵素主要為蛋白質。,觀念提示：胺基酸排列方式不同，即為不同的分子。,老師講解4,解：(D)(D)四種不同的a -胺基酸A、B、C 和D，可形成44 種四肽分子。,學生練習4,蛋白質屬於下列哪些聚合物？(A)聚酯(B)聚醇(C)聚醯胺(D)具有肽鍵之聚合物(E)聚醚。,解：(C)(D)(C)(D)蛋白質是聚醯胺類，其醯胺鍵又稱為肽鍵。,老師講解5 聚合物結構,下列哪些聚合物的結構中，含有醯胺鍵（肽鍵）？(A)蛋白質(B)達克綸(C)耐綸-6(D)耐綸-66(E)澱粉。,觀念提示：蛋白質與聚醯胺的單體單元間以醯胺鍵連結。,解：(
12、A)(C)(D)(A)(C)(D)蛋白質與聚醯胺的單體單元間以醯胺鍵連結(B)達克綸的單體單元間以酯基連結(E)澱粉的單體單元間以醚基連結,學生練習5,有關蛋白質之說明，哪些正確？(A)單體為b-胺基酸(B)為共聚合物(C)因具肽鍵故分子呈螺旋結構(D)皮膚觸及濃硝酸呈黃色，這是蛋白質之反應(E)加熱或加酒精會凝固，降溫則會恢復原狀。,解：(B)(D)(A)單體為a-胺基酸。(B)構成蛋白質的胺基酸約有20 種，故為共聚物。(C)蛋白質的螺旋結構是因為氫鍵而形成。(E)蛋白質受熱或加入酒精，因氫鍵被破壞，稱為蛋白質的變性，為不可逆反應。,老師講解6 酵素的性質,下列有關酵素之敘述，哪些正確？(
13、A)為生物體內反應的催化劑(B)蛋白質分子皆具催化效果(C)可以降低生化反應的活化能(D)可與受質形成活化錯合物(E)乳糖酶可催化麥芽糖的水解。,觀念提示：酵素的作用具有受質特異性。,解：(A)(C)(D)(B)並非所有蛋白質分子都是具有催化作用的酵素。(E)乳糖酶只能催化乳糖的水解，不能催化麥芽糖的水 解。,學生練習6,下列關於酵素的敘述，哪些正確？(A)酵素的主要組成為蛋白質(B)酵素的分子量很大(C)一種酵素可以催化所有的生化反應(D)酵素表面的任意位置皆可與受質作用，形成酵素受質錯合物(E)溫度愈高，酵素的催化效果愈好。,解：(A)(B)(C)酵素只能催化特定的反應。(D)僅活化部位能
14、與受質結合。(E)溫度過高，可能會使酵素失去作用。,核酸,核苷酸去氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA),核苷酸,核苷酸中含有五碳醣、含氮鹼基與磷酸三個部分。其中，五碳醣與含氮鹼基兩個部分，稱為核苷。,DNA的五碳醣與含氮鹼基,核苷酸中含有之五碳醣若為去氧核糖，則此類核苷酸可以聚合為去氧核糖核酸(DNA),RNA的五碳醣與含氮鹼基,核苷酸中含有之五碳醣若為核糖，則此類核苷酸可以聚合為核糖核酸(RNA),核苷酸的聚合反應,以核苷酸為單體，兩相鄰的核苷酸分別以其磷酸與另一核苷酸的五碳醣，脫水進行縮合聚合反應。形成一聚核苷酸長鏈，此核苷酸長鏈稱為核酸。,去氧核糖核酸(DNA),由去氧核糖核苷酸縮合聚
15、合而成。由美國科學家華生與英國科學家克立克提出。DNA為雙螺旋結構，聚核苷酸長鏈內側由互補配對的鹼基（A-T 與G-C）形成氫鍵，此氫鍵作用力可使DNA分子更加穩定。,DNA含氮鹼基的配對,腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對形成二個氫鍵鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對形成三個氫鍵,DNA序列,DNA長鏈中，核苷酸排列的次序稱為DNA序列，又稱為基因序列。基因序列為辨別遺傳訊息、疾病篩檢與治療的重要指標。儲存生物的遺傳訊息 。,核糖核酸(RNA),由核糖核苷酸縮合聚合而成。多為單股結構，其中含氮鹼基的對應為腺嘌呤(A)與尿嘧啶(U)配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對。RNA長鏈中，核苷酸排列的次序
16、稱為RNA序列。將DNA的遺傳訊息，經由轉錄與轉譯的過程，最後合成蛋白質。,老師講解7 DNA結構,下列有關DNA 相關觀念的敘述，哪些選項正確？(A)核酸結構中含有硫酸根(B)核酸結構中含有環狀的葡萄糖(C)為縮合聚合而成(D)其雙股螺旋結構中具有氫鍵(E) DNA與RNA各有四種含氮鹼基，其中有三種相同。 【龍騰版課本例題8-8】,觀念提示：(1)核苷酸單體中含有五碳醣、含氮鹼基及磷酸三個部 分。(2) DNA 與RNA 的共同鹼基為A、C、G。,老師講解7,解：(C)(D)(E)(A)應為磷酸根(B)應為去氧核糖,學生練習7,下列有關RNA 相關觀念的敘述，哪些選項正確？(A)學名為去氧
17、核糖核酸(B)核酸結構中含有五碳醣(C)為加成聚合而成(D)其主要功能為儲存遺傳訊息(E)有A、C、G、U 四種含氮鹼基。,解：(B)(E)(A)RNA 應為核糖核酸。(C)為縮合聚合物。(D)主要功能為將DNA 的遺傳訊息，經由轉錄與轉譯的過程，最後合成蛋白質。,老師講解8 含氮鹼基,如圖，分析某一DNA片段的結果，得知其形成一聚核苷酸長鏈含氮鹼基序列為ATTGAACT，則此DNA片段共含有幾個氫鍵？(A) 16(B) 18(C) 20(D) 22(E) 24。,觀念提示：AT 配對形成二個氫鍵，GC 配對形成三個氫鍵。,老師講解8,解：(B)AT 配對形成二個氫鍵，GC 配對形成三個氫鍵。此DNA 片段共含3 個含氮鹼基A、3 個含氮鹼基T、1 個含氮鹼基G、1 個含氮鹼基C；共含氫鍵23233131 18（個）,學生練習8,下列何種含氮鹼基不會出現在RNA 的結構中？(A)胸腺嘧啶(T)(B)胞嘧啶(C)(C)尿嘧啶(U)(D)腺嘌呤(A)(E)鳥嘌呤(G)。,解：(A)RNA 的四種含氮鹼基為胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)。,8-3 先進材料,結束放映,
