《动物生物化学PPT论绪课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物生物化学PPT论绪课件（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、绪 论,本章主要内容： 生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学发展简史 生物化学发展动态 与动物生产和动物健康的关系,一.生物化学概述,1 生物化学的定义： 生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。 2 生物化学的分类： 根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。 根据研究目的分为：医学生化、农业生化、工业生化、环境生化 和营养生化等。,二.生物化学研究内容,1 关于生命有机体的化学组成、生物分子，特别是生物大分子（biological macromolecule）的结构、相互关系及其功能。,生物大分子是由小分子单
2、体聚合而成的多聚体。如氨基酸蛋白质、核苷酸核酸、葡萄糖淀粉等。生物大分子执行着各种各样的生物学功能，如生物催化、物质运输、代谢调节、贮存、传递与表达遗传信息等。 它们复杂的空间结构是其功能的化学基础。,2 动物体新陈代谢与调控,合成代谢（anabolism）： 将小分子的前体（precursor）经过特 定的代谢途径构建成较大的分子，并且消 耗能量。 分解代谢（catabolism）： 将较大的分子经过特定的代谢途径， 分解成小的分子并且释放出能量。 物质代谢与能量代谢相伴随。在这个过程中，ATP（三磷酸腺苷） 是能量转换和传递的中间体。 机体的各种代谢活动是由许多代谢途径构成的网络，是在一系
3、列的调控下有条不紊地进行的。,3 动物体基因的表达与调控,动物生命现象的另一个基本属性是能够进行自我复制、自我繁殖。 核酸起着携带和传递遗传信息的作用，基因是遗传信息贮存与传递的载体，是DNA分子中可表达的功能片段，通过DNA的复制、转录和翻译将遗传信息传递给后代。 研究基因在染色体中的定位、核苷酸的排列顺序及其功能，DNA复制、RNA转录、蛋白质生物合成过程中基因传递的机制，基因传递与表达的时空调节规律等是生物化学极为重要的课题。,4 生物化学技术,生物化学是实验的科学，一切研究内容均建立在严谨的科学实验基础之上。 包括生物大分子的提取、分离、纯化与检测技术，生物大分子组成的序列分析和体外合
4、成技术，物质代谢与信号转导的跟踪检测技术，以及基因重组、转基因，基因剔除、基因芯片等基因研究的相关技术等。 生物化学技术不是单纯的化学技术，其中融入生物学、物理学、免疫学、微生物学、药理学知识与技术，这些技术的开发应用也是生物化学研究内容的重要组成部分。,三.生物化学的发展简史,a.静态生化阶段 从19世纪末至 20世纪30年代是静态的描述性的阶段。这一阶段主要是研究生物体的物质组成、结构、性质和含量等。 b.动态生化阶段 20世纪30年代到50年代是动态生物化学阶段。这一阶段主要研究物质代谢与相关调节。 c.机能生化阶段 20世纪50年代至今，是机能生物化学阶段。这一阶段以提出DNA双螺旋结
5、构模型为标志，主要研究生物大分子结构和生理功能之间的关系。,目前，有关生物化学的研究主要集中在以下几个方面： 生物大分子的结构、功能与相互作用 基因组学和蛋白质组学 基因表达的调节 细胞信号的传导 生物工程学,分子生物学的迅速发展从根本上改变了生命科学的面貌，也极大地丰富和扩展了生物化学的内涵。一方面，经典的生物化学原理不断得到验证，另一方面，人们对生命有机体中化学过程的认识不断更新和深化，现代生物化学的发展已经从各个方面融入了生命科学发展的主流当中。,四.生物化学的发展动态,生物大分子的结构、功能与相互作用,大分子之间的相互作用；大分子结构模体（motif）和结构域的独特作用；生物大分子三维
6、构象和构象运动进行描述 ；蛋白质空间构象的正确折叠和“分子伴侣”（molecular chaperone）的作用；磷酸化、酰基化等化学修饰作用对于蛋白质和酶在快速、高效传递代谢信息和调节基因表达中的机制；核酸与蛋白质的相互作用与基因表达的调节；催化核酸等。 信息爆炸导致了结构生物学（structural biology）的诞生。,蛋白质和核酸大分子之间的相互作用,基因组学和蛋白质组学,“人类基因组计划”（human genome project，HGP）历经10个年头，在进入本世纪后不久宣布完成，人类基因组的解读为疾病的诊断、防治和新药的研究开发提供了有力的武器。科学家已绘制出40余种生物的基
7、因组图谱，基因组的研究将进入功能基因组（functional genomics）阶段，即确定基因结构与功能的应用阶段。 蛋白质组学（proteomics）作为后基因组时代生命科学新的研究领域正在崛起。它将一系列精细的技术，主要有2D-凝胶电泳、计算机图象分析、质谱、氨基酸测序和生物信息学结合起来，高通量地、综合地定量和鉴定蛋白质。建立蛋白组的生物信息数据库，将为重大病症的发生提供新的预警和诊断标志，并为新药的开发提供新的思路。,基因表达的调节,1960年，F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时，相关酶的基因表达时序受到严格的控制，于是提出了原核生物基因调节操纵子（operon）模型，
8、开辟了对基因表达调节研究的新领域。 真核基因表达的调控产要涉及核小体的重构、组蛋白的乙酰化、DNA的甲基化等化学修饰和DNA超螺旋的拓扑异构化；基因的的调节也在转录后的加工、翻译和新生多肽链的化学修饰等各个层次上进行。 这一领域的研究将最终揭开生命的进化、胚胎的分化、个体的生长、发育、繁殖、衰老、疾病和死亡之谜。,细胞信号的传导,第二信使学说 cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等 G蛋白偶联系统 G蛋白、PKA、PKG、PKC和TPK信号转导系统等 小分子气体物质 NO、CO,生物工程学,到70年代，重组DNA技术（Recombinant DNA technology）诞生，人类可以按
9、照自己的意愿改造遗传基因和操纵遗传过程。这个技术的规模化和工业化，就是基因工程，也称遗传工程（Genetic engineering）。 以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程、酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology），已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。,4.与动物生产和健康的关系,生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基础学科之一。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言”与有力的“工具”被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动物生理学、动物营养学、动物遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊断学等学科有着不可分割的联系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动物生产和动物健康事业十分重要。,阐明动物新陈代谢活动的规律 生理学、营养学 培养优质高产的畜禽品种 遗传育种 药物的作用机理研究和新药的研发 药理学、毒理学 疾病的发生和发展机理 病理学、免疫学、微生物学 动物疫病的诊疗与防治 临床病理与临床诊断学,
