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1、 绪论 一、 生物化学的概念及其研究内容 生物化学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变 化的一门科学。 或者说生物化学是研究生命现象中的物质基础和化学变化 的一门科学。 更简单地说生物化学就是研究生命现象的化学本质。 生物化学就是生命的化学Principles of biochemistry Introduction of biochemistry Protein biochemistry Nucleic acid biochemistry Carbohydrate biochemistryMolecular basis of Biochemical mechanism of 二、比较法
2、是生物化学的重要研究方 法观察:生命现象(病理) 分离:(抽提、过滤、离心、色谱) (未知蛋白组分,新基因片段,新的次生代谢 物) 分析:1、结构与性质(序列分析,X-射线晶体衍射,核 磁共振(NMR),波谱,质谱、圆二色散性) 2、功能(生理、病理、信号转导、抗病、抗旱、 耐水肥、肥胖等、) 3、代谢及其细胞调控 4、改造及利用分离生命现象生化组分分析1、结构与性质 2、功能 3、代谢及其细胞调控改造、利用三、生物化学的发展史生物化学是生命科学中最古老的学科之一 1、静态生物化学时期(1920年以前)研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量 为主。2、动态生物化学时期(1950年以前
3、)物质代谢途径及动态平衡、能量转化,光合作用、生物 氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质合成、核酸的遗 传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢 3 机能生物化学时期(1950年以后)生命的本质和奥秘:运动、神经、内分泌、生长、发育 、繁殖等的分子机理 1937年,英国生物化学家克雷布斯(Krebs)发现三羧酸循 环 获1953年诺贝尔生理学奖。1953年,沃森克里克(WatsonCrick)确定DNA双螺 旋结构,获1962年诺贝尔生理、医学奖。1955年,英国生物化学家桑格尔(Sanger)确定牛胰岛素结 构,获1958年诺贝尔化学奖。1980年,桑格尔和吉尔伯特(Gilbet)设计出测定DN
4、A序 列得方法,获1980年诺贝尔化学奖。1984年,化学奖,Bruce Merrifield(美国),建立和 发展蛋白质化学合成方法。1993年1、Rechard J.Roberts(美)等,发现断裂记因 化学奖 2Karg B. Mallis(美)发明PCK方法。 3Michaet Smith(加拿大)建立DNA合成用与定点诱变研究1994年 Alfred G. Giillman(美)等,发现G蛋白及基因在细胞内信 号转导的作用。1997年 1 stanley B.prusiner(美)发现一中新型的致病因子感 染性蛋白颗粒“pnion”(疯牛病) 生理医 学奖 2 paul D.Boye
5、r(美)等,说明ATP酶促成机制 化学 奖 3 Jens c. skon(丹麦)发现输送离子的Na+K+_ATP酶。1996 年Petr c. Doherty(美)等,发现T细胞对病毒感染细胞 的识别和MHC(主要组织相容性复合体)限制。 生理 医学奖1998年 ROLert F.furchgott(美国)等,发现NO是心血管系统的信 号分子 生理医学奖四、 生物化学与二十一世纪生命科学展望1、 生物化学是二十一世纪生命科学的带 头学科。 学科热点:基因组学蛋白质组学克隆(组织、器官、个体)2、 生物化学与农业原始农业:采集与狩猎,游牧式 传统农业:原始的种植业,畜牧业 现代农业:化肥,农药;
6、绿色革命(杂种优 势),生物防治,分子育种,转基因植物 分子农业(工厂化农业):离开土地,细胞 水平甚至是分子水平的生化加工业,。 植物:光合作用 固定化细胞培养,叶绿体 光合器。动物:细胞培养。3、 生物化学与环保 环境污染:Pb,Gr,Hg环境监控:生物传感(酶,细胞)和指示 生物 生物净化:金属硫蛋白等金属结合蛋白4、 生物化学与轻工业发酵工业:抗生素、氨基酸。 食品工业饲料工业:酶,添加剂,香味剂 ,甜味剂 制革与造纸工业:酶法处理 生物电子学:DNA储存器。酶工程技术5、 生物化学与医药生化药物: 基因工程药物: 蛋白质工程药物 抗体工程药物:定向,低剂量 海洋生物技术药物五、 生物化学的机遇与挑战机遇:理论基础雄厚核酸和蛋白质研究方法和研究手段的 突破 挑战:许多重大的理论问题没有解决:光合作用生物能学 重大疾病的基因表达与调控 机制六、应掌握内容1、经典的生物化学理论和知识 (1)生物大分子的结构、性质和功能:糖、脂、蛋白质、酶、维生素、核酸、激素、抗生素。(2)物质代谢和能量的转化 (3)遗传信息传递的化学基础2、重要生化分离分析技术的原理和要点七、 参考书籍教材; 王镜岩等生物化学第三版;高教出版社 杂志;中国科学科学通报Annu. Rev. Biochem.练习题; 网站; 生命科学(生物化学)