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1、生 物 化 学,绪 论,内容提要,生物化学的概念 生物化学的研究内容 生物化学的发展历史 生物化学的新进展 生物化学的应用 生物化学学习方法 课程学时考试安排,我们所处在的地球充满着无数的生物，从最简单的病毒到菌藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类，处处都可以觉察到生命的活动。地球上的生物形形色色，千姿百态。不同的生物，其形态、生理特征和对环境的适应能力各不相同，都经历着生长、发育、衰老、死亡的变化，都具有繁殖后代的能力。,生命的定义,生命的根本特性究竟是什么？19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定义：“生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这
2、种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解” 。恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础。,生物化学的概念,生物化学是运用化学原理和方法，研究生物体的物质组成和遵循化学规律所发生的一系列化学变化，进而深入揭示生命现象本质的一门科学，有生命的化学之称。,生物化学的研究内容,1.生物体物质的化学组成、结构、性质和功能 2. 生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调 3.生物体的信息代谢 4.运用生物化学原理和方法，为农业、工业、医药卫生、环境保护等服务，开拓富有经济价值的生物资源（酶制剂、药品、食品添加剂、杀虫剂）,课程知识模块和学时安排,绪论 2 第一章 核酸的结构与功能 6 第
3、二章 蛋白质化学 10 第三章 酶 10 第四章 糖类代谢 8 第五章 生物氧化和氧化磷酸化 4 第六章 脂类代谢 6 第七章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 4 第八章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢 2 第九章 核酸的生物合成 6 第十章 蛋白质的生物合成 6 第十一章 代谢途径的相互联系和代谢调控 6,生命大分子,生物代谢能量的产生和储藏及大分子前体的生物合成,遗传信息的存储传递和表达,生物化学的发展,1 静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前） 2 动态生物化学时期（二十世纪前半叶） 3 机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五十年代以后）,静态生物化学（20世纪之前）,弗雷德里希米歇尔(1
4、853-1927) Friedrich Miescher,霍佩-赛勒(1825-1895) FelixHoppe-Seyler 德国,1877提出生物化学这个名词,分离出nuclein(脱氧核糖核蛋白),1897年发现引起发酵的物质是酶，从而把酵母细胞的生命活力与酶的化学作用联系起来，建立了酶化学。,静态生物化学（20世纪之前）,Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家 (1860-1917),The Nobel Prize in Chemistry 1907,发现无细胞发酵现象,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Physiology or M
5、edicine 1922,Otto Meyerhof 迈耶霍夫 (1884-1951),G.Embden，O.Meyerhof和J.K.Parnas阐明了糖酵解，又称这途径为Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Chemistry 1946,J B Sumner (萨姆纳) (18871955) 美国生物化学家,1926年首次得到脲酶结晶,显微镜下的胰蛋白酶,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Chemistry 1946,J Northrop(诺思罗普) (18
6、911987) 美国生物化学家,1929年分离和提纯了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等，和萨姆纳证明了酶是一种具有催化作用的蛋白质。,动态生物化学(20世纪初中叶),1930年发现了哺乳动物体内尿素合成的途径. 1937年又提出了三羧酸循环理论.并解释了机体内所需能量的产生过程和糖、脂肪、 蛋白质的相互联系及相互转变机理。,Hans Krebs （19001981） 德裔英国生物化学家,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Physiology or Medicine
7、 1953,Fritz Lipmann (18991986) 德裔美国生物化学家,1945年发现并分离出辅酶A，证明其对生理代谢的重要性,The Nobel Prize in Chemistry 1958,The Nobel Prize in Chemistry 1980,Paul Berg (1926-),Walter Gilbert (1932-),Frederick Sanger (1918-),40年代测定出牛胰岛素分子中全部氨基酸的排列顺序，并证明了其内部氨基酸的结合方式,设计出一种 测定脱氧核糖核酸(DNA)内核苷酸排列顺序的方法,动态生物化学(20世纪初中叶),Linus Pau
8、ling 量子化学家 （1901-1994）,动态生物化学(20世纪初中叶),40年代中期以后提出纤维状蛋白质的螺旋结构，及蛋白质是具有多肽链结构的物质，打开了通往蛋白质与DNA分子奥秘的大门。,两次荣获诺贝尔奖金（1954年化学奖， 1962年和平奖）,功能生物化学（20世纪中叶以后）,F H C Crick (1916-2004),James D Watson (1928 - ),1958年提出了“中心法则”，为分子生物学奠定了基础。,1953年提出DNA双螺旋结构，标志着遗传学完成了由“经典”向“分子”时代的过渡。,The Nobel Prize in Physiology or Med
9、icine 1962,Maurice Wilkins (1916- 2004）,功能生物化学（20世纪中叶以后）,Marshall W. Nirenberg (1927-),The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968,第一次用实验解答了遗产密码，并证明了本丙氨酸的密码子是UUU.,Robert W. Holley (1922-1993),H. Gobind Khorana (1922-),阐明遗传密码及其在蛋白质合成中的作用,1965年9月17日，中国首次人工合成胰岛素。这也是世界上第一个蛋白质的全合成。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,Th
10、omas R. Cech (1947-),功能生物化学（20世纪中叶以后）,发现RNA的生物催化作用而获奖.,Sidney Altman (1939-),1978年和1981年奥尔特曼与切赫分别发现了核糖核酸(RNA)自身具有的生物催化作用,这项研究不仅为探索RNA的复制能力提供了线索，而且说明了最早的生命物质是同时具有生物催化功能和遗传功能的RNA，打破了蛋白质是生物起源的定论。,The Nobel Prize in Chemistry 1989,穆利斯(1945) Kary B. Mullis 美国生物化学家,科学家已经成功地用PCR方法对一个2000万年前被埋在琥珀中的昆虫的遗传物质进行
11、了扩增。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,建立了“聚合酶链反应”(PCR)方法，是分子生物学里程碑式的发明，由此获得1993年诺贝尔化学奖。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,1997. 2 苏格兰 Wilmut 绵羊“多利”的克隆 为发育生物学研究开拓了更广阔的空间,功能生物化学（20世纪中叶以后）,美、英、日、德、法、中六国参与的国际人类基因组计划(2003年完成),当代生命科学研究的趋势,20世纪中期，随着蛋白质空间结构的 X-射线解析和DNA双螺旋的发现，开始了一个崭新的生物科学时代。对遗传信息的载体核酸 和生命功能的执行者蛋白质的研究成了生命科学研究的主要内容。经过生命科学工作者半
12、个世纪的努力，生命科学已成为自然科学中最重要的学科。当前生物学基础研究的特征和动向可归结成6个方面。,1、生命科学的主导力量生物化学和分子生物学 2、生命科学的研究模式集约型、合作型 3、生命科学的思维方式整体性、复杂性、综合性 4、生命科学的研究技术越来越依赖高新技术 5、生命科学的交叉研究多领域多学科交叉的新阶段 6、生命科学的投入产出基础研究和应用紧密结合,生物化学的应用,生化知识应用 生化技术应用 生化产品应用,生物化学与其它学科的关系,基础学科 交叉学科 专业平台科 生命科学者的共同语言,生物学,动物学,植物学,微生物学,化学,生物学,生物化学,生物化学与分子生物学日 益融合共同促进人类进步,分子生物学概念及研究内容,广义: 研究蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能，也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 狭义: 偏重于核酸(或基因)的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，也涉及这些过程中有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。,分子生物学,生物化学与分子生物学,生物化学学习方法漫谈,学会思考：抽象类比联想； 复杂分析归纳；零散线索框架 学会抓重点要点：反应特点、反应性质、条件、生理意义 强化记忆：理解记忆；联系记忆， 实例记忆；归纳记忆；比较记忆 学会自学：整理笔记；及时复习,
