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1、生物化学 Biochemistry,1 王镜岩等主编的生物化学，高等教育出版社出版，第三版； 2 生物化学简明教程（第三版）（罗纪盛等，主编），高等教育出版社出版 3 基础生物化学（刘卫群 主编）,气象出版社,主要参考书目,一 生物大分子的结构、性质和生物功能 静态生物化学 二 物质和能量的代谢 主要讲授糖类，脂类和含氮化合物在生物体内的物质代谢和能量代谢过程，及他们之间的相互转化和调节。 三 遗传信息的传递部分 介绍遗传信息的贮存，传递与表达过程,生物化学 内容大纲,1 绪论 2 核酸化学 3 蛋白质,生物化学-静态部分,4 酶 5 糖 6 脂和生物膜 7 激素,第一章 绪论,一 什么是生命
2、科学： 二 生物化学的概念、研究对象和内容 三 生物化学的发展史及其与其它学科的关系,二十一世纪生命科学世纪,人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源,二十一世纪 生命科学的世纪,What is life science?,热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣,学习生命科学是一种荣幸和享受,What is life science?,生命的基本特征：,1、细胞是生物的基本单位 除了病毒,生命的基本特征：,1、细胞是生物的基本组成单位 病毒，没有细胞结构， 但是具有其它的生物特征,生命的基本特征：,2、新陈代谢、生长和运动是生命的本能,生命的基本特征：,
3、2、新陈代谢、生长和运动是生命的本能,生命在于运动，生命运动是自然界最高级的运动形式。例如，很难理解和想象，在记忆过程中大脑细胞运动的详细过程。我们也还不完全知道，为什么有些植物能感受外界的刺激而发生运动。比如，猪笼草捕虫，含羞草含羞等。,生命的基本特征：,3、生命通过繁殖而延续有性、无性,“生生不息，生命不止”，在自然界，唯有生物具有繁衍后代 的能力。,1997年，首例克隆哺乳动物“多莉”的诞生,生命的基本特征：,3、生命通过繁殖而延续,生命的繁衍已经不再神秘，DNA是遗传的基本物质，基因的表达调控决定了个体的特征。,Out of 19,813,086, 19,568,394 sites w
4、ere identical to their human counterparts for a mean percent identity of 98.77 Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134,What is life science?,生命的基本特征：,4、生物具有个体发育和进化的历史,正常的生物都具有从生到死的完整生命过程，即生活史。 生物个体不断繁衍后代，无数个体失活史串联起来就构成了生物的进化史，遗传和变异结合的后果。,What is life science?,生命的基本特征：,5、生物对环境具有适应性,“适者生存”，进化就是生物适
5、应环境的结果。 生物对环境的变化有着微妙的应答反应。 生命科学的研究不仅要研究生物的个体，还要研究其与环境的互作。,1859年，物种起源引起了广泛的关注。,生命的基本特征：,细胞是生命的基本组成单位 新陈代谢、生长和运动是生命的本能 生命通过繁殖而延续 生命具有个体发育和进化的历史 生命对环境具有适应性,What Is life science? 研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科的交叉领域,生物化学是生命科学的语言。是解读生命科学的，从分子水平上理解生物学的现象（广义上）。 当然这样的话，其与分子生物学有什么区别呢？ 分子生物
6、学其是在分子水平上研究基因的结构和功能的科学（比较具体和有用的定义，狭义的概念）,1 概念 生物化学是研究生命现象的物质基础和生命过程基本活动规律的科学。 利用物理、化学和生物学的技术和原理，从分子水平研究生物体的化学组成、生命活动的基本规律及调节方式，从而阐明生命现象的本质。,二 生物化学的概念、研究对象和内容,2 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、能量转换和代谢调控 3） 生物体的遗传信息传递,三、生物化学的发展史及其与其它 学科的关系,起源于18世纪晚期： 法国科学家 Lavoisier （1743-1794）被称为”化学之父”,三、生物化学
7、的发展史及其与其它 学科的关系,直到19世纪初期，生物化学才成为一门独立学科：,十九世纪-二十世纪30,二十世纪的30年代-五十年代,50年代以后-分子生物学的出现,三、生物化学的发展史及其与其它 学科的关系,直到19世纪初期，生物化学才成为一门独立学科： 德国Neuberg (1877-1951) 于1903年提出“生物化学”这个名词生物化学才成为一门独立的学科，在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。,德国有机化学家 Emil Fischer 生化之父,二十世纪的30年代-五十年代,30年代，19331936年Krebs提出了著名的尿素循环和三羧酸循环。 1940年德国科学家Embden
8、 和 Meyerhof提出的糖酵解途径。,20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科 。,50年代以后-分子生物学的出现,1953年 美国 Watson和英国 Crick DNA双螺旋结构,DNA双螺旋结构的提出使生物化学发展到一个新的阶段分子生物学阶段,1929年 A. 哈登（英），冯奥伊勒 歇尔平(瑞典） 阐明糖发酵过程和酶的作用 1946年 J. B. 萨姆纳（美）、 J. H. 诺思罗普，W. M. 斯坦利（美）分离提纯酶和病毒蛋白质 1958年 F. 桑格（英） 胰岛素结构研究 1981年 福井谦一（日）、R. 霍夫曼（英） 通过前线轨道理论和分子轨道对称守恒原理 来解释化学反应的
9、发生,诺贝尔化学奖,诺贝尔奖,1984年 R.B. 梅里菲尔德（美） 开发了极简便的肽合成法 1989年 S. 奥尔特曼， T.R. 切赫 （美） RNA自身具有酶的催化功能 1993年 K.B. 穆利斯（美） 发明“聚合酶链式反应”法 M. 史密斯（加拿大） 开创“寡聚核苷酸基定点诱变”法,诺贝尔化学奖,诺贝尔奖,1997年 P.B.博耶（美）、J.E.沃克尔（英） J.C.斯科（丹麦） 发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶 2002年 约翰芬恩（美）、田中耕一（日） 库尔特维特里希（瑞士） 发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱 分析法,诺贝尔化学奖,
10、诺贝尔奖,2003年 彼得阿格雷（美）、罗德里克 麦金农（美） 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。 2004年 阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科（以）和伊尔温-罗斯（美） 泛素调节的蛋白质降解,诺贝尔化学奖,诺贝尔奖,1923年 F.G.班廷（加拿大），J.J.R.麦克劳 德（加拿大人）发现胰岛素 1937年 A.森特焦尔季（匈牙利） 发现肌肉收缩原理 1953年 F.A.李普曼（英）高能磷酸结合在代 谢中的重要性，发现辅酶A H.A.克雷布斯（英）发现克雷布斯循环（三羧酸循环）,诺贝尔生理或医学奖,1958年 G.W.比德乐、E.L.塔特姆（美） 生物体内的生化反应由基因控制 1962年
11、 J.D.沃森（美）、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯（英） 发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性 1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格（美） 研究遗传信息的破译及其在蛋白质合 成中的作用,诺贝尔生理或医学奖,1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英） 抗体化学结构和机能 1978年 W.阿尔伯（瑞士人）、H.O.史密斯、D.内森斯（美国人） 发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用 1983年 B.麦克林托克（美国人）发现移动的基因 1984年 N.K.杰尼（丹麦）、G.J.F.克勒（德国）、C.米尔斯坦（英国） 确立有免疫抑制机理的理论，
12、研制出了单克隆抗体,诺贝尔生理或医学奖,1989年 J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯（美国人）发现了动物肿瘤病毒的 致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因 1992年 E.H.费希尔、E.G.克雷布斯（美）发现蛋白质可逆磷酸化作用 1997年 S.B.普鲁西纳（美）发现了一种全新的蛋白致病因子 朊蛋白（PRION）并在其致病机理做出了杰出贡献 2000年 阿尔维德卡尔松（瑞典）、保罗格林加德（美）、埃里克坎德 尔（奥地利）:“人类脑神经细胞间信号的相互传递”. 2001年 利兰哈特韦尔(美)、蒂莫西亨特(英)和保罗纳斯(英)： 细胞周期调控。 2002年 悉尼布雷内（英）、罗伯特霍维茨（美）、约
13、翰苏尔斯顿（英） 细胞分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱 2003年 保罗劳特布尔（美）、彼得曼斯菲尔德（英）在核磁共振成像。 2004年 美科学家理查德-阿克塞尔和琳达-巴克，气味受体和嗅觉系统.,诺贝尔生理或医学奖,我国科学家在生物化学领域中的贡献,吴宪 蛋白质变性理论（1893-1959） 阎隆飞 高等植物肌动蛋白（1921-2001） 人工合成有功能的蛋白质牛胰岛素 酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成(tRNAAla) (上海生物化学研究所，上海细胞生物学研究所 上海有机化学研究所,生物物理研究所,北京大学),人工合成牛胰岛素科学家,1965年，上海生物化学研究所、北京大学、上海有机化学
14、研究所的科学工作者经过6年多坚持不懈的努力,获得了人工合成的牛胰岛素结晶。它的结构、生物活性、物理化学性质、结晶形状，都和天然的牛胰岛素完全一样，这是世界上第一个人工合成的蛋白质。,70年代，进入生物工程的研究。,基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等。,1955年 英国 Sanger 胰岛素一级结构的测定-这以后，核酸的研究进展很快，在核酸一级结构测定和核酸人工合成方面取得显著成果。,人类基因组计划,1984年开始讨论 1990 启动 2000 序列框架图完成,1995 完成原核生物Hemophilus luenzae的基因组测序 1996 完成啤酒酵母的基因组测序 1997 完
15、成大肠杆菌的基因组测序 2000 人类基因组序列框架（中国完成1%） 2000 拟南芥基因组序列（第一个高等植物） 2002 水稻基因组序列框架图（中国独立完成） 2003 中国家蚕基因组序列框架图,人类基因组计划实施以来的成就,20世纪末和21世纪初，随着人类基因组全序列测定的基本完成，生命科学进入了后基因组时代，产生了功能基因组学、蛋白质组学、结构基因组学等。,生物学,动物学,植物学,微生物学,化学,生物学,生物化学,生物化学与其它学科的关系,以生物化学为基石的生物技术在 生命科学领域显示无限广阔的发 展前景： 1、在农业方面的应用-品种改良，花色 2、在医药业中的应用-动植物反应器 3、在工业方面的应用,人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源,二十一世纪 生命科学的世纪,分子生物学理论的突破,生物技术的有效应用,新旧技术的有机结合,人口与粮食,能源与资源,健康与疾病,生物化学的学习方法,理解与记忆结合； 理论联系实际 把握学科交叉 追踪发展前沿,
