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1、Chapter 1,Introduction,绪论,绪论,我的个人信息 姓名：李森 专业：生物化学与分子生物学 办公室：生命科学楼215 电话：58802065 Email: ,绪论,生物化学的个人信息 （Information of Biochemistry） 生物化学的定义 （Concept） 生物化学研究的内容 （Content） 生物化学的研究方法（Methods） 生物化学的发展史 （History） 生物化学的应用 （Application）,绪论,绪论,1.1 生物化学的定义： 生物化学又称生命的化学。是运用化学的理论和方法研究生物体内基本物质的化学组成、化学变化及其与生理功能之
2、间关系的一门学科。 生物化学在分子水平上探讨生命现象的本质。,绪论,What is biochemistry?,Biochemistry is the study of the molecular basis of life and understanding of life phenomena in chemical terms. Biochemistry is the combination of biology and chemistry, it is the application of chemical principles to understanding biology.,绪论,
3、1.2 生物化学研究的主要内容,生物体 Organism,细胞 Cell,分子聚集体 Macromolcule,分子 Molecule,原子 Atom,生物化学,生物分子的化学组成、结构与功能的关系(structure and function of biological molecules),新陈代谢及代谢调控 (metabolism, regu-lation of metabolism),遗传信息的传递与表达 (genetic infor-mation pathways),绪论,What is life?,Beautiful life,The main features of the li
4、ving matters,A high degree of chemical complexity and microscopic organization.,绪论,Defined functions for each of their components and regulated interactions among them.,绪论,Metabolize-extract, transform, and use nutrients and energy from their environment,绪论,Mechanisms for sensing and responding to a
5、lterations in their surroundings.,绪论,A capacity for precise self-replication and self-assembly,绪论,A history of evolutionary change,绪论,Garden of Eden (diversity and unity),绪论,生命的组成,生物体,器官，组织 organ, tissue,细胞,绪论,organs and tissues,A mammalian cell,绪论,A plant cell,绪论,A plant cell,绪论,A bacterial cell,绪论
6、,A gallery of viruses,绪论,HIV,绪论,Endoplasmic reticulum（内质网）,绪论,绪论,Golgi apparatus（高尔基体）,绪论,Mitochondrion（线粒体）,绪论,Lysosomes（溶酶体）,绪论,Nucleus and nucleolus（细胞核，核仁）,绪论,Chloroplasts（叶绿体）,绪论,Vacuoles（液泡）,绪论,绪论,Three types of cytoskeletal filaments （细胞骨架）,绪论,Membrane and membrane proteins（细胞膜）,绪论,Membrane a
7、nd membrane proteins,绪论,绪论,组成细胞的分子,糖类,脂类,蛋白类,核酸类,水,无机盐等,绪论,I、生物分子的化学组成、结构与功能的关系,生物化学研究的主要内容,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,构成多糖与寡糖的结构 单元分子：单糖,绪论,构成磷脂的结构单元分子：甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱,绪论,构成蛋白质的结构单元分子： 20种基本氨基酸,绪论,绪论,构成核酸的结构单元分子: 核苷酸,绪论,生物大分子具有非常复杂的结构,生物大分子的结构可分为两个层次。 生物大分子的一级结构：构成生物分子的结构单元分子按不同的排列组合，形成数量庞大，结构复杂的线性分子或环状分子。通常将只涉及结
8、构单元的排列顺序的结构类型称为一级结构。,绪论,生物大分子的高级结构：生物大分子在一级结构的基础上，通过分子内或分子之间的相互作用，可以进一步形成非常复杂的立体结构。例如盘绕成螺旋形，折叠成片层状；有的以线状存在，有的则形成球状等。,绪论,生物分子结构与功能的关系： 生物分子之间的相互作用,大分子,功,能,生,物,小分子,小分子,大分子,绪论,绪论,II、新陈代谢及代谢调控,新陈代谢：生物体与外界环境之间的物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程。,绪论,Metabolism：,The sum of the chemical changes that convert nutrient
9、s into energy and the chemically complex products of cells,Energetic Metabolism,绪论,绪论,新陈代谢是一个完整统一的网络，存在复杂的调节机制，这些调节机制都是在基因表达产物（蛋白质或RNA）的作用下进行的。,Regulation of Metabolism,绪论,3、遗传信息的传递与表达,包括DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的合成、基因表达的调控等。,绪论,The central dogma,绪论,绪论,In vivo 同位素标记、荧光标记、与其他方法联用 In vitro 生物分子的分离、纯化 生物分子的结构研
10、究 生物分子的功能研究,1.3 生物化学的研究方法,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,绪论,1.4 生物化学的发展史 1903年德国人Neuberg（纽伯格）提出Biochemistry，从此生物化学成为一门独立的学科，在此之前，分别由有机化学家和生理学家从事相关研究。 生物化学发展的阶段：静态生化、动态生化和机能生化。,绪论,（一）静态生物化学阶段,大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体主要由糖类、脂类、蛋白质和核酸四大类有机物质组成。,绪论,静态生物化学阶段大事记,十九世纪布拉孔诺（H. Braconnot）与埃米尔费雪(Emil
11、 Fischer )发现氨基酸是蛋白质的构件分子。 十九世纪后半页，Pasteur与Liebig关于发酵现象是细胞行为还是酶行为的争论。 19261936年，Sumner和Northrop等人得到酶的结晶并证明酶是一种蛋白质。 1965年，中国科学家首先采用人工方法合成了具有生物学活性的蛋白质胰岛素。,绪论,（二）动态生物化学阶段,大约从二十世纪初到二十世纪五十年代，此阶段主要是对各种化学物质的代谢途径有了一定了解。 其中主要有： 英国科学家Krebs 1932年发现了尿素合成的鸟氨酸循环；1937年发现三羧酸循环； 1940年德国科学家Embden 和 Meyerhof提出糖酵解途径。,绪论
12、,（三）分子生物学阶段,以1953年Watson和 Crick提出DNA双螺旋结构模型为标志，生物化学的研究进入分子生物学阶段。,1953年，美国 Watson和英国 Crick 提出DNA双螺旋结构。 1957年，Crick提出中心法则。 1961年，法国Jacob和Monod 提出操纵子模型 1985年，美国年轻科学家Kary. B. Mullis发明了PCR技术。 1990年，人类基因组计划启动。,绪论,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 2、在医药业中的应用 3、在环保方面的应用 4、在食品业中的应用 5、在其它领域中的应用,1.5 生物化学的应用,绪论,用氰酸钾处理突变的血红蛋白，使其N端缬氨酸的氨基被修饰，可缓解镰刀状细胞贫血病。,绪论,绪论,
