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1、动物生物化学 （第三版）,西南大学荣昌校区 动物医学系生理生化教研室 2008.9,制作：张 耕,说 明 本课件是根据全国统编教材动物生物化学（第三版）制作的PowerPoint教学课件，仅供大家参考。,学时安排： 理论 54学时 学习成绩考核： 期未笔试 60分 平时提问 10分 课堂考勤 10分 平时作业 20分,课程学时安排（54学时） 第一章 绪论 2学时 第二章 蛋白质的结构与功能 8学时 第三章 酶学 7学时 第四章 生物氧化 8学时 第五章 糖类代谢 4学时 第六章 脂类代谢 5学时 第士章 含氮小分子代谢 6学时 第八章 核酸的化学结构 4学时 第九章 核酸的生物学功能 10学
2、时,辅导答疑地点： 3306生物化学教研室 张耕 电话：13908397912 Email： 实验地点：3305 3308 生物化学实验室,第一章 绪 论 Chapter 1 Introduction,本章主要内容,生物化学概论 生物化学研究的内容 生物化学的任务与挑战 动物生化与养殖业的关系,第一节 生物化学概论,什么是生物化学？ 生物化学的分类 生物化学的发展简史 （一）发展历史 （二）我国发展概况,一、什么是生物化学（Biochemsity） ？,1、生物化学的概念： Bio：Biolgy 生物学 chemsity 化学 传统定义：生物化学是运用化学和生物学的现代理论和技术，研究生物体的
3、物质组成与结构、物质代谢与能量转变，以这些变化与生理机能之间关系的一门科学。即在分子水平上研究生命现象的化学本质的科学。 现代定义：研究生物分子，特别是生物大分子相互作用、相互影响以表现生命活动现象原理的科学。,2、生物化学的研究内容 （1）研究生物体内物质的化学组成、结构、性质与功能。 高等生物体主要由 A.大分子物质：蛋白质、核酸、糖类、脂类 B.小分子有机物：维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸 及一些分解产物。 C.无机物：水、无机盐等 研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。,（2）研究生物体内物质代谢（新陈代谢）、能量转 变及其调控机理,A.生物
4、体与其外环境之间的物质交换过程就称为物 质代谢或新陈代谢。 B.物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、 吸收中间代谢排泄。 中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。,（3）研究物质结构、代谢和生物功能与复杂的生命 现象之间的关系,（4）研究生物体遗传的物质基础，基因信息传递、 表达及其调控规律 A.基因信息传递涉及到遗传、变异、生长、分化 等诸多生命过程，也与遗传病、恶性肿瘤、心血管病等多种疾病的发病机制有关。 B.DNA重组、转基因、基因剔除、新基因克隆、人类基因组计划及功能基因组计划等的发展，将大大推动这
5、一领域的研究进程。,研究发现黑猩猩和人类基因组存在关键性差异,3、生物化学的研究对象和分类,研究对象：动物、植物、水产、微生物等 按研究对象分：动物 生化 微生物 生化 植物 生化 鱼类生化,研究对象,植物生化,动物生化,微 生 物 生 化,人体生化,肌肉生化 肝脏生化 细胞生化 血液生化,免疫生化 营养生化 遗传生化,蛋白质化学 核酸化学 酶化学,根据研究目的不同生化又可分为： 农业生化 工业生化 医用生化和药物生化,二、生物化学的发展史,1、生物化学产生前时期 最早可追溯到离现在4000多年前。 公元前22世纪 夏禹时代 酿酒 公元前12世纪 商周时代 “周礼”记载制酱、制醋 公元前6世纪
6、 庄子记载有瘿病（地方性甲状腺肿） 公元四世纪 葛洪 海藻治疗瘿病 唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病 猪肝治疗雀目 明代李时珍 本草纲目,2、描述的有机生物化学发展时期（17701903，静态生 物化学时期） 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、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成 。 主要成就 1794年 法国拉瓦锡研究燃烧提象和质量守恒定恒定律，成为 现代生物氧化和能量代谢基础 1828年 魏勒在实验室将氰酸钠合成为尿素 1842年 德国生理学家李比希首次提出“新陈代谢”的概念 1877年 德国霍佩.赛勒首次提出“Biochemie”一词，英
7、译内 “Biochistry”，同时也提出“Proteide” 1897年 布克纳兄弟 蔗糖酵母发酵实验，推翻了“活力论”。,3、动态或生理生物化学发展时期 （19031950，动态生物化学）,大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的代谢途径有了一定的了解。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。 其中主要的有： 1905年 哈登和杨发现酶和辅酶；1926年 sumner首次从刀豆中获得脲酶结晶；1955年 Sanger完成牛胰岛素氨基酸组成分析；1932年，英国科学家Krebs
8、发现尿素合成的鸟氨酸循环；1937年，Krebs提出了各种化学物质的中心环节三羧酸循环的基本代谢途径； 1940年，德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径，等等。,4、分子和机能生物化学发展时期 （1950至今，机能生物化学）,孟德尔 豌豆杂交实验提出生物遗传的不是其形状本身，而是它的遗传因子。 1895年 Miescher 发现核蛋白 1928年 格里非思 肺炎球菌转化实验 1944年 Avery等人首次证明DNA是遗传物质 1950年 Chargaff证明A=T G=C 1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型为标志，生物化学的发展进入分子生物学
9、阶段。 1966年 遗传密码破译,1958 1971年 遗传中心法则（Crick) 1960年 Jacob和Monod创立操纵子学说 1982年 Cech发现核酶 1982年Palmiter 转基因技术 1990年 人类基因组计划 1997年Wilmut 克隆技术 这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的 结构与其功能之间的关系。如生命的本质和奥秘：运 动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理 等。,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
10、年诺贝尔化学奖。 1980年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA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，发现断裂基因 化学奖 2Karg B. Mallis(美)发明PCR方法。 3Michaet Smith(加拿大)建立DNA合成用与定点诱变研 究。,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“prion”（疯牛病） 生理医学奖 2 paul D.Boyer（美）等，说
11、明ATP酶促合成机制 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,我国生物化学的发展概况 起步晚，基础弱，潜力大，需努力 1、 30年代吴宪 血滤液制备、蛋白质变性。食物营养与免疫 化学主要贡献：蛋白质变性.理论无蛋白血滤液的制备.血糖 的测定 2、1965年 首次人工合成结晶牛胰岛素 3、1981年 合成酵母丙氨酸转移
12、核糖核酸的人工全合成 4、天花粉蛋白一级结构测定 5、生物膜与水通道的研究 6、参与人类基因组、水稻基因组等的研究,三、生物化学的应用与展望,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）,四、生物化学与畜牧兽医,在畜禽饲养中深刻理解畜禽机体内物质代谢和能量代谢的状况，掌握体内营养物质代谢间相互转变及相互影响的规律是提高饲料营养作用的基础。 掌握正常畜禽的代谢规律，对于临床上畜禽代谢疾病的症断与治疗具有主要的作用。,运用DNA重组技术，由细菌来生产基因工程的猪、牛、鱼生长激素用于生产实践，显著提高猪牛的生产能力。 蛋白质和酶多态性、DNA指
13、纹技术作为遗传标记，进行畜禽品种亲缘关系、种间遗传距离的分析，并筛选与优良生产性状相关的遗传标记，为培养高产优质的畜禽品种提供理论依据。,运用转基因动物制成的“生物反应器”来生产多种人、畜需要的蛋白质和药物。 研究性别控制的分子机理，以求找到有效控制性别的方法，提高畜禽的生产力。 运用体细胞克隆个体的技术，将为保存和发展珍奇优良畜禽品种发挥积极的作用。,利用生物技术深入研究各种病毒基因的分子结构与功能，有目的地制备有效的基因工程疫苗。 利用反义RNA等分子调控机理作为某些疾病基因治疗的手段。,超级泥鳅的产生,童第周（），实验生物学家，教育家。中国实验胚胎学的奠基者之一。毕生从事实验胚胎学、细胞
14、生物学、发育生物学的研究工作，在两栖类、文昌鱼和鱼类卵子早期发育规律的研究方面，在他所倡导的细胞核和细胞质相互作用、相互制约的理论方面，以及发育生物学和遗传学的研究方面作出了重要贡献。,年月日出生于浙江一个农民家庭。年入宁波师范，学习勤奋，成绩优良，后考入宁波效实中学三年级为插班生。年中学毕业，考入复旦大学哲学系心理学专业。年毕业后，由中央大学生物系主任蔡堡推荐，任中央大学生物系助教。年由亲友资助到比利时的比京大学留学，年获博士学位。中华人民共和国建立后，童第周继续担任山东大学动物系教授兼系主任，年他兼任中国科学院实验生物研究所副所长和水生生物研究所青岛海洋生物研究室主任。年任山东大学副校长。
15、年他当选为中国科学院学部委员并任生物学地学部副主任，兼中国科学院青岛海洋生物研究室主任，后该室改为青岛海洋生物研究所，任所长。年，生物学地学部分为生物学部和地学部，他任生物学部主任兼任中国科学院动物研究所研究员（该所所长陈桢逝世后，童第周一度任所长）。“文化大革命”后，年任动物研究所细胞遗传学研究室主任。,年，童第周在比京大学布拉舍（）实验室开始了胚胎学的研究工作。他在棕蛙（）卵子受精面与对称面的关系的研究中，证明了对称面不完全决定于受精面，而决定于卵子内部的两侧对称结构状态。同期，还完成了海鞘早期发育的研究。 年回国后，在青岛继续进行海鞘的研究工作，其目的是研究卵质中的成分在受精前的定位。证明了在未受精卵子中已经存在着器官形成物质，而且有了一定的分布，精子的进入对此没有决定性的影响。另一方面，观察到内胚层和外胚层似乎有相当的等能性，而且吸附乳头和感觉细胞的形成依赖于外来因素，说明了卵质对个体发育的重要性。这项研究成果是具有开创性的。,朱作言：水产学家，中科院院士、国家自然基金会副
