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1、MDM0-MDM0-动物生化课件绪论动物生化课件绪论生物化学研究的对象及内容生物化学的发展史生物化学与其他学科间的关系课程安排及其学习方法化学化学生物学生物学生生物物化化学学vBiochemistryv生物化学生命的化学生物化学生命的化学 一门边缘学科一门边缘学科vChemical Elements of Living Matter生物化学生物化学：就是以生物体研究对象，运用化学的就是以生物体研究对象，运用化学的原理和方法在分子水平上研究生命现象化学本质的原理和方法在分子水平上研究生命现象化学本质的科学。又称生命的化学。科学。又称生命的化学。研究对象研究对象：生物大分子生物大分子 研究对象研究
2、对象：生物大分子生物大分子糖：多羟基的醛类或酮类化合物，以及它们糖：多羟基的醛类或酮类化合物，以及它们的衍生物或聚合物。的衍生物或聚合物。 醛糖醛糖 酮糖酮糖蛋白质：由氨基酸为基本单位构成的生物大蛋白质：由氨基酸为基本单位构成的生物大分子分子脂肪：由甘油和脂肪酸构成的生物大分子脂肪：由甘油和脂肪酸构成的生物大分子核酸：有核酸：有DNADNA、RNARNA两种两种维生素、天然肽类、激素等维生素、天然肽类、激素等生命的物质组成生命的物质组成肽肽核苷核苷多聚糖多聚糖磷脂酸磷脂酸氨基酸氨基酸含含N N碱碱核糖核糖葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸甘油甘油胆碱胆碱基本生物分子基本生物分子4 4种生物大分子种生物大
3、分子蛋白质蛋白质核苷酸核苷酸多糖多糖脂类脂类多酶复合体多酶复合体染色体染色体生物膜生物膜细胞器细胞器细胞细胞组织组织器官器官生物体生物体动物植物微生物动物植物微生物4 4种生物高分子种生物高分子脂肪：脂肪：(三酰甘油三酰甘油) O O O CH O CH2 2-O-C-R-O-C-R1 1 R R2 2-C-O-C-H O-C-O-C-H O CH CH2 2-O-C-R-O-C-R3 3组成蛋组成蛋白质的基本单位：白质的基本单位：AA 静态生物化学静态生物化学： 研究生物体的物质组成，结构和功能研究生物体的物质组成，结构和功能机能生物化学机能生物化学: : 生物体物质结构、代谢和功能与生命现
4、象生物体物质结构、代谢和功能与生命现象的关系的关系动态生物化学动态生物化学： 研究生命的最基本特征研究生命的最基本特征新陈代谢新陈代谢 新陈代谢的调解与调控新陈代谢的调解与调控 一、与遗传学的关系一、与遗传学的关系 二、与营养饲料学的关系二、与营养饲料学的关系 三、与养殖业的关系三、与养殖业的关系 四、与食品加工业的关系四、与食品加工业的关系一、与病理学的关系一、与病理学的关系二、与药理毒理学的关系二、与药理毒理学的关系三、与微生物学的关系三、与微生物学的关系四、与免疫学的关系四、与免疫学的关系五、与生理学的关系五、与生理学的关系生物化学的发展史生物化学的发展史 生物化学作为一门独立的自然科学
5、生物化学作为一门独立的自然科学, ,只有近只有近200200年的历史。但是其发展非常迅年的历史。但是其发展非常迅速，目前已成为自然科学领域发展最快、速，目前已成为自然科学领域发展最快、最引人注目的学科之一最引人注目的学科之一 “生物化学生物化学”这个词是由德国的一位医这个词是由德国的一位医生霍佩生霍佩. .赛勒（赛勒（1825-1895）于）于1877年首次提年首次提出出 现代生物化学可以说从德国的谢利研究现代生物化学可以说从德国的谢利研究各种动植物组织以及德国的著名化学家拉瓦各种动植物组织以及德国的著名化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是18世纪的下世纪的下半叶
6、，相当于清乾隆年间，距今半叶，相当于清乾隆年间，距今200多年的多年的历史历史生物化学的发展史生物化学的发展史 静态生物化学阶段：静态生物化学阶段：18世纪下半叶至二十世纪初世纪下半叶至二十世纪初 动态生物化学阶段：二十世纪初至动态生物化学阶段：二十世纪初至50年代年代 机能生物化学阶段：二十世纪机能生物化学阶段：二十世纪50年代至今年代至今生物化学的发展史生物化学的发展史静态生物化学阶段静态生物化学阶段primary stage 我国生化学家吴宪在血液分析方面，创立了血我国生化学家吴宪在血液分析方面，创立了血滤液的制备及血糖的测定等方法，并在蛋白质的研究滤液的制备及血糖的测定等方法，并在蛋白
7、质的研究中，提出蛋白质变性的学说中，提出蛋白质变性的学说 德国化学家费歇发现缬氨酸、脯氨酸、羟脯氨德国化学家费歇发现缬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸后，合成酸后，合成1818肽肽 发现核酸发现核酸 证实连接相邻氨基酸的肽键的形成证实连接相邻氨基酸的肽键的形成 生物化学的发展史生物化学的发展史动态生物化学阶段动态生物化学阶段 prosperous stage生物化学的发展史生物化学的发展史 奠基时期奠基时期(19(19世纪世纪2020世纪世纪) )： 科学家对生物物质代谢、平衡等进行了深入的研科学家对生物物质代谢、平衡等进行了深入的研究，基本阐明了酶的化学本质及与能量代谢有关究，基本阐明了酶的化学本质及
8、与能量代谢有关的代谢途径的代谢途径 Summer: Summer:美国科学家，美国科学家，19261926年得到脲酶的结晶，年得到脲酶的结晶，证明了酶的化学本质是蛋白质证明了酶的化学本质是蛋白质Embden:Embden:德国生物化学家，在糖代谢、脂代谢及肝脏德国生物化学家，在糖代谢、脂代谢及肝脏合成氨基酸方面做出了巨大贡献，与他人一起证明了合成氨基酸方面做出了巨大贡献，与他人一起证明了糖酵解途径糖酵解途径Krebs:英国人，发现了尿素循环和三羧酸循环英国人，发现了尿素循环和三羧酸循环Calvin:美国人，发现了光合磷酸化代谢途美国人，发现了光合磷酸化代谢途Abel:1902年分离得到肾上腺素
9、并制成结晶年分离得到肾上腺素并制成结晶Went:1926年从燕麦胚芽鞘中分离出生长素年从燕麦胚芽鞘中分离出生长素Hopkins:英国剑桥生物化学中心，英国剑桥生物化学中心，1912年前后年前后发现维生素发现维生素动态生物化学阶段动态生物化学阶段 prosperous stage机能生物化学阶段：机能生物化学阶段：大发展时期大发展时期(1930(1930至今至今) )：科学家对生物的研究已从整体水平逐步科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、亚细胞、分子水平。伴随深入到细胞、亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术的不断改进，使实验手段、技术的不断改进，使 的对生的对生物大分子结构及功能的研究
10、也更加深入物大分子结构及功能的研究也更加深入生物化学的发展史生物化学的发展史1.1.糖酵解、三羧酸循环、脂代谢、氧化磷酸化糖酵解、三羧酸循环、脂代谢、氧化磷酸化等生化反应过程均被阐述等生化反应过程均被阐述2.Watson,Crick19532.Watson,Crick1953年首次描绘了年首次描绘了DNADNA双螺旋结双螺旋结构模型，使人们第一次获知基因结构的实质构模型，使人们第一次获知基因结构的实质3.3.英国物理学家英国物理学家PerutzPerutz用用X-X-射线衍射技术，解射线衍射技术，解析了血红蛋白的三维空间结构；析了血红蛋白的三维空间结构；KendrewKendrew测定了测定了
11、肌红蛋白的结构。英国化学家肌红蛋白的结构。英国化学家SangerSanger利用利用1010年年时间完成牛胰岛素的结构测定时间完成牛胰岛素的结构测定机能生物化学阶段：机能生物化学阶段：4.4.美国化学家美国化学家Pauling确认氢键在蛋白质结构中和大分确认氢键在蛋白质结构中和大分子相互作用中的重要性；还研究了镰刀型红细胞贫血子相互作用中的重要性；还研究了镰刀型红细胞贫血病，提出分子病的名称病，提出分子病的名称5.5.发现蛋白质发现蛋白质-螺旋的二级结构螺旋的二级结构6.6.完成胰岛素的氨基酸全序列分析完成胰岛素的氨基酸全序列分析7.7.人工合成具有生物活性的蛋白质人工合成具有生物活性的蛋白质
12、- -结晶牛胰岛素结晶牛胰岛素, ,用用X X射线衍射方法测定猪胰岛素分子空间结构射线衍射方法测定猪胰岛素分子空间结构8.8.提出遗传信息传递的中心法则，破译了提出遗传信息传递的中心法则，破译了mRNAmRNA分子中分子中的遗传密码的遗传密码机能生物化学阶段：机能生物化学阶段：机能生物化学阶段：机能生物化学阶段：19531953年年: :生物化学进入了分子生物学时代。生物化学进入了分子生物学时代。（DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型的发现）的发现）1958-19711958-1971年年: :遗传中心法则（遗传中心法则（Crick)Crick)19601960年年:Jacob:Jacob
13、和和MonodMonod创立操纵子学说创立操纵子学说19651965年年: :我国科研人员首次用人工方法合成我国科研人员首次用人工方法合成了具有生物学活性的结晶牛胰岛素了具有生物学活性的结晶牛胰岛素19911991年年: :首次发现左旋首次发现左旋DNADNA的存在的存在19821982年年: :Cech发现核酶发现核酶19821982年年: :Palmiter 转基因技术转基因技术19901990年年: :人类基因组计划人类基因组计划19931993年年: :发现白血病的根源发现白血病的根源- -苯苯19941994年年: :第一个基因工程食品面市第一个基因工程食品面市这这一一阶阶段段的的主
14、主要要研研究究工工作作就就是是探探讨讨各各种种生生物大分子的结构与其功能之间的关系。物大分子的结构与其功能之间的关系。重组重组DNADNA技术的建立、转基因动植物、基因诊断和基技术的建立、转基因动植物、基因诊断和基因治疗；核酶的发现补充了对生物催化剂本质的认识因治疗；核酶的发现补充了对生物催化剂本质的认识PCRPCR技术的发明，使体外高效扩增成为可能技术的发明，使体外高效扩增成为可能1.19971.1997年年Wilmut Wilmut 克隆羊克隆羊多利羊诞生多利羊诞生2.20002.2000年人类基因组测序完成年人类基因组测序完成3.20023.2002年我国水稻基因组计划基本完成年我国水稻
15、基因组计划基本完成4.4.干细胞研究引起众多争议干细胞研究引起众多争议 5.5.人类基因组计划（人类基因组计划（human genome project ,HGP）6.6.后基因组计划后基因组计划( (Post-human genome project) )19531953年，沃森年，沃森- -克里克克里克（Watson-Crick）确定确定DNADNA双螺旋结双螺旋结构，获构，获19621962年诺贝尔生理、医学奖。年诺贝尔生理、医学奖。19551955年，英国生物化学家桑格尔年，英国生物化学家桑格尔（Sanger）确定牛胰岛素确定牛胰岛素结构，获结构，获19581958年诺贝尔化学奖。年诺
16、贝尔化学奖。19801980年，桑格尔和吉尔伯特年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定设计出测定DNADNA序列序列得方法，获得方法，获19801980年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。19841984年年，化化学学奖奖，Bruce Merrifield（美美国国) )建建立立和和发发展展蛋蛋白白质化学合成方法。质化学合成方法。19931993年年1.Rechard J.Roberts( (美美) )等等，发发现现断断裂裂基基因因 化化学学奖奖2.Karg B. Mallis( (美美) )发明发明PCRPCR方法。方法。3.Michaet Smith( (加拿大加拿大) )建立建立DN
17、ADNA合成用与定点诱变研究合成用与定点诱变研究19941994年年Alfred G. Giillman（美美）等等，发发现现G G蛋蛋白白及及基基因因在在细细胞内信号转导的作用。胞内信号转导的作用。诺贝尔奖诺贝尔奖19961996年年, ,Jens c.skon( (丹麦丹麦) )发现输送离子的发现输送离子的NaNa+ +KK+_+_ATPATP酶酶化学奖化学奖19971997年年1.1.Stanley B.prusiner( (美美) )发现一种新型的致病因子感染性发现一种新型的致病因子感染性蛋白颗粒蛋白颗粒“prion”（疯牛病）（疯牛病） 生理医学奖生理医学奖 2.paul D.Boy
18、er（美）等，说明（美）等，说明ATPATP酶促合成机制酶促合成机制 化学奖化学奖3.Petr c. Doherty（美）等，发现（美）等，发现T T细胞对病毒感染细胞的识细胞对病毒感染细胞的识别和别和MHC(MHC(主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体) )限制限制 生理医学奖生理医学奖19981998年年, ,Rolert F.furchgott（美国）等，发现（美国）等，发现NONO是心血管系统是心血管系统的信号分子的信号分子 生理医学奖生理医学奖诺贝尔奖诺贝尔奖 生物化学学科的新进展与热点问题生物化学学科的新进展与热点问题1.1.基因组计划研究的继续与深入基因组计划研究的继续与深入
19、2.2.蛋白质组研究（后基因组研究）蛋白质组研究（后基因组研究）3.RNA3.RNA组计划正在兴起组计划正在兴起4.4.基因表达调控基因表达调控5.5.细胞信号传递细胞信号传递6.6.与医学密切相关的一些热点问题与医学密切相关的一些热点问题 生物化学学科的新进展与热点问题生物化学学科的新进展与热点问题7.7.端粒、端粒酶与细胞正常衰老、凋亡研究端粒、端粒酶与细胞正常衰老、凋亡研究8.8.与药物生产密切相关的基因工程研究与药物生产密切相关的基因工程研究9.9.体内第三类生物大分子糖蛋白与蛋白聚糖体内第三类生物大分子糖蛋白与蛋白聚糖10.10.分子生物学中心法则的理论研究及相关技分子生物学中心法则的理论研究及相关技术研究术研究结束结束
