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1、 生物化学1 1二十一世纪二十一世纪生命科学世纪生命科学世纪生物化学于生命科学生物化学于生命科学,就象就象ABC于英语。于英语。生物化学是一门充满活力和极具吸引力的学科生物化学是一门充满活力和极具吸引力的学科 因为它是阐明生命的某些核心过程的基础因为它是阐明生命的某些核心过程的基础2 2 人口与粮食人口与粮食 健康与疾病健康与疾病 环境与生态环境与生态 能源与资源能源与资源二十一世纪二十一世纪 生命科学生命科学的世纪的世纪 3 3分子生物学理论的突破分子生物学理论的突破生物技术的有效应用生物技术的有效应用新旧技术的有机结合新旧技术的有机结合人口与粮食人口与粮食能源与资源能源与资源健康与疾病健康
2、与疾病更加主动更加主动 更为有效更为有效 利用生物技术利用生物技术 改造生物改造生物 创造生物创造生物 新兴产业新兴产业 推动工，农，推动工，农，医医 的的 发发 展展 4 4 化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。 生物学是生命科学，它研究生物的形态 、结构、生理、分类、遗传和变异、进化等方面，目的在于阐明生命活动的规律。 生物化学生物化学是是一门把化学与生物学联系在一起的新课程 。 5 5n n 第一章第一章 蛋白质蛋白质n n 第二章第二章 核酸核酸n n 第三章第三章 酶酶n n 第四章第四章 生物膜生物膜n n 第五章第五章 糖化学及糖代谢糖化学及糖代谢n n 第六章第
3、六章 生物氧化生物氧化n n 第七章第七章 脂类化学及脂类代谢脂类化学及脂类代谢n n 第八章第八章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢n n 第九章第九章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢核酸的酶促降解和核苷酸代谢n n 第十章第十章 核酸的生物合成核酸的生物合成n n 第十一章第十一章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成n n 第十二章第十二章 物质代谢的相互联系和调节控制物质代谢的相互联系和调节控制6 6 绪论绪论n n一一 、生物化学的概念、生物化学的概念 、研究对象和内容、研究对象和内容n n二二 、生物化学的发展简史、生物化学的发展简史n n三、三、 生物化学与其他学
4、科之间的关系生物化学与其他学科之间的关系n n四、四、 学习要求学习要求7 7 教学目的和要求教学目的和要求： 了解生物化学的学习内容和学习方法，生物化学产生与发展的几个重要阶段及其代表性成果，生物化学在人类生产、生活中的重要性及其与其它学科的密切关系。 学习重点学习重点： 生物化学的涵义；生物化学发展的重要阶段。 8 8 一一 、生物化学的概念、生物化学的概念 、研究、研究对象和内容对象和内容、 什么是生物化学？什么是生物化学？ 生物化学生物化学 biochmistry 生物的化学生物的化学 biological chmistry 生命的化学生命的化学 chmistry of life 生理
5、的化学生理的化学 physiological chmistry 9 91848年：生物化学是研究生命物质的组成及其变化的科学。1963年：生物化学是研究生物组织中所发生的化学事件的科学。1983年：生物化学是运用化学理论和技术来研究生命现象的一门科学。1988年：生物化学是研究生命的分子基础的科学。1992年：生化学家郑集先生指出：生物化学发展到今日，“已公认系在分子水平上研究生命现象的学科”。1010 生物化学是用化学的理论和方法，从分子水生物化学是用化学的理论和方法，从分子水平研究生物体内的化学组成及其生命活动中的化平研究生物体内的化学组成及其生命活动中的化学变化规律，从而阐明生命现象的一
6、门学科。学变化规律，从而阐明生命现象的一门学科。 即即研究生命现象的化学本质的科学研究生命现象的化学本质的科学。分子生物学（分子生物学（ Molecular biology ） 分子生物学分子生物学（广义）：从分子水平上研究生（广义）：从分子水平上研究生命现象的科学，从命现象的科学，从DNA结构去理解与结构去理解与DNA有关有关的生命现象。的生命现象。 分子生物学分子生物学（狭义）：从（狭义）：从DNA分子的碱基配分子的碱基配对结构去认识对结构去认识DNA的复制和遗传信息的传递等。的复制和遗传信息的传递等。1111、 研究对象研究对象生物体内的化学现象和化学变化 1212、 研究内容研究内容（
7、1）静态生化的内容）静态生化的内容（2）动态生化的内容）动态生化的内容（3）机能生化的内容）机能生化的内容（4）工程生化的内容）工程生化的内容1313 生物大分子的结构、性质、功能新陈代谢物质代谢能量代谢同化作用异化作用光能化学能 氧化分解放能酶及代谢过程调节细胞（生物膜系统）生长发育信息传递遗传信息 第一信使激素、电信号、Ca2+ 磷酸肌醇光敏色素 环腺苷酸cAMP第二信使1414Maddox J. (main editor of “Nature”) Is molecular biology yet a science ? Nature 1992 (335): 201现在有那么一群叫做分子生
8、物学家的人，现在有那么一群叫做分子生物学家的人， 他们的文章无视整体的植物与动物，他们的文章无视整体的植物与动物， 也很也很少言及生理学。对于这些人来说，少言及生理学。对于这些人来说， 实验资实验资料大部分来自所谓凝胶料大部分来自所谓凝胶.1515二二 、生物化学的发展简史、生物化学的发展简史（ 一）生物化学的由来一）生物化学的由来一）生物化学的由来一）生物化学的由来 1877 1877年是生物化学的诞生年年是生物化学的诞生年年是生物化学的诞生年年是生物化学的诞生年 ，因在德国，因在德国的的StrausburyStrausbury大学建立了第一个生理化学实验大学建立了第一个生理化学实验室并创办
9、了生化专业杂志室并创办了生化专业杂志-生理化学杂生理化学杂志志The Zeitschriftfur Physiologische Chemie.The Zeitschriftfur Physiologische Chemie. 1903 1903年年Carl.NeubergCarl.Neuberg最早提出最早提出“ “生物化学生物化学” ”一一词。词。 1616（二）生物化学发展三个阶段（二）生物化学发展三个阶段 1 1、静态生物化学时期（二十世纪二十年代前）、静态生物化学时期（二十世纪二十年代前）、静态生物化学时期（二十世纪二十年代前）、静态生物化学时期（二十世纪二十年代前） Scheele
10、Scheele（舍勒）德国药剂师，从动植物材料中分离（舍勒）德国药剂师，从动植物材料中分离出了乳酸、柠檬酸等有机物质。出了乳酸、柠檬酸等有机物质。 Lavoisier Lavoisier（拉瓦锡）法国化学家，（拉瓦锡）法国化学家，17831783年发表了年发表了“ “动动物热物热” ”理论，认为动物的呼吸是体内缓慢而不发光的燃理论，认为动物的呼吸是体内缓慢而不发光的燃烧。说明呼吸过程和化学氧化是相同的。烧。说明呼吸过程和化学氧化是相同的。 四大分子物质的化学结构、生理功能的认识。四大分子物质的化学结构、生理功能的认识。 F.miescher F.miescher于于18691869年发现核酸。
11、年发现核酸。 Pasteur Pasteur（巴斯德）法国微生物学家（巴斯德）法国微生物学家 于于18571857发现乳发现乳酸发酵，酸发酵，18601860发现乙醇发酵发现乙醇发酵 。 17761776年年PriestlyPriestly发现光合作用发现光合作用 。1717但以上奠基工作有赖于结构有机化学的发展但以上奠基工作有赖于结构有机化学的发展但以上奠基工作有赖于结构有机化学的发展但以上奠基工作有赖于结构有机化学的发展 1828 1828年，年，wohlerwohler成功在实验室合成了尿素成功在实验室合成了尿素，否定了当时流行的生物体内物质转化过程不，否定了当时流行的生物体内物质转化过
12、程不符合非生物界的物理和化学规律的所谓符合非生物界的物理和化学规律的所谓“ “生机生机论论” ” 1840 1840年，德国的年，德国的LiebigLiebig（李比希）在有机（李比希）在有机化学在农业和生理学中的应用中描述了自然化学在农业和生理学中的应用中描述了自然界存在的物质循环，阐明了动物、植物及微生界存在的物质循环，阐明了动物、植物及微生物在物质、能量方面相互依赖和循环的关系，物在物质、能量方面相互依赖和循环的关系，为农业化学奠定了基础。为农业化学奠定了基础。1818 19 19世纪末至世纪末至世纪末至世纪末至2020世纪初世纪初世纪初世纪初 的三大发现：的三大发现：的三大发现：的三大
13、发现： 酶酶酶酶 、激素、激素、激素、激素 、维生素、维生素、维生素、维生素酶酶酶酶 ：18781878年（年（KunheKunhe）提出）提出EnzymeEnzyme一词，一词， 1897 1897年（年（BuchnerBuchner）分离提纯，并证实了酶的）分离提纯，并证实了酶的作用。作用。 1926 1926年（年（SummerSummer）制成了纯酶结晶，证明了）制成了纯酶结晶，证明了酶的蛋白质本质。酶的蛋白质本质。维生素维生素维生素维生素 ：19111911年（年（FunkFunk）结晶出复合维生素）结晶出复合维生素B B，定名为，定名为VitamineVitamine（生命中的胺）
14、。（生命中的胺）。 后来发现并非胺类物质，故改为后来发现并非胺类物质，故改为VitaminVitamin。1919 激素激素 ：1902年，Abel分离出肾上腺素并制成结晶， 1905年，Starling定名为Hormone， 1926年，Went从燕麦胚芽鞘中分离出植物激素-生长素。 描述生物化学时期描述生物化学时期，以分析生物体的化学组成、性质、含量等为主。20202 、动态生物化学时期（二十世纪前半叶）、动态生物化学时期（二十世纪前半叶） 在二十世纪30年代以后，实验技术的提高：电子显微镜、层析、电泳、超速离心、射线衍射等。主要代谢过程的发现： EMP 、TCA、HMP 、氧化磷酸化 、
15、光合磷酸化、酶促动力学等。2121生物化学中的关键技术n n电泳电泳（19231923） 生物大分子的分离、分析生物大分子的分离、分析n n超离心超离心（19251925）蛋白质、细胞亚器官的）蛋白质、细胞亚器官的 分离；分子量的确定分离；分子量的确定n n同位素标记同位素标记（19341934）物质代谢途径、生）物质代谢途径、生物大分子结构测定物大分子结构测定n n层析层析（1944 1944 ） 生物大分子的分离纯化生物大分子的分离纯化n nX-X-光衍射、光衍射、NMRNMR：生物大分子结构测定生物大分子结构测定生物化学的关键技术生物化学的关键技术2222、机能生物化学时期（二十世纪、机
16、能生物化学时期（二十世纪50年年代以后）代以后） 1951年， L.Pauling 和R.B.Coery应用光衍射晶体学研究了氨基酸和多肽的精细空间结构，提出了螺旋和折叠理论。 19451953年 ，Sanger完成了第一个蛋白质即胰岛素的全系列分析。 2323 1963年， 三组科学家几乎同时独立合成了胰岛素。 19581965年， 我国成功合成了牛胰岛素。 1953年， watson和crick提出了双螺旋结构，进入了分子水平。 70年代以后，进入了生物技术和工程生化时期： 四大主体是基因工程、细胞工程、蛋白质（酶）工程、发酵工程。 2424 我国的生化发展简况 20 20世纪世纪4040
17、年代，上海协和医院的吴宪教授在蛋年代，上海协和医院的吴宪教授在蛋白质变性理论、血液生化检验、免疫化学、素白质变性理论、血液生化检验、免疫化学、素食营养、内分泌等研究方面做出贡献。食营养、内分泌等研究方面做出贡献。19651965年人工合成了具有生物活性蛋白质年人工合成了具有生物活性蛋白质-牛牛胰胰岛素；岛素；19821982年合成了酵母丙氨酸年合成了酵母丙氨酸tRNAtRNA分子；分子；19721972年衍射猪胰岛素结构。年衍射猪胰岛素结构。参与人类基因组计划参与人类基因组计划HGPHGP，水稻，水稻genegene组分析。组分析。2525三、生物化学与其他学科之间三、生物化学与其他学科之间
18、的关系的关系1、以化学、数学为基础；、以化学、数学为基础；2、生物化学是生物科学的重要分支，并、生物化学是生物科学的重要分支，并 与生物学科各领域相互渗透；与生物学科各领域相互渗透；3、生物化学是农业科学的基础；、生物化学是农业科学的基础；4、生物化学与食品科学关系密切；、生物化学与食品科学关系密切；5 、医学、医学 、能源、环保、能源、环保 。2626生命科学中的未知领域生命科学中的未知领域n n生命的起源；生命的起源；n n地外生命的探索；地外生命的探索；n n遗传物质的进化；遗传物质的进化；n n发育生物学；发育生物学；n n癌症；癌症；n n病毒；病毒；n n自身免疫；自身免疫；n n
19、脑科学（记忆，推理脑科学（记忆，推理etc.etc.）；）；n n生物行为的分子基础与规律；生物行为的分子基础与规律；n n环境生态环境生态etc.etc.；2727参考书：参考书：1 1、生物化学王镜岩、朱圣庚、徐长法主编、生物化学王镜岩、朱圣庚、徐长法主编、生物化学王镜岩、朱圣庚、徐长法主编、生物化学王镜岩、朱圣庚、徐长法主编 2003.5. 2003.5. 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社2 2、生物化学、生物化学、生物化学、生物化学 张曼夫主编张曼夫主编张曼夫主编张曼夫主编 2005.7. 2005.7. 中国农业大学出版社中国农业大学出版社中国农业大学出版社中
20、国农业大学出版社3 3、生物化学原理、生物化学原理、生物化学原理、生物化学原理 张楚富张楚富张楚富张楚富 2003.9. 2003.9. 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社4 4、生物化学解题指导与测验、生物化学解题指导与测验、生物化学解题指导与测验、生物化学解题指导与测验 张楚富张楚富张楚富张楚富 2004.6. 2004.6. 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社 5 5、生物化学、生物化学、生物化学、生物化学 沈同、王镜岩主编沈同、王镜岩主编沈同、王镜岩主编沈同、王镜岩主编 1991 1991 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出
21、版社6 6、基础生物化学、基础生物化学、基础生物化学、基础生物化学 沈黎明主编沈黎明主编沈黎明主编沈黎明主编 1998 1998 中国林业出版社中国林业出版社中国林业出版社中国林业出版社 28287、基础生物化学、基础生物化学 阎隆飞、李明启主编阎隆飞、李明启主编 1985 中国农业出版社中国农业出版社8、生物化学简明教程聂剑初、生物化学简明教程聂剑初 吴国利主编吴国利主编 1988 高等教育出版社高等教育出版社9、生物化学学习指南王延枝、李如亮主编、生物化学学习指南王延枝、李如亮主编 武汉大学出版社武汉大学出版社 10、生物化学题解、生物化学题解 王殿鸿主编王殿鸿主编 辽宁科学技术出版社辽宁科学技术出版社 11、生物化学题解、生物化学题解 张来群、谢丽涛主编张来群、谢丽涛主编 1998 科学出版社科学出版社 12、生命的化学、生命的化学 双月刊双月刊 主办：中国生物化学与分子生物学会主办：中国生物化学与分子生物学会2929 学习要求： 认真听课，勤做笔记和习题， 复习有机化学知识，加强实验学习。 关闭通讯工具关闭通讯工具，准备一个作业本，准备一个作业本 学时：64 其中讲授64 实验单独开设 成绩评定：理论考试70%，平时30% 。3030生物工程教研室 赵玉宏Thanks!3131
