浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論課件

1、浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論Biochemistry 生物化學(xué)課件浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論教務(wù)部要求教務(wù)部要求o 抽查點(diǎn)名原則：抽查點(diǎn)名原則：o 與學(xué)習(xí)平時(shí)成績(jī)掛鉤；點(diǎn)名次數(shù)不少于五次。與學(xué)習(xí)平時(shí)成績(jī)掛鉤；點(diǎn)名次數(shù)不少于五次。o 成績(jī)?cè)u(píng)定：成績(jī)?cè)u(píng)定：o 平時(shí)成績(jī)不少于平時(shí)成績(jī)不少于30%(到課率到課率15%；平時(shí)作；平時(shí)作業(yè)業(yè)15%)；o 缺課學(xué)時(shí)數(shù)占該課總學(xué)時(shí)的缺課學(xué)時(shí)數(shù)占該課總學(xué)時(shí)的1/3以上，不得參以上，不得參與期終考試（六次課缺席）與期終考試（六次課缺席） ；o 曠課和缺交作業(yè)，由授課教師給予扣分。曠課和缺交作業(yè)，由授課教師給予扣分。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論主要參考文獻(xiàn)o

2、 Trudy Mckee，James R Mckee, Biochemistry, Third Edition, Mcgraw-Hill, 2008o A L Lehnninger, Principles of Biochemistry, 5rd ed, 2009, New Yooko D Voot, Biochemistry, 5rd ed, University of Pennsylvania, 2009o 張楚富，生物化學(xué)原理，高教出版社，2006浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論P(yáng)reface(緒論）o 教學(xué)目的和要求： 1、了解生物化學(xué)的涵義、研究對(duì)象和研究 目的。 2、了解生物化學(xué)的主

3、要內(nèi)容及其在自然科學(xué)中的重要性。 3、了解生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及取得的主要成就。 4、掌握生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論一、生物化學(xué)的研究對(duì)象和目的1、什么是生物化學(xué)？ 簡(jiǎn)單地說(shuō)，生物化學(xué)就是生命的化學(xué)。 主要是運(yùn)用 化學(xué)的理論和方法結(jié)合生物技術(shù)，來(lái)研究生命機(jī)體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與功能，以及生命過(guò)程中化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué)。就是從分子水平來(lái)研究生命現(xiàn)象，是介于生物與化學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科，現(xiàn)又與工程學(xué)發(fā)生交叉。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論 生物 化學(xué) 工程浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論2、生物化學(xué)的研究任務(wù)o 就是從分子水平來(lái)探討生命現(xiàn)象的本質(zhì)。3、研究對(duì)象和內(nèi)容 對(duì)象：所有

4、的生命有機(jī)體，包括動(dòng)物、植物、微生物和人體等。 內(nèi)容：1）生命機(jī)體的物質(zhì)組成及這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 包括無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論 protein nucleic acid 這些組分又是按著嚴(yán)格有序有機(jī)物 carbohydrate 的方式，構(gòu)成各種能夠體 lipid現(xiàn)生物功能的高級(jí)結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞器、亞細(xì)胞、細(xì)胞、組無(wú)機(jī)物water織和器官等。 mineral浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論o 其中，protein, nucleic acid 等被稱為生物分子（Biomolecule).o 組成Biomolecule的基本單位如：amino acid, nucleotid等被稱

5、為構(gòu)件分子（building block molecule).o 生物分子都是含碳化合物浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論生物分子在體內(nèi)的變化小分子合成生物大分子同化作用吸收能量o 新陳代謝能量代謝物質(zhì)異化作用釋放能量代謝生物大分子分解為小分子代謝包括：物質(zhì)代謝、能量代謝、信息代謝。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論o 細(xì)胞內(nèi)大部分反應(yīng)是由酶催化進(jìn)行的，具有高度的自控能力。在一個(gè)小小的細(xì)胞內(nèi)，幾乎有近2000種酶，在同一時(shí)刻催化著不同的反應(yīng)，這些反應(yīng)互不干擾，各自有條不紊的進(jìn)行，往往還互相緊密配合，無(wú)論是合成還是分解都是恰到好處。且這種代謝還受到生物時(shí)鐘系統(tǒng)的調(diào)控，控制著生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和死亡。

6、浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論o 細(xì)胞是生命的基本單位。o 生物大分子是信息分子，具有特征性的結(jié)構(gòu)。o 非共價(jià)力維持生物大分子的構(gòu)象。o 水是生命的介質(zhì)。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、代謝、生物功能與生命現(xiàn)象之間的關(guān)系o 生命現(xiàn)象：生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳、運(yùn)動(dòng)、生殖和神經(jīng)興奮等。o DNA是主要的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)；o Protein是遺傳信息的表達(dá)者；o Enzyme是生命運(yùn)動(dòng)（各種生化反應(yīng)）的催化劑o Carbohydrat是生命的能源和碳源。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論、生物化學(xué)的研究目的o 探索生命奧秘，以達(dá)改造自然，為人類的健康長(zhǎng)壽服務(wù)。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論二、生物化

7、學(xué)的學(xué)科地位和作用o 是生物學(xué)個(gè)各學(xué)科的基礎(chǔ)，被稱為生物的科學(xué)語(yǔ)言。o 是醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、食品、化工、生工、生醫(yī)等學(xué)科的基礎(chǔ)。o 與有機(jī)化學(xué)、生理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、及物理學(xué)、化學(xué)化工等學(xué)科關(guān)系密切。o 與分子生物學(xué)共同構(gòu)成21世紀(jì)領(lǐng)先科學(xué)。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論生物化學(xué)的應(yīng)用o 工業(yè)上：食品、制藥、制革、生物冶煉、國(guó)防工業(yè)等；o 農(nóng)業(yè)上：光合作用、營(yíng)養(yǎng)測(cè)定、生物固氮、病蟲防治、食品安全、環(huán)境污染等；o 醫(yī)學(xué)上：臨床診斷、病理研究、防病治病、提供藥物等；o 生物工程：基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程等，用以解決當(dāng)今世界上的能源、人口、糧食和生態(tài)環(huán)境等重大難題。浙江大學(xué)王

8、鏡巖生物化學(xué)甲上緒論三、生化發(fā)展概況o 生化發(fā)展的三個(gè)階段：、靜態(tài)生化：研究生物體的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)；、動(dòng)態(tài)生化：研究組成物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化；、機(jī)能生化：研究組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論o 生化簡(jiǎn)史：近代生化的研究是從18世紀(jì)后期開(kāi)始的18世紀(jì)到20世紀(jì)中期主要研究靜態(tài)生化與動(dòng)態(tài)生化 直至20世紀(jì)50年代（1953年）Watson and Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，是生物化學(xué)發(fā)展一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，開(kāi)辟了分子生物學(xué)的新紀(jì)元近50多年來(lái)，生物化學(xué)有了迅猛的發(fā)展，真可謂日新月異浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論o 蛋白質(zhì)的人工合成、基因工程、人類基因組計(jì)劃及蛋白質(zhì)組計(jì)劃等，將對(duì)

9、人類帶來(lái)革命性的影響。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論現(xiàn)代生化研究熱點(diǎn)o 生物工程技術(shù)o 基因克隆、表達(dá)及調(diào)控o 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)及功能o 神經(jīng)生物學(xué)：信號(hào)產(chǎn)生、傳遞、整合等o 人類基因組計(jì)劃和蛋白質(zhì)組計(jì)劃等o 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論我國(guó)生化方面的成就o 1965年人工合成具生物活性的蛋白質(zhì)結(jié)晶牛胰島素o 1979年人工合成41個(gè)核苷酸的酵母AlatRNA半分子o 1981年人工合成具生物活性的Ala-tRNA核糖核酸o 2001年參與了國(guó)際上的人類基因組計(jì)劃o 2002年完成了水稻基因測(cè)序工作浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論四、生物化學(xué)與細(xì)胞o 維持生命活動(dòng)的絕大多數(shù)反應(yīng)都發(fā)生

10、在細(xì)胞內(nèi)。o 細(xì)胞是生命組織的最小單位。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論 細(xì)胞的分子組織層次細(xì)胞的分子組織層次o細(xì)胞是高度有組織的復(fù)雜分子的集合，組成細(xì)胞的各種分子都按嚴(yán)格的秩序和細(xì)胞是高度有組織的復(fù)雜分子的集合，組成細(xì)胞的各種分子都按嚴(yán)格的秩序和結(jié)構(gòu)體制執(zhí)行其生命功能。結(jié)構(gòu)體制執(zhí)行其生命功能。o（）分子組織層次（）分子組織層次o細(xì)胞細(xì)胞oo細(xì)胞器：細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，高爾基體等細(xì)胞器：細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，高爾基體等oo超分子復(fù)合物：核糖體，酶系，膜，微管等超分子復(fù)合物：核糖體，酶系，膜，微管等oo生物大分子：核酸，蛋白質(zhì)，多糖，脂類生物大分子：核酸，蛋白質(zhì)，多糖，脂類oo結(jié)構(gòu)單位：核苷

11、酸，氨基酸，單糖，脂肪酸、甘油結(jié)構(gòu)單位：核苷酸，氨基酸，單糖，脂肪酸、甘油oo中間代謝物：磷酸五碳糖、尿素，中間代謝物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸oo環(huán)境前體：二氧化碳，水，氨，氮等環(huán)境前體：二氧化碳，水，氨，氮等o（）化學(xué)組成）化學(xué)組成o水、無(wú)機(jī)鹽和離子，蛋白質(zhì)，酶，核酸，脂類，糖類。水、無(wú)機(jī)鹽和離子，蛋白質(zhì)，酶，核酸，脂類，糖類。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論細(xì)菌（原核）細(xì)胞浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論真核細(xì)胞o 具細(xì)胞核和細(xì)胞器的分化。（真核生物）具細(xì)胞核和細(xì)胞器的分化。（真核生物）基本特征：基本特征：n 生物膜系統(tǒng)生物膜系統(tǒng)n 遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

12、遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)n 細(xì)胞骨架系統(tǒng)細(xì)胞骨架系統(tǒng)浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論1.細(xì)胞核浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論2. 葉綠體與線粒體o 葉綠體與線粒體是真核細(xì)胞兩種重要的細(xì)胞器，他們能高效的將能量轉(zhuǎn)換成細(xì)胞進(jìn)行各種生命活動(dòng)的直接能源ATP。線粒體廣泛存在于各類真核細(xì)胞中，而葉綠體僅存在于植物細(xì)胞中。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論線粒體線粒體線粒體“動(dòng)力工廠動(dòng)力工廠”（有氧呼吸的主要場(chǎng)所）（有氧呼吸的主要場(chǎng)所）有研究表明，馬拉松運(yùn)動(dòng)員腿部肌肉細(xì)胞有研究表明，馬拉松運(yùn)動(dòng)員腿部肌肉細(xì)胞中線粒體的數(shù)量比一般人多出一倍以上？中線粒體的數(shù)量比一般人多出一倍以上？外膜外膜

13、內(nèi)膜內(nèi)膜嵴嵴外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì)（含少量DNADNA和有關(guān)酶）和有關(guān)酶）形狀形狀: :功能：功能：橢球形橢球形 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :有氧呼吸的主要場(chǎng)所有氧呼吸的主要場(chǎng)所思思考考浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論葉綠體葉綠體葉綠體“養(yǎng)料制造工廠養(yǎng)料制造工廠”和和“能量轉(zhuǎn)換站能量轉(zhuǎn)換站”葉綠體存在于哪些細(xì)胞中？葉綠體存在于哪些細(xì)胞中？結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：形狀形狀: :功能：功能：扁平的橢球形扁平的橢球形 或球形或球形外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)（含少量外膜、內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)（含少量DNADNA和有關(guān)酶）和有關(guān)酶）光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所思思考考浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論線粒體線粒體葉綠

14、體葉綠體分布分布形態(tài)形態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)雙雙層層膜膜外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基粒基?；|(zhì)基質(zhì)功能功能光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所有氧呼吸的主要場(chǎng)所有氧呼吸的主要場(chǎng)所都含有少量的都含有少量的DNADNA和和RNARNA（都能半自主復(fù)制）（都能半自主復(fù)制）含與暗反應(yīng)有關(guān)的酶含與暗反應(yīng)有關(guān)的酶含與有氧呼吸有關(guān)酶含與有氧呼吸有關(guān)酶片層膜堆疊成圓柱形，含色片層膜堆疊成圓柱形，含色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶。素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶。是一層光滑的膜是一層光滑的膜向內(nèi)折疊形成嵴向內(nèi)折疊形成嵴與周圍的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開(kāi)與周圍的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開(kāi)扁平的橢球形或球形扁平的橢球形或球形橢球形橢球形主要存在于植物的葉肉細(xì)胞主要存在于植物的葉肉細(xì)胞動(dòng)植

15、物細(xì)胞中動(dòng)植物細(xì)胞中線粒體和葉綠體比較表線粒體和葉綠體比較表浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)o 由封閉的膜系統(tǒng)及其圍成的腔形成互相溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。.兩種基本類型：RER, SER. 功能:（）蛋白質(zhì)合成（）脂質(zhì)合成（）蛋白質(zhì)的修飾與加工（）新生多肽的折迭與裝配（）其它功能：信息傳遞（肌質(zhì)網(wǎng)）；組織酶區(qū)域化；解毒浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布：分布：類型類型粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：擴(kuò)大膜面積，蛋白質(zhì)合成運(yùn)輸通道粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：擴(kuò)大膜面積，蛋白質(zhì)合成運(yùn)輸通道滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：糖類和脂類合成滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：糖類和脂類合成形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-有機(jī)物合成的有機(jī)物合成的“車間車間”絕大多數(shù)動(dòng)

16、植物細(xì)胞都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細(xì)胞核附近絕大多數(shù)動(dòng)植物細(xì)胞都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細(xì)胞核附近較多，并與核膜有一定的聯(lián)系。較多，并與核膜有一定的聯(lián)系。由單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物由單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論高爾基復(fù)合體高爾基復(fù)合體形態(tài)結(jié)構(gòu)：由一些（常常個(gè)）排列較為整齊的扁平膜囊堆疊在一起的結(jié)構(gòu)。o 三維結(jié)構(gòu)分析表明：高爾基體各個(gè)膜囊之間均由膜性結(jié)構(gòu)連在一起，是一個(gè)十分復(fù)雜的連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。 功能：將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的多種蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝及運(yùn)輸。浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論高爾基體存在部位：存在部位：動(dòng)植物細(xì)胞中動(dòng)植物細(xì)胞中細(xì)胞核附近細(xì)胞核附近形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)： 扁平囊狀結(jié)構(gòu)，有大小囊泡扁平囊狀結(jié)構(gòu)，有大小囊泡主要功能：主要功能：與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)與細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)對(duì)蛋白質(zhì)有加工和轉(zhuǎn)運(yùn)功能對(duì)蛋白質(zhì)有加工和轉(zhuǎn)運(yùn)功能植物細(xì)胞分裂時(shí)與細(xì)胞壁的形成有關(guān)植物細(xì)胞分裂時(shí)與細(xì)胞壁的形成有關(guān)高爾基體高爾基體蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的“加工工廠加工工廠”浙江大學(xué)王鏡巖生物化學(xué)甲上緒論溶酶體與過(guò)氧化物酶體溶酶體與過(guò)氧化物酶體（一）溶酶體（一）溶酶體1. 形態(tài)特征：形態(tài)特征：?jiǎn)螌幽?/p>