生物化學(xué)緒論--副本

1、2009120092生生物物化化學(xué)學(xué) 2009320094概述概述生物化學(xué)的發(fā)展生物化學(xué)的發(fā)展生物化學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系生物化學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)與安排課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)與安排200951.1.什么是生物化學(xué)什么是生物化學(xué)（Biochemistry，Biological chemistry） 是研究生物體的化學(xué)組成和生命過程中的化學(xué)變化規(guī)律的是研究生物體的化學(xué)組成和生命過程中的化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)?？茖W(xué)。是一門研究生命現(xiàn)象的的學(xué)科.20096 組成生命體的物質(zhì)是極其復(fù)雜的。組成生命體的物質(zhì)是極其復(fù)雜的。但在地球上存在的但在地球上存在的9292種天然元素中，只種天然元素中，只有有2828種元

2、素在生物體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)種元素在生物體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)第一類元素：包括C、H、O和N四種元素，是組成生命體最基本的元素。這四種元素約占了生物體總質(zhì)量的99%以上。第二類元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。這類元素也是組成生命體的基本元素。第三類元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物體內(nèi)存在的主要微量元素。第四類元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si、Ni等。 生命體的元素組成生命體的元素組成20097生物體的化學(xué)組成生物體的化學(xué)組成v自然界所有的自然界所有的生命物體都由生命物體都由三類物質(zhì)組成三類物質(zhì)組成水、無機(jī)離子水、無機(jī)離子和生物分子和生物分子生命中的化學(xué)

3、物質(zhì)無機(jī)物水核酸 糖脂類小分子有機(jī)物（維生素、輔維生素、輔酶、激素、有酶、激素、有機(jī)酸、色素等。機(jī)酸、色素等。有機(jī)物 蛋白質(zhì)礦物質(zhì)， 如鈉如鈉, ,鉀鉀,鈣鈣,鎂鎂,磷磷, ,硫硫, ,氯等氯等生物大分子生物大分子20098 生物化學(xué)在生命科學(xué)中的地位生命是物質(zhì)運(yùn)動的一種形式，生命運(yùn)動也是物質(zhì)的運(yùn)動，這些物質(zhì)就是生命物質(zhì)。生命運(yùn)動可以分成以下的層次：生物分子是生命活動的基礎(chǔ)，不了解生物分子的運(yùn)動就只能看到生命的一些表面現(xiàn)象，而無法了解生命的本質(zhì)以及運(yùn)動機(jī)制。生物化學(xué)是生命科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，生物分子生物分子復(fù)合體（細(xì)胞器）細(xì)胞組織器官個體群體群落生物圈200994 4. . 運(yùn)用生物化學(xué)原理和

4、方法，為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)運(yùn)用生物化學(xué)原理和方法，為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等服務(wù)，開拓富有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物資源（酶制劑、藥境保護(hù)等服務(wù)，開拓富有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物資源（酶制劑、藥品、食品添加劑、殺蟲劑品、食品添加劑、殺蟲劑）2.生物化學(xué)的研究內(nèi)容生物化學(xué)的研究內(nèi)容1. 1. 生物體物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能生物體物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能-靜態(tài)生化靜態(tài)生化動態(tài)生化動態(tài)生化2 2. . 生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和代謝調(diào)控生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和代謝調(diào)控3. 3. 生物體的信息代謝生物體的信息代謝200910生物分子生物分子無機(jī)小分子無機(jī)小分子H2O、CO2、Ca2+

5、、Mg2+等等代謝中間物代謝中間物（丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸等）（丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸等）生物大分子生物大分子構(gòu)件分子構(gòu)件分子超分子超分子氨基酸、核苷酸、單糖等氨基酸、核苷酸、單糖等核酸、蛋白質(zhì)、聚糖、脂肪等核酸、蛋白質(zhì)、聚糖、脂肪等核糖體、酶復(fù)合體、微管等核糖體、酶復(fù)合體、微管等細(xì)胞器細(xì)胞器細(xì)胞核、線粒體、高爾基體等細(xì)胞核、線粒體、高爾基體等研究 生物大分子的基本特征：生物大分子的基本特征：1.由結(jié)構(gòu)小分子結(jié)構(gòu)單元組成由結(jié)構(gòu)小分子結(jié)構(gòu)單元組成2.按一定順序排列按一定順序排列3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜：維性信息，三維信息（立體結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)復(fù)雜：維性信息，三維信息（立體結(jié)構(gòu)）200911 它研究生命物質(zhì)的變化（

6、即新陳代謝）過程及規(guī)律。 l在代謝中，糖代謝是各種物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)換的樞紐，所以本課在代謝中，糖代謝是各種物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)換的樞紐，所以本課程首先講解糖代謝，接著是脂肪，蛋白質(zhì)，核酸等的代謝程首先講解糖代謝，接著是脂肪，蛋白質(zhì)，核酸等的代謝代謝合成代謝分解代謝能量代謝信息代謝代謝調(diào)控動態(tài)生化又叫代謝生化動態(tài)生化又叫代謝生化體內(nèi)的代謝過程幾乎都是在體內(nèi)的代謝過程幾乎都是在酶酶的作用下進(jìn)行的，有什的作用下進(jìn)行的，有什么樣的酶就有什么樣的代謝途徑。所以酶在生命活動中么樣的酶就有什么樣的代謝途徑。所以酶在生命活動中有著極其重要的意義有著極其重要的意義200912 （Molecular biology） 是研究核酸

7、、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學(xué)，是從上來闡闡述生命過程中遺傳信息的傳遞（述生命過程中遺傳信息的傳遞（DNA復(fù)復(fù)制和突變修復(fù)等），及基因表達(dá)（制和突變修復(fù)等），及基因表達(dá)（DNA到到RNA到蛋白質(zhì)）及調(diào)控。到蛋白質(zhì)）及調(diào)控。 200913二、生物化學(xué)的發(fā)展二、生物化學(xué)的發(fā)展1 靜態(tài)生物化學(xué)時期（二十世紀(jì)二十年代以前）靜態(tài)生物化學(xué)時期（二十世紀(jì)二十年代以前）2 動態(tài)生物化學(xué)時期（二十世紀(jì)前半葉）動態(tài)生物化學(xué)時期（二十世紀(jì)前半葉）3 機(jī)能生物化學(xué)及分子生物學(xué)時期（二十世紀(jì)五機(jī)能生物化學(xué)及分子生物學(xué)時期（二十世紀(jì)五十年代以后）十年代以后）200914生物化學(xué)發(fā)展

8、分生物化學(xué)發(fā)展分5個階段個階段w 釀酒、造醋的實(shí)踐活動公元前2世紀(jì)w有機(jī)物的認(rèn)識-18世紀(jì)后期w三大發(fā)現(xiàn)及生物化學(xué)的誕生19世紀(jì)末w生物技術(shù)的應(yīng)用-20世紀(jì)初w生物化學(xué)飛速發(fā)展時期-20 世紀(jì)50年代以來200915拉瓦錫拉瓦錫1780-1789年年Lavoisier（法）研究（法）研究生物體內(nèi)的燃燒，指出此類燃燒生物體內(nèi)的燃燒，指出此類燃燒耗氧并排出，后人稱他為耗氧并排出，后人稱他為生物化學(xué)之父。生物化學(xué)之父。200916李比希李比希 1830-1842年年Liebig （德）（德）將食物分為糖，脂，蛋白將食物分為糖，脂，蛋白質(zhì)類，提出質(zhì)類，提出“代謝代謝”一詞，一詞，證明動物體溫形成是食物

9、證明動物體溫形成是食物在體內(nèi)燃燒的緣故。最先在體內(nèi)燃燒的緣故。最先寫出兩本生物化學(xué)相關(guān)專寫出兩本生物化學(xué)相關(guān)專著。著。200917埃米爾埃米爾 費(fèi)歇爾費(fèi)歇爾1890-1902年年Fischer（德）首次（德）首次證明了蛋白質(zhì)是多肽；發(fā)現(xiàn)酶的證明了蛋白質(zhì)是多肽；發(fā)現(xiàn)酶的專一性，提出并驗(yàn)證了梅催化作專一性，提出并驗(yàn)證了梅催化作用的用的“鎖匙鎖匙”學(xué)說；合成了糖學(xué)說；合成了糖及嘌呤，及嘌呤，1902年或諾貝爾獎。年或諾貝爾獎。200918 19371937年克雷布斯（英）年克雷布斯（英）和李普曼發(fā)現(xiàn)三羧酸循和李普曼發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)，環(huán)，19531953年獲諾貝爾獎。年獲諾貝爾獎。200919 1949

10、1949年，年，PaulingPauling（美）指出（美）指出鐮刀形紅細(xì)胞性貧血時一種分鐮刀形紅細(xì)胞性貧血時一種分子病，并于子病，并于19511951年提出蛋白質(zhì)年提出蛋白質(zhì)存在二級結(jié)構(gòu)，存在二級結(jié)構(gòu)，19541954年獲諾貝年獲諾貝爾獎。爾獎。李納斯李納斯鮑林鮑林20092019531953年年WatsonWatson（美）和（美）和CrickCrick（英）提出了（英）提出了DNADNA分分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，19621962年共獲諾貝爾獎。年共獲諾貝爾獎。弗朗西斯弗朗西斯 克里克克里克詹姆斯沃森詹姆斯沃森2009211969-19721969-1972年年Arber

11、Arber（瑞士），（瑞士），SmithSmith（美）與（美）與NathansNathans（美）在核酸限制酶的分離與應(yīng)用方（美）在核酸限制酶的分離與應(yīng)用方面做出突出貢獻(xiàn)，面做出突出貢獻(xiàn)，19781978年共獲諾貝爾獎。年共獲諾貝爾獎。19721972年年BergBerg（美）在基因工程基礎(chǔ)研究方面做（美）在基因工程基礎(chǔ)研究方面做出了接觸成果，獲出了接觸成果，獲19801980年諾貝爾獎。年諾貝爾獎。19731973年年CohenCohen等（美）用核酸限制性內(nèi)切酶首等（美）用核酸限制性內(nèi)切酶首次基因重組成功。次基因重組成功。2009222000年美國聯(lián)邦國家人類基因組研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人弗朗西年

12、美國聯(lián)邦國家人類基因組研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人弗朗西斯斯柯林斯博士、塞萊拉公司總裁及首席科學(xué)家文特爾、柯林斯博士、塞萊拉公司總裁及首席科學(xué)家文特爾、美國總統(tǒng)克林頓在華盛頓聯(lián)合宣布，人類基因組序列圖繪美國總統(tǒng)克林頓在華盛頓聯(lián)合宣布，人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。由美、英、制成功，人類基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。由美、英、日、法、德和中國科學(xué)家日、法、德和中國科學(xué)家 共同努力繪制完成了人類基因共同努力繪制完成了人類基因組序列圖，在人類揭示生命奧秘、認(rèn)識自我的漫漫長路上組序列圖，在人類揭示生命奧秘、認(rèn)識自我的漫漫長路上又邁出了重要的一步。又邁出了重要的一步。 200923199

13、8年年2月，中、日、美、英、韓五國代表制定了月，中、日、美、英、韓五國代表制定了“國國際水稻基因組測序計(jì)劃際水稻基因組測序計(jì)劃”， 2002年年12月月12日，中國科學(xué)院、國家科技部、國家發(fā)日，中國科學(xué)院、國家科技部、國家發(fā)展計(jì)劃委員會和國家自然基金會聯(lián)合舉行新聞發(fā)布會，展計(jì)劃委員會和國家自然基金會聯(lián)合舉行新聞發(fā)布會，宣布中國水稻（秈稻）基因組宣布中國水稻（秈稻）基因組“精細(xì)圖精細(xì)圖”已經(jīng)完成。已經(jīng)完成。 200924我國在生化方面取得的重要成就：19651965年結(jié)晶牛胰島素人工合成，是世界上公認(rèn)的第一個年結(jié)晶牛胰島素人工合成，是世界上公認(rèn)的第一個具有全部生物活性的蛋白質(zhì)人工合成。具有全部生

14、物活性的蛋白質(zhì)人工合成。豬胰島素豬胰島素X X射線晶體射線晶體0.25nm0.25nm及及0.18nm0.18nm的分析研究，表明我的分析研究，表明我國生物大分子的國生物大分子的X X射線晶體結(jié)構(gòu)分子跨入了世界先進(jìn)行列射線晶體結(jié)構(gòu)分子跨入了世界先進(jìn)行列。19811981年又首先人工合成了具有生物活性的酵母年又首先人工合成了具有生物活性的酵母tRNAtRNAAlaAla。l中國在人類基因組計(jì)劃中占中國在人類基因組計(jì)劃中占1%1%，獨(dú)立繪制水稻的基，獨(dú)立繪制水稻的基因序列因序列200925三、生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系三、生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系其他學(xué)科為基礎(chǔ)：化學(xué)， 生物學(xué)，等姊妹學(xué)科：生理學(xué)，遺

15、傳學(xué)，細(xì)胞學(xué)，生物學(xué)，分子生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科：專業(yè)課的基礎(chǔ),形成交叉學(xué)科。200926生物技術(shù)生物技術(shù) 診斷試劑診斷試劑 治療藥物治療藥物植物品種植物品種 畜用制品畜用制品 食品加工食品加工 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)廢物處理廢物處理 生物塑料生物塑料民用制品民用制品 再生能源再生能源 生物化學(xué)與實(shí)踐的聯(lián)系:200927更加主動更加主動 更為有效更為有效 利用生物技術(shù)利用生物技術(shù) 改造生物改造生物 創(chuàng)造生物創(chuàng)造生物 新興產(chǎn)業(yè)新興產(chǎn)業(yè) 推動工，農(nóng)，推動工，農(nóng)，醫(yī)醫(yī) 的的 發(fā)發(fā) 展展 分子生物學(xué)理論的突破分子生物學(xué)理論的突破生物技術(shù)的有效應(yīng)用生物技術(shù)的有效應(yīng)用新舊技術(shù)的有機(jī)結(jié)合新舊技術(shù)的有機(jī)結(jié)合人口與糧食人口

16、與糧食能源與資源能源與資源健康與疾病健康與疾病環(huán)境與生態(tài)環(huán)境與生態(tài)200928四、課程特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法及教學(xué)安排生物化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)：生物化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)：1 1知識儲備：需要化學(xué)理論基礎(chǔ)，特別是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，知識儲備：需要化學(xué)理論基礎(chǔ)，特別是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)， 并與其他生物學(xué)科有一定的聯(lián)系。并與其他生物學(xué)科有一定的聯(lián)系。2 2內(nèi)容多，復(fù)雜繁瑣，抽象。但各章節(jié)之間聯(lián)系密切。前內(nèi)容多，復(fù)雜繁瑣，抽象。但各章節(jié)之間聯(lián)系密切。前后交錯。后交錯。生物大分子有基本同類型的分子單體組成。生生物大分子有基本同類型的分子單體組成。生物復(fù)雜多樣，但在分子水平具有簡單同一性。物復(fù)雜多樣，但在分子水平具有簡單同一性。3 3與數(shù)學(xué)

17、、物理、化學(xué)不同，它還沒有進(jìn)入定量科學(xué)階段，與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)不同，它還沒有進(jìn)入定量科學(xué)階段，還處于定性科學(xué)階段。沒有絕對，所有結(jié)論都在被一些還處于定性科學(xué)階段。沒有絕對，所有結(jié)論都在被一些例外打破。例外打破。200929隨時消化溫故知新隨時消化溫故知新及時總結(jié)歸納比較分類及時總結(jié)歸納比較分類理解的基礎(chǔ)上必要的記憶理解的基礎(chǔ)上必要的記憶1 以概念為主，當(dāng)然也有規(guī)律和規(guī)則，應(yīng)以記憶為主，在記憶 的基礎(chǔ)上可以在一定限度內(nèi)進(jìn)行推理。2 自學(xué)有難度，應(yīng)遵循一定的學(xué)習(xí)規(guī)律 預(yù)習(xí)聽課筆記歸納總結(jié)習(xí)題練習(xí)復(fù)習(xí)考試全面理解全面理解強(qiáng)調(diào)記憶強(qiáng)調(diào)記憶聯(lián)系前后聯(lián)系前后注重復(fù)習(xí)注重復(fù)習(xí)200930參考書目參考書目v使用教材使用教材：生物化學(xué)簡明教程生物化學(xué)簡明教程（第三版）聶劍初等編，高等教育出版社（第三版）聶劍初等編，高等教育出版社生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 河北科技大學(xué)河北科技大學(xué)v參考書目參考書目新編生物化學(xué)新編生物化學(xué) 劉國志劉國志 主編中國輕工業(yè)出版社出版，主編中國輕工業(yè)出版社出版，2003生物化學(xué)生物化學(xué)（第二版）（第二版） 沈沈 同同 王鏡巖王鏡巖 主編主編. 高等教育出版社出版，高等教育出版社出版，1990簡明生物化學(xué)簡明生物化學(xué) 吳賽玉吳