生物化學第一章緒論課件

1、生物化學第一章 緒論BiochemistryConferencesCompany Logo課程性質(zhì)：學位課（75分）理論課時：48學時學分：3學分考核方法：閉卷考試Company Logo考試成績總分100分期末卷面成績（60分）實驗成績(20分)平時成績(20分)作業(yè)出勤、課堂表現(xiàn)實驗態(tài)度和操作（50%）實驗報告（50%）Company Logo生物化學第一節(jié) 生物化學發(fā)展簡史Biochemistry主要內(nèi)容 Introduction 什么是生物化學 生物化學發(fā)展簡史 我國生物化學研究狀況 當代生物化學研究的主要任務(wù)Company Logo什么是生物化學 BiochemistryBioche

2、mistry，生命的化學生命活動過程中的化學變化規(guī)律在分子水平上研究生物體的化學組成探索生命本質(zhì)的科學Company Logo生命體具有基本構(gòu)建層次原子 小分子構(gòu)件 生物大分子如蛋白質(zhì)和核酸等 細胞器 細胞 機體Company Logo黑猩猩我們最近的親戚研究顯示，黑猩猩和人類基因組的序列相似性達到；人類與黑猩猩有的共同基因編碼生成同樣的蛋白質(zhì)。 科學家說，人類與黑猩猩在萬年前由共同的祖先分別進化。 Company Logo雞生蛋or蛋生雞？ 謝菲爾德大學 科林弗里曼“雖然人們一度認為蛋先于雞出現(xiàn)，但是現(xiàn)在的科學依據(jù)卻給出了相反的答案”研究發(fā)現(xiàn)，雞蛋只有在OC-17的蛋白質(zhì)的催化下才能形成，而

3、這種蛋白只存在于雞的卵巢內(nèi)在OC-17蛋白質(zhì)的作用下，碳酸鈣轉(zhuǎn)化為構(gòu)成蛋殼的方解石。Company Logo生物化學發(fā)展簡史起源于18世紀晚期發(fā)展于19世紀直到20世紀初始成獨立學科依據(jù)發(fā)展過程及其特點可大致劃分為： 初級階段 靜態(tài)生化 (descriptive) 蓬勃發(fā)展階段 - 動態(tài)生化 (dynamic) 分子生物學崛起 - 機能生化 (functional)Company Logo靜態(tài)生物化學萌芽階段時間 18世紀19世紀研究內(nèi)容 生物物質(zhì)的組成成分、性質(zhì)和含量貢獻： 生物化學的萌芽階段 主要是認識現(xiàn)象、積累材料以及不自覺地應用生化知識 Company Logo主要代表人物拉瓦錫1 拉

4、瓦錫（Lavoisier，法）：生物化學之父法國著名化學家。近代化學的奠基人之一。 提交燃燒概論，證明燃燒原理，把呼吸作用和燃燒聯(lián)系一起現(xiàn)代化學方程式的雛形 葡萄糖(C6H12O6)=二氧化碳（CO2）+酒精(C2H5OH) Company Logo主要代表人物拉瓦錫2馬拉寫出了火焰論一書，企圖做為一種燃燒學說而提交到了科學院。 佛克羅伊其人他們可以一眨眼就把他的頭砍下來，但他那樣的頭腦一百年也再長不出一個來了。 拉格朗日生命中最后的研究！Company Logo主要代表人物巴斯德“進入科學王國的最完美無缺的人”1843年發(fā)表的兩篇論文“雙晶現(xiàn)象研究”和“結(jié)晶形態(tài)”，開創(chuàng)了對物質(zhì)光學性質(zhì)的研究

5、。1856年1860年，他提出了以微生物代謝活動為基礎(chǔ)的發(fā)酵本質(zhì)新理論1857年發(fā)表的“關(guān)于乳酸發(fā)酵的記錄”是生物學界公認的經(jīng)典論文。 1880年后又成功地研制出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗 Company Logo 機遇只偏愛那些有準備的頭腦。 告訴你使我達到目標的奧秘吧，我惟一的力量就是我的堅持精神。 科學雖沒有國界，但是學者卻有他自己的國家。 生物化學生物化學Company Logo動態(tài)生物化學時間 20世紀研究內(nèi)容 生命活動的化學階段貢獻： 生物化學成為獨立學科 Company Logo動態(tài)生物化學過程酶學斯帕蘭扎尼（意大利）：將肉塊放入小巧的金屬籠中，然后讓鷹吞下去。過一段時間他

6、將小籠取出，發(fā)現(xiàn)肉塊消失。1926年，美國科學家薩姆鈉從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶，并通過化學實驗證實脲酶是一種蛋白質(zhì)。 20世紀80年代，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用，稱核酶。Company LogoHevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移。應用方向 動態(tài)平衡、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究、序列分析長期從事放射性同位素 基因突變、各種癌癥疾病 可遺傳動態(tài)生物化學過程放射性同位素示蹤2001年1月10日，中央電視臺新聞，沈陽市居民因為家庭裝修使用的陶瓷潔具有放射性污染，造成父子二人患了鼻癌。Company Logo機能生物化學時間 20世紀

7、現(xiàn)在研究內(nèi)容 生物分子、亞細胞、細胞、組織和器官的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 從完整生物機體的角度來研究其體內(nèi)的化學變化貢獻： 生物化學作為獨立學科而快速發(fā)展Company Logo主要事件及人物DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型Franklin：凋謝的“科學玫瑰”拍攝到DNA晶體照片，為雙螺旋結(jié)構(gòu)的建立起到了決定性作用。Waston 和Crick：進入分子生物學時代1953，糾正了DNA三雙螺旋結(jié)構(gòu)假說，得出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型Company Logo1953 Watson and Crick DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)Company Logo限制性核酸內(nèi)切酶1970， Herb Boyer發(fā)現(xiàn)，某些微生物能夠產(chǎn)生特異性的

8、酶切掉噬菌體的DNA。 “Big Dad”的限制性酶EcoR1，開啟基因工程。Hamilton Othanel Smith：分離出新的限制性內(nèi)切酶HindII，獲得了1978年諾貝爾醫(yī)學獎。人類基因組計劃2001，完成人類基因組計劃，進入后基因組時代。我國于1993年啟動人類基因組計劃。Company Logo1950-A physician-geneticist, Dr. Frances Collins is nationally renowned for his landmark discoveries of disease genes, as well as his leadership

9、 (director) of HGP. Considered by many to be the most important scientific undertaking of our era, HGP determined the order, or sequence of all 3 billion DNA base pairs in the human genome.人類基因組計劃 Human Genome Project (HGP)Company Logo 人類培育出的第一只轉(zhuǎn)基因猴“安迪”。于2000年10月2日在美國出生。 美國密蘇里大學最近通過克隆技術(shù)培育出四只含有熒光水母基因

10、的小豬。左為熒光小 豬，右為正常小豬轉(zhuǎn)基因技術(shù)Company Logo我國生物化學發(fā)展過程古代公元前21世紀：周禮記載酒的制作公元前12世紀：周禮飴、醋“五味”之一公元前160年左右：淮南王劉安，西漢高祖劉邦之孫。 丹苗+豆汁=豆腐Company Logo我國生物化學發(fā)展過程古代唐朝：新唐書，唐與古印度交流蔗糖制作工藝。營養(yǎng)缺乏病的發(fā)現(xiàn)：孫思邈（581-682） 腳氣：維生素B1，車前子、杏仁、防風。 夜盲癥：維生素A；蒼術(shù)、決明子黃帝內(nèi)經(jīng). 素問 “五谷為養(yǎng)，五畜為益，五果為助，五菜為充”Company Logo我國生物化學發(fā)展過程現(xiàn)代始于20世紀20年代，早期開拓者包括江清(1886-19

11、39，齊魯大學)、竇維廉(1890-1952，燕京大學)、鄭集(1900-2010， 南京大學)和吳憲(1893-1959，協(xié)和醫(yī)學院)等人工合成結(jié)晶牛胰島素上海中科院生物化學所人工合成蛋白質(zhì)政治背景：大躍進?？蒲行枰稽c精神的。Company Logo歷史與發(fā)展20年代 吳憲 血液分析：血濾液制備及血糖測定蛋白質(zhì)化學：蛋白質(zhì)變性學說1965 人工合成牛胰島素1972 測定豬胰島素分子的空間結(jié)構(gòu)1979 合成酵母ala-tRNA1990 轉(zhuǎn)基因動物及參與HGPCompany Logo第二節(jié) 現(xiàn)代生物化學的研究內(nèi)容在確定一級結(jié)構(gòu)(基本構(gòu)件單位種類、排列順序和方式)的基礎(chǔ)上，進一步探討各種生物大分

12、子的空間結(jié)構(gòu)及其與相應功能之間的聯(lián)系，尤其是分子結(jié)構(gòu)、分子識別和分子互作等基本要素在生物膜整合以及生物信息分子功能調(diào)控中所具有的決定性作用當代生物化學研究的主要任務(wù) 生物分子的結(jié)構(gòu)與功能LW-18Structure & FunctionCompany Logo 代謝及其調(diào)節(jié)深入研究酶分子結(jié)構(gòu)和酶量的變化在新陳代謝自我有序調(diào)節(jié)中的分子作用機制，以及參與多種物質(zhì)代謝及與其密切相關(guān)的生長、增殖和分化等重要生命過程調(diào)節(jié)的細胞信息傳遞機制及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式等Metabolism & RegulationCompany Logo進一步探討與DNA復制、RNA轉(zhuǎn)錄、以及蛋白質(zhì)生物合成等基因信息傳遞過程密切相關(guān)的分子作用機制，尤其是基因表達的時、空調(diào)控規(guī)律(eg. RNAi) 基因信息傳遞與調(diào)控Transfer & ModulationCompany Logo第三節(jié) 生物化學與醫(yī)學及中醫(yī)藥學的關(guān)系生物化學與疾病據(jù)臨床統(tǒng)計，大約25的生理缺陷、30的兒童死亡和60的成年人疾病都是由遺傳疾病引起的 重癥聯(lián)合免疫缺陷(SCID)：腺苷酸脫氨酶(ADA)的基因(ad2)發(fā)生了突變伴性遺傳Company Logo高脂血癥冠心病糖尿病脂肪肝膽石癥痛