本校生化13級和1613生物化學(xué)1緒論

生物-化學(xué)Biochemistry周義發(fā)我們所處在的地球充滿著無數(shù)的生物，從最簡單的病毒、類病毒到菌藻草樹，從魚蟲鳥獸到最復(fù)雜的人類，處處都可以發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，覺察到生命的活動。地球上的生物形形色色，千姿百態(tài)。不同的生物，形態(tài)、生理特征和對環(huán)境的適應(yīng)能力各不相同，都經(jīng)歷著生長、發(fā)育、衰老、死亡的變化，都具有繁殖后代的能力。Moleculesarelifeless.Yet,inappropriatecomplexityandnumber,moleculescomposelivingthings.Theselivingsystemsaredistinctfromtheinanimateworldbecausetheyhavecertainextraordinaryproperties.Theycangrow,move,performtheincrediblechemistryofmetabolism,respondtostimulifromtheenvironment,and,mostsignificantly,replicatethemselveswithexceptionalfidelity.Chemistryisthelogicofbiologicalphenomena緒論動物植物微生物器官、組織細(xì)胞分子原子、元素生物一、生物化學(xué)的概念生物化學(xué)是利用化學(xué)的理論和方法研究生物的一門科學(xué)。生物化學(xué)是研究生物體的物質(zhì)組成和生命過程中的化學(xué)變化的一門科學(xué)。生物化學(xué)主要是應(yīng)用化學(xué)的理論和方法來研究生命現(xiàn)象，闡明生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)。生物化學(xué)是研究生命現(xiàn)象中的物質(zhì)基礎(chǔ)和化學(xué)變化的一門科學(xué)。更簡單地說生物化學(xué)就是研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)。生物化學(xué)就是生命的化學(xué)。生物化學(xué)二、生物化學(xué)的基本內(nèi)容包括：發(fā)現(xiàn)和闡明構(gòu)成生命物體的分子基礎(chǔ)-----生物分子生物分子:化學(xué)組成結(jié)構(gòu)性質(zhì)：物理、化學(xué)性質(zhì)、生物活性、功能生物分子:結(jié)構(gòu)--功能--生命現(xiàn)象的關(guān)系；生物分子：在生物機(jī)體中的相互作用及其變化規(guī)律—合

成代謝，分解代謝，酶催化反應(yīng)，能量轉(zhuǎn)變等;信息傳遞：生物體發(fā)育過程中信息是如何傳遞的；生物體的化學(xué)組成：自然界所有的生命物體都由三類物質(zhì)組成：水、無機(jī)離子、生物分子生命體的元素組成：但在地球上存在的92種天然元素中，只有28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)存在的主要少量元素。第四類元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。生物分子種類：生物分子是生物體和生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能基礎(chǔ)，主要有：生物大分子：蛋白質(zhì)、復(fù)合多糖、核酸和脂等---基本代謝產(chǎn)物。生物小分子：維生素、輔酶、激素、核苷酸和氨基酸等。次生代謝產(chǎn)物：生物堿、糖苷等----存在于植物體生物復(fù)雜多樣，但在分子水平具有簡單同一性。生物大分子具有如下特征：分子量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有重要的生物功能。由比較簡單結(jié)構(gòu)單元所組成。 單糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸和苷油等具有一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)單元的連接順序空間結(jié)構(gòu)：構(gòu)象conformation

構(gòu)型configuration---手性構(gòu)成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元分子20種基本氨基酸構(gòu)成核酸的結(jié)構(gòu)單元分子構(gòu)成脂的結(jié)構(gòu)單元分子甘油脂肪酸膽堿構(gòu)成多糖的結(jié)構(gòu)單元分子----單糖三、生物化學(xué)研究過程、方法和手段—如何研究生物分子樣品：分離純化、結(jié)構(gòu)分析、功能、代謝、活性、修飾分離純化：各種溶劑提取，薄層層析，柱層析，電泳純度鑒定：PC,TLC,GC,HPLC，熒光，電泳，柱層析結(jié)構(gòu)分析：序列分析，核磁共振（NMR），X-射線晶體衍射，圓二色散性（CD),生物質(zhì)譜，紅外光譜（IR)，功能研究：建立一個(gè)模型：細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)、體內(nèi) 確定一種方法：檢測生物分子的作用代謝過程：同位素示蹤,熒光標(biāo)記活性測定：胞外、細(xì)胞內(nèi)、動物體內(nèi)、人修飾改造：化學(xué)方法、酶學(xué)方法、生物反應(yīng)器分離生命現(xiàn)象生化組分分析1、性質(zhì)與結(jié)構(gòu)2、功能與活性3、代謝改造、利用四、生物化學(xué)的發(fā)展史生物化學(xué)是生命科學(xué)中最古老的學(xué)科之一1、靜態(tài)生物化學(xué)時(shí)期（1920年以前）：研究內(nèi)容以分析生物體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)組成、性質(zhì)和含量為主。2、動態(tài)生物化學(xué)時(shí)期（1950年以前）：物質(zhì)代謝途徑及動態(tài)平衡、能量轉(zhuǎn)化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白質(zhì)合成、核酸的遺傳功能、酶、維生素、激素、抗生素等的代謝3．機(jī)能生物化學(xué)時(shí)期（1950年以后）：生命的本質(zhì)和奧秘：運(yùn)動、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生長、發(fā)育、繁殖等的分子機(jī)理1903年,Neuberg首先使用“生物化學(xué)”一詞1944年,(美)麥克勞德(Macleod)和麥卡蒂(McCarty)證明DNA是遺傳物質(zhì).1953年,Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1955年,Sanger(英)確定牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)1965年,中國首次人工合成結(jié)晶牛胰島素1973年,(美)基因重組技術(shù)建立.2000年,人類基因組計(jì)劃完成化學(xué)生物學(xué)動物學(xué)植物學(xué)微生物學(xué)無機(jī)化學(xué)分析化學(xué)高分子化學(xué)有機(jī)化學(xué)物理化學(xué)生物化學(xué)技術(shù)、手段五、生物化學(xué)的應(yīng)用及其與其他學(xué)科的關(guān)系理論、方法診斷試劑治療藥物植物品種畜用制品食品加工環(huán)境工程廢物處理生物塑料民用制品再生能源生物化學(xué)植物學(xué)、動物學(xué)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)生態(tài)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)神經(jīng)生物學(xué)六、

生物化學(xué)與二十一世紀(jì)生命科學(xué)展望

生物化學(xué)研究的目的：要探索生長、發(fā)育、遺傳、學(xué)習(xí)、記憶和思維等復(fù)雜生命現(xiàn)象的本質(zhì)，以期改造自然、改善子及、增強(qiáng)生命力---使人類生活得更好。二十一世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，生物化學(xué)是二十一世紀(jì)生命科學(xué)的帶頭學(xué)科，學(xué)科熱點(diǎn)： 基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)克?。ńM織、器官、個(gè)體） 糖生物學(xué)

……二十一世紀(jì)-------生命科學(xué)的世紀(jì)人口與糧食健康與疾病環(huán)境與生態(tài)能源與資源幾個(gè)概念：生物化學(xué)：Biochemistry、Biologicalchemistry分子生物學(xué)Molecularbiology:研究生物大分子(核酸/蛋白)結(jié)構(gòu)功能及其之間的關(guān)系,對生物化學(xué)過程的調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)與功能(復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯遺傳信息)之間的關(guān)系生物化學(xué)與分子生物學(xué):Biochemistry&MolecularBiology化學(xué)生物學(xué)（chemicalbiology)：是自90年代中期以來的新興研究領(lǐng)域。哈佛大學(xué)的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分別在東西海岸引領(lǐng)這個(gè)領(lǐng)域,用化學(xué)生物學(xué)指分子水平上的生物現(xiàn)象的研究。分子與細(xì)胞生物學(xué)：MolecularandCellBiology幾個(gè)概念的相互聯(lián)系和區(qū)別：化學(xué)是研究分子的科學(xué),生物化學(xué),分子生物學(xué),化學(xué)生物學(xué)都是一樣的是研究生物分子的科學(xué)。但是由于科學(xué)家們長期以來的習(xí)慣稱謂,我們通常使用生物化學(xué)指結(jié)構(gòu)和活性的研究,用分子生物學(xué)指基因表達(dá)和控制的研究,用化學(xué)生物學(xué)指分子水平上的生物現(xiàn)象的研究?；瘜W(xué)生物學(xué)更普遍的被叫做化學(xué)遺傳學(xué)（Chemicalgenetics)。七、課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)與安排內(nèi)容多、設(shè)計(jì)的知識面廣:化學(xué)、生物生物分子復(fù)雜：按生物分子的功能分類，不同于化學(xué)的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)分類內(nèi)容前后交錯(cuò)隨時(shí)消化