2023學年完整公開課版生化緒論

生物化學Biochemistry1課程性質(zhì)、授課對象課程性質(zhì)：…

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…基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。我系開設(shè)本門課程的專業(yè)有：多個專業(yè)制藥、生物、食品生物、食品營養(yǎng)、食品加工等總學時：72

2認識《生物化學》1、從生活中認識32、從書本中認識4從食物中攝取營養(yǎng)物質(zhì)美味進入身體之后……糖葡萄糖脂脂肪酸蛋白質(zhì)氨基酸從醫(yī)療診斷中認識生物化學8消化酶類藥物溶栓酶類藥物從生化藥物認識生物化學9溶菌酶生活中的生化事件釀酒面包的焙烤豆腐的制作生活中的生化事件-----釀酒生活中的生化事件-----面包的焙烤12生活中的生化事件-----豆腐的制作1314貌似離生活有點遠的“生化”！15生物化學是一門研究……的科學呢？生物化學是一門

研究生物體物質(zhì)組成及變化規(guī)律的科學。大百科加油！生物化學及研究對象、研究內(nèi)容18

化學生物學生物化學是在分子水平上研究生命科學的一門學科。－－－－生命的化學。生物化學的含義19生物化學是一門研究

生物體的分子組成及變化規(guī)律的基礎(chǔ)學科。物質(zhì)組成物質(zhì)變化結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途物質(zhì)代謝生物體的化學組成水無機鹽生物分子201.無機鹽無機鹽是存在于體內(nèi)和食物中的礦物質(zhì)營養(yǎng)素，由有機物和無機物綜合組成。約占人體重量的4～5%。常量元素：Ca,K,Na,Mg,S,P,Cl微量元素：Fe,Cu,Co,Mn,Zn；F,B,Br,Cr等212.生物分子（主要由C,H,O,N，最基本的元素組成）蛋白質(zhì)、糖類、核酸、脂類、維生素、激素、輔酶、核苷酸、氨基酸等。都是有機化合物，約占生物體質(zhì)量的1/3以上。是和生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能基礎(chǔ)。許多重要的生物分子是聚合物。22生物小分子、生物大分子、復合大分子

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單糖多糖糖蛋白氨基酸蛋白質(zhì)糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂類

研究對象（研究角度－－分支學科）普通生化應(yīng)用生化生命科學領(lǐng)域免疫生物化學進化生物化學（或比較生物化學）分化生物化學等。24認識《生物化學》1、從生活中認識252、從書本中認識3、從實踐中認識從更深層次認識《生物化學》1、利用生化方法、技術(shù)、手段進行生物分子的提取及相關(guān)分析檢測。（多糖、蛋白質(zhì)、核酸等）2、生物化學促進分子生物學的發(fā)展。3、生物化學是現(xiàn)代生物學科的基礎(chǔ)和前沿。26課程印象27多、繁、雜、難無聊、無趣、無用合理選取刪減、有序組織有用、有趣、有意義改！課程學習方法1、課前……；課上……；課后……2、記憶、理解、延伸概念性理論知識抽象知識方法、技術(shù)3、學而實習之4、多多觀察生活28作業(yè)1、閱讀生物分類及細胞結(jié)構(gòu)相關(guān)材料。重點是閱讀細胞結(jié)構(gòu)相關(guān)材料，主要包括一些重要細胞器的結(jié)構(gòu)、功能；細胞核的功能及主要生物化學事件等。2、閱讀《糖類》相關(guān)材料。包括糖的定義、種類、生物學功能；單糖（葡萄糖）分子的開鏈結(jié)構(gòu)及構(gòu)型；單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與構(gòu)象。3、查閱“手性”，“手性分子”等相關(guān)材料，明白“不對稱分子”含義29大事件30生物化學是一門研究生物體的分子組成及變化規(guī)律的基礎(chǔ)學科。1877年德國醫(yī)生Hoppe-Seyler(霍佩-賽勒)1903年Neuberg首次使用“生物化學”一詞。發(fā)展簡史（一）現(xiàn)代生物化學從18世紀下半葉，從拉瓦錫研究燃燒和呼吸開始；中間代謝產(chǎn)物的首次發(fā)現(xiàn)；1835年，貝采利烏斯說明催化作用；1848年，肌肉熱能來源及肝臟的生糖功能；1859年，《物種起源》；1865年，孟德爾的豌豆雜交實驗和遺傳定律；1877年，Biochemistry和journalofbiochemistry;國際生化研究中心的變遷；生物化學的發(fā)展趨勢31發(fā)展簡史（二）：二十世紀的前五十年3220世紀的前30年：生理學、化學、營養(yǎng)學的真正的黃金時代。

20年代，1926年美國Sumner從刀豆中得到脲酶的結(jié)晶。30年代，1933～1936年Krebs提出了著名的尿素循環(huán)和三羧酸循環(huán)。

40年代前后，能量代謝，生物能學。20世紀中期生物化學成為一門獨立和成熟的學科發(fā)展簡史（三）：分子生物學的誕生331950年P(guān)auling（美國）等，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：-螺旋1955年Sanger（英國）胰島素一級結(jié)構(gòu)的測定1953年Watson（美國）和Crick（英國）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出使生物化學發(fā)展到一個新的階段—分子生物學階段分子生物學的快速發(fā)展3435核酸的研究進展很快，在核酸一級結(jié)構(gòu)測定和核酸人工合成方面取得顯著成果。

60年代，1961年法國Jacob和Monod操縱子模型基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細胞工程、發(fā)酵工程等。第一個基因工程產(chǎn)物somatostatin。

90年代，1990年啟動了人類基因組計劃。

20世紀末和21世紀初，隨著人類基因組全序列測定的基本完成，生命科學進入了后基因組時代，產(chǎn)生了功能基因組學、蛋白質(zhì)組學、結(jié)構(gòu)基因組學等。

研究內(nèi)容靜態(tài)生物化學（有機生物化學，1770—1903）動態(tài)生物化學（生理生物化學，1903—1950）機能生物化學（分子或綜合生物化學1950年以后）生物化學技術(shù)36研究手段運用無機化學、有機化學、物理化學、分析化學及物理的理論和方法。37生物大分子及基本特征①由構(gòu)件分子聚合而成。②都具有非常復雜的結(jié)構(gòu)③生物分子的手性④生物分子之間的相互作用和識別特性383940生物分子之間的相互作用力

－－－主要是通過非共價鍵①氫鍵②正負離子之間的靜電引力③離域鍵間的π電子重疊作用力：平行方式。④疏水鍵（疏水作用力）⑤范德華力：非特異性原子間作用力。41生物分子之間的識別特性分子識別是指生物分子的選擇性相互作用。實現(xiàn)分子識別要求①兩個分子的結(jié)合部位是結(jié)構(gòu)互補的。②兩個結(jié)合部位有相應(yīng)的基團，相互間能產(chǎn)生作用力。42例：酶與底物之間43例：受體與配體之間44-P-P-P-PP-P-P-P-SrcGapPI3KPICrRPTK-P-P-P-P-P胞外例：細胞與細胞之間45三、生物化學與其它學科的關(guān)系生物化學是分子水平的生物學生物化學是現(xiàn)代生物學科的基礎(chǔ)和前沿4647生物化學與現(xiàn)代工業(yè)生物制藥工業(yè)、抗菌素制造工業(yè)、釀造工業(yè)、皮革工業(yè)、酶工程、食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等都要應(yīng)用生物化學的理論、技術(shù)和方法。48四、生物化學發(fā)展與前景展望現(xiàn)代生物化學起源于18世紀晚期，發(fā)展于19世紀，隨著醫(yī)學、發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展而逐漸在20世紀初期成為一門獨立科學。最初稱生理化學，到1903年起才稱生物化學。1.早期的生物化學：十八世紀（起源）2.現(xiàn)代生物化學階段：十九世紀（發(fā)展）3.生物化學研究中心：二十世紀（學科）4.機能生物化學及分子生物學時期(1950年以后)49生物化學研究方法向微量、快速、精確、簡便和自動化方向發(fā)展。50近代生物化學研究的重大成就1953年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式512.0nm小溝大溝1958年，分子遺傳的中心法則521970年，基因工程方法的建立(反轉(zhuǎn)錄酶、限制性內(nèi)切酶）1981年，發(fā)現(xiàn)有催化功能的RNA（Ribozyme）53基因組計劃

(genomeproject)，作物基因組計劃家畜基因組計劃微生物基因組計劃“人類基因組作圖和測序”計劃（簡稱HGP）54“人類基因組作圖和測序”計劃（簡稱HGP）是由美國科學家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。參與國：美國、英國、法國、德國、日本、中國計劃旨在為30多億個堿基對構(gòu)成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱三大科學計劃。551993年，P53被“Science”評為年度分子明星（腫瘤抑制基因）p53基因是一種腫瘤抑制基因，定位于人類17號染色體短臂，編碼P53磷蛋白。P53磷蛋白的正常功能是調(diào)控細胞增殖，在白血病、骨肉瘤、肺癌和結(jié)直腸癌中有這P53蛋白的突變和缺失。大量實驗表明，人體內(nèi)約50%的腫瘤發(fā)生與P53的缺失，突變有關(guān)，也與P53蛋白與病毒蛋白的結(jié)合，導致P53蛋白失活有關(guān)。561997年克隆羊誕生（英國羅斯林研究）571999年，干細胞的研究位列當年科技重大突破首位既有自我更新能力，又有多分化潛能的細胞。揭示許多有關(guān)細胞生長和發(fā)育的基礎(chǔ)理論難題可望將其用于創(chuàng)傷修復，神經(jīng)再生和抗衰老等臨床醫(yī)學研究。5820世紀中：酶的結(jié)晶、中間代謝途徑的闡明、生物能量學的發(fā)展、生物大分子結(jié)構(gòu)和功能以及分子生物學興起。2003年，人類基因組作圖計劃完成59我國科學家對生物化學的貢獻吳憲教授在世界上首先提出蛋白質(zhì)變性理論。生物物理所的鄒承魯、梁棟才院士與上海生化所的王應(yīng)萊、曹天欽等院士、北京大學化學系的刑其毅、有機化學所的汪猷等教授1965年率先用化學方法合成了牛結(jié)晶胰島素。1983年又采用有機合成和酶促合成相結(jié)合的方法，完成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成。60多學科合作深入發(fā)展蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析－－國際蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫生物工程與生物技術(shù)（20世紀70年初）：基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、生化工程、蛋白質(zhì)工程、抗體工程、糖鏈工程?；蚪M與蛋白質(zhì)組研究轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器動物克隆技術(shù)、植物基因工程、重組DNA技術(shù)基因芯片技術(shù)PCR技術(shù)核酸分子雜交技術(shù).6162二十一世紀－－生命科學的世紀63人口與糧食能源與資源健康與疾病環(huán)境與生態(tài)分子生物學理論的突破生物技術(shù)的有效應(yīng)用新舊技術(shù)的有機結(jié)合更加主動更為有效利用生物技術(shù)改造生物創(chuàng)造生物新興產(chǎn)業(yè)

推動工，農(nóng)，醫(yī)的發(fā)展五、生物化學的應(yīng)用與前景

（一）生物化學的應(yīng)用1、生化知識的應(yīng)用用于醫(yī)療保健和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)－－利用發(fā)酵法成功地生產(chǎn)出維生素C和許多氨基酸。－－制定合理的動物飼養(yǎng)和作