北大基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)生物化學(xué)課件-緒論

生物化學(xué)Biochemistry生物化學(xué)Biochemistry1概念生物化學(xué)是用化學(xué)的原理和方法，從分子水平來(lái)研究生物體的化學(xué)組成，及其在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)變規(guī)律從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門科學(xué)。概念生物化學(xué)是用化學(xué)的原理和方法，從分子水2第一節(jié)生命第一節(jié)生命3一、生命的定義自我復(fù)制(self-replication)自我裝配(self-assemble)自我調(diào)節(jié)(self-regulation)一、生命的定義自我復(fù)制(self-replication)4一個(gè)邊界一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)一套遺傳機(jī)構(gòu)一個(gè)邊界5細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)單元

細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)單元6細(xì)

胞

的

基

本

構(gòu)

成細(xì)

胞

的

基

本

構(gòu)

成7二、生命的的共同“語(yǔ)言”——化學(xué)著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者亞瑟·肯伯格（ArthurKornberg）在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院建校100周年時(shí)說(shuō)：“所有的有生命體都有一個(gè)共同的語(yǔ)言，這個(gè)語(yǔ)言就是化學(xué)?！盌NA是生命體的“共同語(yǔ)言”

二、生命的的共同“語(yǔ)言”——化學(xué)著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者亞瑟·8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(wú)機(jī)離子和生物分子生物體的化學(xué)組成自然界所有的生命物體都由三類物質(zhì)組成水、無(wú)機(jī)9生命體的元素組成在地球上存在的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。生命體的元素組成在地球上存在的92種天然元素中，只有28種元10生物分子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)，是生物化學(xué)研究的基本對(duì)象。生物分子的主要類型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子維生素、輔酶、激素、核苷酸和氨基酸等。七大營(yíng)養(yǎng)要素：水、無(wú)機(jī)鹽、糖、脂、蛋白質(zhì)、維生素、氧生物分子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)，是生11第二節(jié)發(fā)展簡(jiǎn)史第二節(jié)發(fā)展簡(jiǎn)史121780-1789Lavoisier（法）研究“生物體內(nèi)的燃燒”，指出此類“燃燒”耗氧并排出二氧化碳。后人稱他是生物化學(xué)之父。1780-1789Lavoisier（法）研究“生物體內(nèi)的131830-1842Liebig（德）將食物分為糖、脂、蛋白質(zhì)類，提出“代謝”一詞，證明動(dòng)物體溫形成是食物在體內(nèi)“燃燒”的緣故。最先寫出兩本生物化學(xué)相關(guān)專著。1830-1842Liebig（德）將食物分為糖、脂、蛋白14生物化學(xué)的創(chuàng)始人埃米爾·費(fèi)舍爾（EmilFischer）1890－1902Fischer（德）首次證明了蛋白質(zhì)是多肽；發(fā)現(xiàn)酶的專一性，提出并驗(yàn)證了酶催化作用的“鎖-匙”學(xué)說(shuō)；合成了糖及嘌呤。1902年獲諾貝爾獎(jiǎng)。生物化學(xué)的創(chuàng)始人埃米爾·費(fèi)舍爾（EmilFischer）115漢斯·克雷勃斯（HansA.Krebs）1937年

Krebs（英）發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán)，1953年獲諾貝爾獎(jiǎng)。漢斯·克雷勃斯（HansA.Krebs）1937年K16李納斯·鮑林（LinusPauling）1949Pauling（美）指出鐮刀形紅細(xì)胞性貧血是一種分子病，并于1951年提出蛋白質(zhì)存在二級(jí)結(jié)構(gòu)。1954年獲諾貝爾獎(jiǎng)李納斯·鮑林（LinusPauling）1949Pau17詹姆斯·沃森（JamesD.Watson）1953年Watson（美）與Crick（英）提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，1962年共獲諾貝爾獎(jiǎng)。弗朗西斯·克里克（FrancisH.Crick）詹姆斯·沃森（JamesD.Watson）1953年W181969-1972,Arber(瑞士),Smith(美)與Nathans(美)在核酸限制酶的分離與應(yīng)用方面做出突出貢獻(xiàn),1978年共獲諾貝爾獎(jiǎng)。1972Berg（美）在基因工程基礎(chǔ)研究方面作出了杰出成果，獲1980年諾貝爾獎(jiǎng)。1973Cohen等（美）用核酸限制性內(nèi)切酶EcoR1，首次基因重組成功。HamiltonO.SmithDanielNathansWernerArberPaulBergHerbertBoyerStanleyCohen1969-1972,Arber(瑞士),Smith(美)與192001Venter（美）等報(bào)道完成了人類基因組草圖測(cè)序。2001Venter（美）等報(bào)道完成了人類基因組草圖測(cè)序。20我國(guó)生物化學(xué)的開拓者——吳憲教授蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域內(nèi)國(guó)際上最具有權(quán)威性的綜述性叢書《AdvancesinProteinChemistry》第47卷（1995年）發(fā)表了美國(guó)哈佛大學(xué)教授、蛋白質(zhì)研究的老前輩J.T.Eddsall的文章“吳憲與第一個(gè)蛋白質(zhì)變性理論（1931）HsienWuandthefirstTheoryofProteinDenaturation(1931)”，對(duì)吳憲教授的學(xué)術(shù)成就給予了極高的評(píng)價(jià)。該卷還重新刊登了吳憲教授六十四年前關(guān)于蛋白質(zhì)變性的論文。一篇在1931年發(fā)表的論文居然在1995年仍然值得在第一流的叢書上重新全文刊登，不能不說(shuō)是國(guó)際科學(xué)界的一件極為罕見的大事。我國(guó)生物化學(xué)的開拓者——吳憲教授蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域內(nèi)國(guó)際上最具有211940我國(guó)生物化學(xué)家劉思職發(fā)現(xiàn)抗體、抗原反應(yīng)存在定量關(guān)系。劉思職1940我國(guó)生物化學(xué)家劉思職發(fā)現(xiàn)抗體、抗原反應(yīng)存在定量關(guān)系2221世紀(jì)我國(guó)本土將誕生諾貝爾獎(jiǎng)獲得者

預(yù)測(cè)變現(xiàn)實(shí)，有待努力，讓我們?yōu)榇斯裁阈氯A社北京2002年4月11日電中科院院長(zhǎng)路甬祥在“中國(guó)近現(xiàn)代科技回顧與展望國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)”上作大會(huì)報(bào)告時(shí)說(shuō)：“通過(guò)創(chuàng)造性的工作，21世紀(jì)的中國(guó)科學(xué)家和工程師將比20世紀(jì)為世界科學(xué)做出大得多的貢獻(xiàn)，在中國(guó)本土上產(chǎn)生諾貝爾獎(jiǎng)將不再是問(wèn)題，中國(guó)將涌現(xiàn)出一批無(wú)愧于21世紀(jì)的世界級(jí)科學(xué)大師和工程技術(shù)大師?！保ㄓ浾呃畋螅┬氯A社香港2002年４月１６日電諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧教授今天在這里表示對(duì)中國(guó)未來(lái)的科技發(fā)展很有信心，他認(rèn)為在未來(lái)中國(guó)很可能會(huì)出現(xiàn)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科技人才。（記者叢亞平）21世紀(jì)我國(guó)本土將誕生諾貝爾獎(jiǎng)獲得者預(yù)測(cè)變現(xiàn)實(shí)，有待努力23第三節(jié)內(nèi)容第三節(jié)內(nèi)容24生物學(xué)動(dòng)物學(xué)植物學(xué)微生物學(xué)化學(xué)生物學(xué)生物化學(xué)生物學(xué)動(dòng)物學(xué)植物學(xué)微生物學(xué)化學(xué)生物學(xué)生物化學(xué)25生物化學(xué)的概念生物化學(xué)主要是應(yīng)用化學(xué)的理論和方法來(lái)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)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)

生物分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；生物分子的結(jié)構(gòu)、功能與生命現(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。生命的化學(xué)，化學(xué)的生命生物化學(xué)的概念生物化學(xué)主要是應(yīng)用化學(xué)的理論和方法來(lái)研究生命現(xiàn)26內(nèi)容：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能：蛋白質(zhì)、核酸化學(xué)、酶、維生素與微量元素物質(zhì)代謝：糖、脂、氨基酸、核苷酸代謝，生物氧化、代謝調(diào)節(jié)遺傳信息的傳遞規(guī)律：DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)生物合成、基因表達(dá)調(diào)控、基因工程、基因組學(xué)器官生化（重要組織器官的代謝特點(diǎn)）:肝膽、血液、結(jié)締組織骨牙、感覺(jué)系統(tǒng)化學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)化學(xué)專題：細(xì)胞信息傳遞、細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控與腫瘤、生物信息學(xué)內(nèi)容：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能：蛋白質(zhì)、核酸化學(xué)、酶、維生素與27生物大分子基本特征生物分子中最重要的是糖、酯、核酸和蛋白質(zhì)四類物質(zhì)，分子量一般都很大，所以又稱為生物大分子。生物信息大分子具有如下特征：（1）由結(jié)構(gòu)小分子結(jié)構(gòu)單元組成.（2）順序排列。（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜：線性信息，三維信息生物大分子基本特征生物分子中最重要的是糖、酯、核酸和蛋白質(zhì)四28生物大分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：構(gòu)成生物分子的結(jié)構(gòu)單元分子按不同的排列組合，形成數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的線性分子或環(huán)狀分子。通常將只涉及結(jié)構(gòu)單元的排列順序的結(jié)構(gòu)類型稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)。生物大分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：構(gòu)成生物分子的結(jié)構(gòu)單元分子按不同的排列29生物大分子的立體結(jié)構(gòu)生物大分子在線性或環(huán)狀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)分子內(nèi)或分子之間的基團(tuán)（包括極性、非極性和帶電荷基團(tuán)）相互作用，可以進(jìn)一步形成非常復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)。例如盤繞成螺旋形，折疊成片層狀。有的以線狀存在，而有的則形成球狀等。生物大分子的立體結(jié)構(gòu)生物大分子在線性或環(huán)狀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)分30第四節(jié)生化魅力第四節(jié)生化魅力31所有生物學(xué)科都不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充、相互滲透，其基礎(chǔ)就是“生命的化學(xué)語(yǔ)言”。換而言之，生物化學(xué)是聯(lián)系生物學(xué)科之間的橋梁。有用所有生物學(xué)科都不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充、相互滲透，32可實(shí)現(xiàn)許多個(gè)人愿望。有趣可實(shí)現(xiàn)許多個(gè)人愿望。有趣33可成名20世紀(jì)Nobel生理學(xué)、化學(xué)獎(jiǎng)中半數(shù)以上在生物化學(xué)領(lǐng)域取得重大突破可成名20世紀(jì)Nobel生理學(xué)、化學(xué)獎(jiǎng)中半數(shù)以上在生物化學(xué)領(lǐng)34可獲利無(wú)形資產(chǎn)有形資產(chǎn)可獲利無(wú)形資產(chǎn)35第五節(jié)學(xué)習(xí)方法第五節(jié)學(xué)習(xí)方法36一條主線：生命的化學(xué)、化學(xué)的生命一個(gè)中心：認(rèn)識(shí)生命、改造生命萬(wàn)能方法：理解＋記憶一條主線：生命的化學(xué)、化學(xué)的生命一個(gè)中心：認(rèn)識(shí)生命、改造生命37參考書BergJM,TymoczkoJL,StryerL,ClarkeND：Biochemistry(5thed).WHFreeman&Co.NewYork,2002NelsonDL,CoxMM：LehningerPrinciplesofBiochemistry，WorthPublishers，NewYork，2000MurrayRK,GrannerDK,MayesPA,RodwellVW:Harper’sBiochemistry.(25thed).北京:科學(xué)出版社.2000LodishH,BaltimoreD,BerkA,ZipurskySLetal:MolecularCellBiology(4thed).,ScientificAmericaBooks,WHFreeman&Co.,NewYork.,2000KarpG:CellandMolecularBiologyConceptsandexperiments(3rded).JohnWiley&Sons,NewYork.2002參考書BergJM,TymoczkoJL,Strye38沈同、王鏡巖主編，生物化學(xué)。