1基礎(chǔ)生物化學(xué)-緒論

基礎(chǔ)生物化學(xué)Biochemistry山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（學(xué)時(shí)數(shù)54）1一、生物化學(xué)及其研究?jī)?nèi)容定義在分子水平上研究生物的化學(xué)組成和生命過(guò)程中化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué)研究對(duì)象動(dòng)物植物微生物及其人體研究?jī)?nèi)容第一章緒論

生物分子的結(jié)構(gòu)與功能物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)遺傳信息的傳遞及其調(diào)控2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：糖、脂、核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子及維生素、輔酶、激素、核苷酸和氨基酸等有機(jī)小分子。3456基礎(chǔ)生物化學(xué)章節(jié)內(nèi)容第一章緒論第二章氨基酸第三章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第四章蛋白質(zhì)分離與鑒定第五章酶第六章維生素與輔酶第七章糖類第八章核酸化學(xué)第九章脂類與生物膜第十章生物能學(xué)與生物氧化第十一章糖代謝第十二章脂類代謝第十三章氨基酸代謝第十四章核苷酸代謝第十五章DNA合成第十六章RNA轉(zhuǎn)錄第十七章蛋白質(zhì)生物合成第十八章代謝調(diào)節(jié)靜態(tài)生物化學(xué)動(dòng)態(tài)生物化學(xué)7研究以上物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其功能研究生物大分子的新陳代謝新陳代謝生物體內(nèi)化學(xué)變化的總稱1.合成代謝2.分解代謝4.信息代謝5.代謝調(diào)控靜態(tài)生物化學(xué)動(dòng)態(tài)生物化學(xué)3.能量代謝8分5個(gè)階段二、生物化學(xué)的發(fā)展1.生物化學(xué)產(chǎn)生前時(shí)期2.有機(jī)物的認(rèn)識(shí)3.三大發(fā)現(xiàn)及生物化學(xué)學(xué)科的誕生4.20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法的應(yīng)用5.生物化學(xué)飛速發(fā)展時(shí)期

9上古時(shí)代我國(guó)勞動(dòng)人民的生物化學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)最早可追溯到離現(xiàn)在4000多年前。釀酒：公元前22世紀(jì)（夏禹）至公元前約14世紀(jì)（殷代）飲酒盛行。制醬、醋：公元前12世紀(jì)《周禮》有記載，公元前6世紀(jì)的孔子說(shuō)“不得其醬不食”。后魏賈思勰《齊民要術(shù)》記載有釀酒、做醬、醋及做豉?！鞍`病”：公元前4世紀(jì)，莊子記載的“癭病”，即地方性甲狀腺腫病。公元4世紀(jì)，葛洪用含碘豐富的海藻治療。腳氣和夜盲癥：孫思邈（581～682）用米糠熬粥治腳氣病,食豬肝治“雀目”。腳氣病缺VB1,夜盲癥（雀目）缺維生素A《本草綱目》：明代李時(shí)珍(1522～1596)花30年著成，詳細(xì)記載人體的代謝產(chǎn)物及分泌物，但未能深入實(shí)驗(yàn)升華為理論，是歷史的局限。1、生物化學(xué)產(chǎn)生前時(shí)期102.有機(jī)物的認(rèn)識(shí)

12～18世紀(jì)后期安托萬(wàn)-洛朗·拉瓦錫LavoisierAntoine-Laurent法國(guó)化學(xué)家（1743～1794）

第一個(gè)貢獻(xiàn)是從試驗(yàn)的角度驗(yàn)證并總結(jié)了質(zhì)量守恒定律。第二大貢獻(xiàn)是燃燒原理。于1777年向巴黎科學(xué)院提交了一篇報(bào)告《燃燒概論》，闡明了燃燒作用的氧化學(xué)說(shuō)。11約翰馬約JohnMayow

（1643～1679）英國(guó)化學(xué)家、生理學(xué)家1）首次證明動(dòng)物的呼吸需要氧氣；2）同時(shí)證明燃燒過(guò)程是物質(zhì)與氧的結(jié)合過(guò)程。12瑞典化學(xué)家分析生物體的化學(xué)組成，分離得到多種有機(jī)酸檸檬酸蘋果酸乳酸尿酸酒石酸甘油等牛奶變酸是產(chǎn)生了乳酸卡爾·威廉·舍勒CarlWilhelmScheele1742－178613李比希（LiebigJustusvon）（1803～1873）

德國(guó)化學(xué)家有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)的奠基人。在生物化學(xué)領(lǐng)域首次提出新陳代謝這個(gè)學(xué)術(shù)名詞。他發(fā)明和改進(jìn)了有機(jī)分析的方法，準(zhǔn)確地分析過(guò)大量的有機(jī)化合物，合成過(guò)氯仿（CHC13）、三氯乙醛（CCl3CHO）和多種有機(jī)酸。提出了化合物基團(tuán)的概念以及多元酸的理論。提出植物需要氮、磷，鉀等基本元素，研究了提高土壤肥力的問(wèn)題，因此，他被農(nóng)學(xué)界稱為“農(nóng)業(yè)化學(xué)之父”。14路易斯·巴斯德

PasteurLouis法國(guó)微生物學(xué)家、化學(xué)家，近代微生物學(xué)的奠基人。他用一生的精力證明了三個(gè)科學(xué)問(wèn)題1.每一種發(fā)酵作用都是由于一種微菌的發(fā)展，用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物?！鞍褪蠚⒕ā北銘?yīng)用在各種食物和飲料上。2.每一種傳染病都是一種微菌在生物體內(nèi)的發(fā)展：由于發(fā)現(xiàn)并根除了一種侵害蠶卵的細(xì)菌，巴斯德拯救了法國(guó)的絲綢工業(yè)。3.傳染病的微菌，在特殊的培養(yǎng)之下可以減輕毒力，使他們從病菌變成防病的藥苗。他意識(shí)到許多疾病均由微生物引起，于是建立起了細(xì)菌理論。153.三大發(fā)現(xiàn)及生物化學(xué)學(xué)科的誕生

19世紀(jì)末酶的發(fā)展：1878年庫(kù)恩(F.W.Kuhne)提出“enzyme”一詞，意為“在酵母中”，指活酵母中可使糖類發(fā)酵成酒精的催化物質(zhì)，也稱酵素ferment，也就是酶。此后布克那Buchner(1897)用酵母無(wú)細(xì)胞提取液進(jìn)行發(fā)酵，推翻了巴斯德只有活細(xì)胞才能發(fā)酵的說(shuō)法，酶學(xué)誕生。（1907年，布克那獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）。酶的化學(xué)本質(zhì)的研究始于桑孟爾(J.B.Sumner)，1926年首次用丙酮從刀豆中獲得了結(jié)晶的脲酶。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。EduardBuchner(1857～1858)布克那酶維生素激素16維生素的發(fā)現(xiàn)1911年,波蘭化學(xué)家芬克（1884～1967）CasimirFunk發(fā)現(xiàn)糙米中能夠防治腳氣病的物質(zhì)(維生素B1)是一種胺(一類含氮化合物)。因此Funk提議將這種化合物叫做Vitamine。維生素的發(fā)現(xiàn)對(duì)生物化學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展都有重大的意義。17激素的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)，腎上腺素已被認(rèn)為是腎上腺髓質(zhì)產(chǎn)生的一種重要激素，1901～1904年Abel（艾伯爾）等成功地分離并人工合成腎上腺素。

1905年，Starling（斯塔林）提出hormone（激素）一詞。1926年，Went從燕麥胚芽鞘分離出植物激素——生長(zhǎng)素。酶、維生素和激素的研究極大地豐富了生物化學(xué)的知識(shí)，促進(jìn)了生物化學(xué)的發(fā)展，確立了生物化學(xué)作為生命科學(xué)重要基礎(chǔ)的地位。184.20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法的應(yīng)用20世紀(jì)30年代以后，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)和分析鑒定手段不斷更新與完善，生物化學(xué)進(jìn)入了動(dòng)態(tài)生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期，在研究生物體的新陳代謝及其調(diào)控機(jī)制方面取得了重大進(jìn)展。在1940年前后，基本上闡明了各類生物大分子的主要代謝途徑：糖酵解、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化、磷酸戊糖途徑、脂肪代謝和光合磷酸化等。德國(guó)生物化學(xué)家Embden、Meyerhof和Parnas闡明了糖酵解反應(yīng)途徑；1953年，美國(guó)生物化學(xué)家李普曼(FritzLipmann)發(fā)現(xiàn)了ATP在能量傳遞循環(huán)中的中心作用；英國(guó)科學(xué)家克雷布斯(HansKrebs)因闡明合成尿素的鳥(niǎo)氨酸循環(huán)和三羧循環(huán)而共同獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)；

美國(guó)人Calvin和Benson證明了光合碳代謝途徑。另外，對(duì)代謝調(diào)控機(jī)制也有了更多的了解。195.生物化學(xué)飛速發(fā)展時(shí)期

20世紀(jì)50年代以來(lái)1953年，Watson和Crick創(chuàng)造性地提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，使人們第一次知道了基因的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)，為DNA復(fù)制機(jī)制的研究打下了基礎(chǔ)，從分子水平上揭示遺傳現(xiàn)象的本質(zhì)，開(kāi)辟了分子生物學(xué)的新紀(jì)元，從分子水平上研究和改變生物細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)及遺傳特性。這是生物學(xué)歷史上的重要里程碑。

1945至1955年，Sanger用10年時(shí)間完成了牛胰島素蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的分析，這項(xiàng)工作建立了測(cè)定蛋白質(zhì)氨基酸順序的方法，為蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定打下基礎(chǔ)，具有劃時(shí)代的意義。1965年我國(guó)完成了結(jié)晶牛胰島素的人工合成。

201977年，Sanger完成了噬菌體ΦX174DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的分析，這是由5375個(gè)核苷酸組成的DNA。這一工作對(duì)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的研究具有重要的意義?，F(xiàn)在，已有多種DNA和RNA的結(jié)構(gòu)被成功地測(cè)定。1981年，我國(guó)首先完成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工合成。21現(xiàn)代生物化學(xué)正在進(jìn)一步發(fā)展，其基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)目前已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中（如生理學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分類學(xué)和生態(tài)學(xué)）。研究領(lǐng)域：光合作用機(jī)理酶作用機(jī)理代謝過(guò)程的調(diào)節(jié)控制生物固氮機(jī)理抗逆性的生物化學(xué)基礎(chǔ)核酸和蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)基因克隆、轉(zhuǎn)化和基因表達(dá)的調(diào)節(jié)控制等22化學(xué)有機(jī)化學(xué)物理化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)分析化學(xué)高分子化學(xué)三、生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系以化學(xué)、生物學(xué)等為基礎(chǔ)生物學(xué)動(dòng)物學(xué)植物學(xué)微生物學(xué)23化學(xué)生物學(xué)生物化學(xué)生理學(xué)遺傳學(xué)栽培、育種、營(yíng)養(yǎng)生態(tài)24生理學(xué)遺傳學(xué)生物化學(xué)細(xì)胞生物學(xué)分子生物學(xué)姊妹學(xué)科25生物化學(xué)是這些專業(yè)的基礎(chǔ)26生物化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用生物化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用生物化學(xué)產(chǎn)品的應(yīng)用四、生物化學(xué)的應(yīng)用工業(yè)方面：食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、制革工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、環(huán)保工業(yè)等。農(nóng)業(yè)方面：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種培育、優(yōu)良品種鑒定、生物肥料、生物農(nóng)藥等。醫(yī)藥業(yè)：疾病診治、生化制藥、基因治療等。生物技術(shù)：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程27五、生物化學(xué)學(xué)習(xí)方略生物化學(xué)課程的特點(diǎn)：1、知識(shí)密集，信息量大2、分子水平，內(nèi)容復(fù)雜3、涉及面廣，記憶性強(qiáng)4、聯(lián)系密切，靈活多變學(xué)習(xí)方法：理清頭緒分清主次靜動(dòng)結(jié)合加深理解有關(guān)課程注意聯(lián)系循環(huán)復(fù)習(xí)重點(diǎn)記憶28使用教材：生物化學(xué)主編劉國(guó)琴，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011年(第2版)參考書目：生物化學(xué)主編王鏡巖，高等教育出版社，2002年(第三版)

《Nature》英國(guó)，月刊，國(guó)際最高學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容?！禨cience》美國(guó)，月刊，國(guó)際最高學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容?！禖ell》美國(guó)，月刊，國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容?！禕iochemistry》美國(guó)，月刊，國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物。

29王鏡巖上下冊(cè)高等教育出版社