《生物化學(xué)》緒論

緒論

掌握生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容。

了解生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史。

掌握醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的目的；

熟悉生物化學(xué)在疾病診斷和治療中的應(yīng)用。第一節(jié)生物化學(xué)概述生物化學(xué)簡(jiǎn)介生物化學(xué)在生命科學(xué)中的地位生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容一、生物化學(xué)簡(jiǎn)介

生物化學(xué)（biochemistry）是研究生物體中化學(xué)進(jìn)程的一門(mén)學(xué)科，即運(yùn)用化學(xué)的理論和方法，研究生物的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及生命過(guò)程中的各種化學(xué)變化，從分子水平探討生命現(xiàn)象的本質(zhì)。生物化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，是學(xué)習(xí)其他專業(yè)學(xué)科的必修課程。二、生物化學(xué)在生命科學(xué)中的地位生物化學(xué)為生命科學(xué)提供了一種可以精確描述生命過(guò)程的化學(xué)語(yǔ)言，從而使生物學(xué)從描述性科學(xué)成為精確的定量科學(xué)，使生物學(xué)能利用生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)闡述生命過(guò)程的各種現(xiàn)象。

例如膽汁酸的肝腸循環(huán)，為闡述某些疾病的機(jī)理提供了理論基礎(chǔ)：膽汁酸的腸肝循環(huán)三、生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容生物化學(xué)研究的對(duì)象是整個(gè)生物界所有生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)過(guò)程，不局限于某種生物、某類細(xì)胞、某個(gè)器官或者組織，具有普遍性和代表性。醫(yī)藥衛(wèi)生類專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)的生物化學(xué)側(cè)重于研究人體內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)變化。

研究的內(nèi)容主要包括生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、基因信息的傳遞與調(diào)控、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)、重要器官及體液的生化等。醫(yī)藥衛(wèi)生類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的生物化學(xué)側(cè)重研究哪一塊內(nèi)容？？生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能

生物大分子是構(gòu)成生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，不但有生物功能，而且分子量較大，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。

在生物大分子中除主要的蛋白質(zhì)與核酸外，還有糖、脂類和它們相互結(jié)合的產(chǎn)物，如糖蛋白、脂蛋白等。

生物大分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)決定了它們的特殊性質(zhì)，它們?cè)隗w內(nèi)的運(yùn)動(dòng)和變化體現(xiàn)著重要的生命功能，如進(jìn)行新陳代謝供給維持生命需要的能量與物質(zhì)、傳遞遺傳信息、控制胚胎分化、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)生免疫功能等。DNARNA蛋白質(zhì)

生物大分子種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能各異的特征決定了它們?cè)谏矬w中的重要作用，我們要想揭開(kāi)多彩生命的面紗，一探生命現(xiàn)象的本質(zhì)，就必須對(duì)生物大分子基本結(jié)構(gòu)單位的種類、排列方式、空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)功能關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)論：基因信息的傳遞與調(diào)控

生物體在繁殖的過(guò)程中，決定生物特性的基因信息是代代相傳的?，F(xiàn)已證明，除一部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA外，其余的病毒及全部具典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，基因信息的傳遞與表達(dá)調(diào)控是通過(guò)“中心法則”實(shí)現(xiàn)的?；蛐畔鬟f的過(guò)程需要某些蛋白質(zhì)參與調(diào)控，

以確保傳遞過(guò)程的正確性和準(zhǔn)確性。物質(zhì)代謝與調(diào)控

物質(zhì)在體內(nèi)的消化、吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、分解等與生理有關(guān)的化學(xué)過(guò)程稱為物質(zhì)代謝。

物質(zhì)代謝是新陳代謝的核心，其實(shí)質(zhì)是由酶催化的一系列化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)生物體與外界環(huán)境的物質(zhì)交換過(guò)程。

物質(zhì)代謝的兩個(gè)方面1合成代謝分解代謝合成代謝

又稱同化作用或生物合成，是從小的前體或構(gòu)件分子（如氨基酸和核苷酸），合成較大的分子（如蛋白質(zhì)和核酸）的過(guò)程。分解代謝是指機(jī)體將來(lái)自環(huán)境或細(xì)胞自身儲(chǔ)存的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分子（如糖類、脂類、蛋白質(zhì)等），通過(guò)一步步反應(yīng)降解成較小的、簡(jiǎn)單的終產(chǎn)物（如二氧化碳、乳酸、氨等）的過(guò)程，又稱異化作用。

物質(zhì)代謝的三大階段2消化吸收中間代謝排泄食物在消化道內(nèi)經(jīng)過(guò)酶的催化進(jìn)行水解稱為消化；各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化產(chǎn)物、水、維生素和無(wú)機(jī)鹽，經(jīng)腸黏膜細(xì)胞進(jìn)入小腸絨毛的毛細(xì)血管和淋巴管的過(guò)程稱為吸收。食物經(jīng)消化吸收后，由血液及淋巴液運(yùn)送到各組織中參加代謝，在許多相互配合的各種酶類催化下，進(jìn)行分解和合成代謝，進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)變。物質(zhì)經(jīng)過(guò)中間代謝過(guò)程產(chǎn)生多種終產(chǎn)物，這些終產(chǎn)物再經(jīng)腎、腸、肝及肺等器官隨尿、糞便、膽汁及呼氣等排出體外。

食物的營(yíng)養(yǎng)成分，除水、無(wú)機(jī)鹽、維生素和單糖等小分子物質(zhì)可被機(jī)體直接吸收之外，多糖、蛋白質(zhì)、脂類及核酸等都須經(jīng)消化，分解成比較簡(jiǎn)單的水溶性物質(zhì)，才能被吸收到體內(nèi)。整個(gè)物質(zhì)代謝的過(guò)程中，中間代謝是核心，也是生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容之一。

物質(zhì)代謝的調(diào)控3正常情況下，人體內(nèi)的物質(zhì)代謝按照一定的規(guī)律有條不紊地進(jìn)行著。機(jī)體正是靠這種有條不紊的狀態(tài)維持其正常功能，那么，這種穩(wěn)定的狀態(tài)是靠什么來(lái)保證的呢？？？

生物體的整體，或其器官組織和細(xì)胞，都必須有適宜的環(huán)境，方能使生命所需的物質(zhì)代謝正常進(jìn)行。一旦外環(huán)境有所改變，體內(nèi)的內(nèi)環(huán)境也必定有所反應(yīng)，隨之物質(zhì)代謝就會(huì)有相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制，使代謝途徑正確無(wú)誤，速度適宜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)和代謝產(chǎn)物的應(yīng)用及消除得當(dāng)，才能維持生命的正常繼續(xù)。由于物質(zhì)代謝發(fā)生紊亂可能會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生，對(duì)體內(nèi)發(fā)生的物質(zhì)代謝調(diào)控的研究便顯得尤為重要。重要器官及體液的生化

組成機(jī)體的各種器官在體內(nèi)行使不同的功能，以促使機(jī)體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。各器官內(nèi)發(fā)生的生化反應(yīng)與對(duì)應(yīng)器官的功能密切相關(guān)。

肝臟

是人體內(nèi)最重要的生化器官，具有非常復(fù)雜的生理、生化功能。肝的組織解剖特點(diǎn)及其所含的豐富的酶，使肝有可能參與幾乎所有的物質(zhì)代謝。

血液

是體液的重要組成成分，在維持機(jī)體的新陳代謝、血漿晶體滲透壓、酸堿平衡及神經(jīng)興奮性等方面發(fā)揮著重要作用。從整體代謝的角度來(lái)講，肝、血液、酸堿平衡等的代謝過(guò)程也是生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容。第二節(jié)生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史啟蒙時(shí)期的生物化學(xué)生物化學(xué)學(xué)科的確立與發(fā)展現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展一、啟蒙時(shí)期的生物化學(xué)

17世紀(jì)以前，人類雖然已經(jīng)積累了許多生物化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，但由于當(dāng)時(shí)封建社會(huì)宗教勢(shì)力的束縛，大多數(shù)人將釀酒、制醋等的生產(chǎn)方法和某些醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展歸功于神明、上帝。

直到17世紀(jì)到18世紀(jì)，歐洲爆發(fā)了資產(chǎn)階級(jí)民主革命，

生產(chǎn)力得到了一定的解放，經(jīng)濟(jì)開(kāi)始復(fù)蘇，才推動(dòng)了科學(xué)發(fā)

展的進(jìn)程。這一階段生物化學(xué)的發(fā)展處于啟蒙時(shí)期。1828年，弗里德里?！ぞS勒首次使用無(wú)機(jī)化合物氰酸銨與硫酸銨人工合成有機(jī)化合物尿素；1833年，安塞姆·佩恩發(fā)現(xiàn)第一個(gè)酶——淀粉酶；1842年，李比希首次提出新陳代謝和生理化學(xué)的概念；1865年，孟德?tīng)柪猛愣闺s交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了遺傳定律，即現(xiàn)在的分離定律與自由組合定律；1869年，弗雷德里?！っ仔獱柊l(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)核素（即現(xiàn)在所知的核酸）；1877年，霍佩·賽勒首次提出名詞“Biochemie”，即英語(yǔ)中的“Biochemistry”；1896年，愛(ài)德華·畢希納發(fā)現(xiàn)無(wú)細(xì)胞發(fā)酵。研究成果

這個(gè)時(shí)期生物化學(xué)的發(fā)展可以歸納概括為以下幾個(gè)方面：①對(duì)糖類、脂類及氨基酸的性質(zhì)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究；②發(fā)現(xiàn)了核酸；③從血液中分離出了血紅蛋白；④發(fā)現(xiàn)了酵母發(fā)酵過(guò)程中存在“可溶性催化劑”，奠定了酶學(xué)的基礎(chǔ)等。二、生物化學(xué)學(xué)科的確立與發(fā)展

20世紀(jì)初期和中期，西方科學(xué)家對(duì)酶、維生素和激素的研究作出了重大貢獻(xiàn)。這些研究成果標(biāo)志著生物化學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元。1912年，霍普金斯等發(fā)現(xiàn)食物輔助因子——維生素；1926年，奧圖·瓦伯格發(fā)現(xiàn)呼吸作用關(guān)鍵酶——細(xì)胞色素氧化酶；1937年，漢斯·阿道夫·克雷布斯闡明三羧酸循環(huán)；1940年，恩布登·埃姆頓、奧托·邁爾霍夫和杰克布·帕納斯闡明糖酵解的作用機(jī)理；1944年，奧斯瓦爾德·埃弗里、麥克林恩·麥克勞德、科林·麥卡蒂三人通過(guò)著名的肺炎球菌實(shí)驗(yàn)證明DNA是細(xì)胞遺傳信息的基本物質(zhì)。研究成果

發(fā)現(xiàn)了必需氨基酸、維生素和激素等物質(zhì)，并能夠?qū)⑵浞蛛x與合成；

認(rèn)識(shí)了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，并成功制備了酶晶體；由于化學(xué)分析及同位素示蹤技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)生物體內(nèi)主要物質(zhì)的代謝途徑已基本確定，如糖代謝、脂肪酸的β氧化、尿素的合成途徑及三羧酸循環(huán)等。這個(gè)時(shí)期生物化學(xué)的發(fā)展：三、現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展

20世紀(jì)中葉以來(lái)，生物化學(xué)進(jìn)入了嶄新的分子生物學(xué)時(shí)期，研究的重心轉(zhuǎn)移到了蛋白質(zhì)和核酸這兩種生物大分子上。1953年，詹姆斯?沃森和佛朗西斯?克里克等提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，為揭示遺傳信息傳遞的規(guī)律奠定了分子基礎(chǔ)；1958年，佛朗西斯?克里克提出了遺傳信息傳遞的中心法則；1985年，美國(guó)科學(xué)家首次提出“人類基因組計(jì)劃”；1997年，伊恩?維爾穆特成功獲得體細(xì)胞克隆羊——多莉；2003年，美、中、日、德、法、英6國(guó)科學(xué)家宣布人類基因組圖繪制成功。研究成果第三節(jié)生物化學(xué)與醫(yī)學(xué)生物化學(xué)在疾病診斷和治療中的應(yīng)用醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的目的一、生物化學(xué)在疾病診斷和治療中的應(yīng)用

生物化學(xué)作為醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，為疾病預(yù)防、診斷和治療提供了理論基礎(chǔ)。1

現(xiàn)已證實(shí)，人或動(dòng)物的病理狀態(tài)，常常是由于細(xì)胞中的化學(xué)成分發(fā)生變化而引起的功能紊亂。

例如，血液中的脂質(zhì)物質(zhì)含量增高，可能引起各種心血管疾?。谎t蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致溶血。

用藥物或者醫(yī)學(xué)技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)這些物質(zhì)的異常狀態(tài)，便可對(duì)某些疾病進(jìn)行治療。

生物化學(xué)作為醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，為疾病預(yù)防、診斷和治療提供了理論基礎(chǔ)。2例如，肝癌患者的甲胎蛋