生物化學課件 第一章 緒論(PC201502010916-Administrator-2015-09-21-18,36,13)

第一章緒論

講授提綱一、課程概述（掌握）生物化學是生命的科學許多重要的生物分子是聚合物二、生物化學發(fā)展簡史（了解）三、講授提綱與學習方法及參考書（了解）

一、課程概述一）生物化學是研究生命的化學本質(zhì)(化學組成、化學變化）的科學，它力求從分子水平上回答“生命是什么”這一永恒的難題。換句話說，它是利用化學的原理在分子水平上去解釋生物學的科學。生物化學關(guān)注的主要問題1、生物分子的結(jié)構(gòu)與功能2、物質(zhì)和能量代謝及其調(diào)節(jié)3、信息代謝及其調(diào)控（基因信息傳遞）①探討生物體的物質(zhì)組成、分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能②

物質(zhì)代謝的途徑、能量的轉(zhuǎn)化以及上述過程的調(diào)節(jié)控制③

DNA—RNA—蛋白質(zhì)及其調(diào)控生物分子無機小分子（H2O、CO2、Ca2+、Mg2+等）有機小分子（尿素、丙酮酸、檸檬酸、aa，單糖等）生物大分子（核酸、蛋白質(zhì)、聚糖等）超分子（核糖體、藻膽體、酶復合體等）二）許多重要的生物分子是聚合物

從某種意義上說，生物化學是生物聚合物的化學，這些聚合物是由許多小分子彼此連接形成的。除水之外，細胞內(nèi)最豐富的化合物是生物聚合物，豐富程度的高低依次為：蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂。形成聚合物的每個構(gòu)件分子稱為單體，由單體形成聚合物需要連續(xù)多步的縮合反應(yīng)，整合到聚合物的單體稱為殘基。

蛋白質(zhì)是AA的聚合物

所有的蛋白質(zhì)都是由20種(?)基本（標準）AA構(gòu)成的，α-氨基酸一個aa的羧基可以與另一個aa的氨基縮合形成肽，aa之間是通過稱之為肽鍵的酰胺鍵共價連接的，而蛋白質(zhì)是aa通過肽鍵共價連接的聚合物。(蛋白質(zhì)是如何工作的?)

多糖是單糖的聚合物糖主要是由碳、氫和氧組成的。糖包括單糖、多糖和其他的糖衍生物。所有的單糖都含有幾個羥基，因此也稱為聚醇。最常見的單糖是五碳糖或六碳糖。糖源淀粉纖維素植物cellwall貯存多糖葡萄糖多糖是單糖通過形成糖苷鍵縮合形成的糖源淀粉纖維素植物cellwall貯存多糖葡萄糖多糖是單糖通過形成糖苷鍵縮合形成的直鏈淀粉支鏈淀粉糖原

核酸是核苷酸的聚合物

核苷酸由一分子磷酸，一分子核糖（或脫氧核糖）一分子含氮的雜環(huán)堿基構(gòu)成。而核苷酸之間通過磷酸二酯鍵共價連接，共價連接的核苷酸一般稱為核苷酸殘基。遺傳信息是如何表達和傳遞的？

脂是形式多樣的分子

什么是脂？脂是一類定義為不溶于H2O的有機分子化合物。結(jié)構(gòu)多樣脂肪酸：R-COOH，R代表碳氫鏈尾巴類固醇：由四環(huán)組成的稠環(huán)結(jié)構(gòu)脂類維生素：由長的烴鏈或稠環(huán)組成萜類：指所有異戊二烯化合物某些脂是貯能分子（減肥藥?）結(jié)構(gòu)成分（生物膜）參與cell內(nèi)和cell之間的通訊（eg、動物中固醇類激素可以調(diào)節(jié)許多代謝過程，前列腺素可以調(diào)節(jié)血壓、體溫和平滑肌的收縮）功能多樣三）許多化學元素是生命需要的

生物分子，大多數(shù)復雜的生物分子其實只是由少數(shù)幾種元素組成的，C、H、O、N、P、S，占97％，在不同的有機物中，這6種元素變化很大。碳是細胞的固體材料中最常見的元素。碳原子之間可以成鍵，也可與H、O、S等其他元素的原子成鍵。碳原子形成的共價鍵數(shù)目可以達到4個，可以生成多種多樣的化合物（反應(yīng)官能團）。二、生物化學是20世紀的科學生物化學作為一門蓬勃向上的科學出現(xiàn)只是近一百年的事，發(fā)展只有50多年。12月10日諾貝爾逝世紀念日，諾貝爾獎。除3個獎項外，其他所有該領(lǐng)域摘取的諾貝爾獎都在1950年后產(chǎn)生。推動生物化學躍發(fā)展要歸功于生物化學領(lǐng)域內(nèi)的兩個重要突破：酶的催化作用和核酸遺傳信息的闡明。

酶的催化作用（1）19世紀末20世紀初，人們將酶的作用理解為生物反應(yīng)催化劑普魯士化學家Fischer提出，酶和底物（反應(yīng)物質(zhì)）結(jié)合形成酶一底物復合物，這就是所謂的鎖一鑰理論。（2）1892年，Buchner用實驗證明，酵母cell的提取液能催化葡萄糖→酒精和CO2。實際上，生命中的所有反應(yīng)都是由酶催化的。

核酸作為信息分子的生物學作用被闡明。

1944年，PswaldAveryetc。有毒的帶有莢膜的肺炎雙球菌→DNA→混合無毒的，無莢膜的肺炎雙球菌→有毒、有莢膜→DNA是遺傳的物質(zhì)。

1953，Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型→公認為20世紀最偉大的科學發(fā)現(xiàn)之一(合作)。三、生物化學的發(fā)展（3個階段）靜態(tài)生物化學時期（20世紀20年代以前）

動態(tài)生物化學時期（20世紀前半時）→代謝機能生物化學及分子生物學時期（20世紀50年代后）生物化學發(fā)展簡史

Fischer（1852-1919）：蛋白質(zhì)的AA組成，單糖結(jié)構(gòu)提出（諾貝爾1902）

Summer，酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，19261951，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)提出（Paulingandlovey）19541937，三羧酸循環(huán)（SitHangAdolfkrebs,1953）

1953，胰島素AA序列確定（Sanger,1958）

1953，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出（Watson

＆

Crick）

1963，X-Ray衍射技術(shù)獲得肌紅蛋白及血紅蛋白三級結(jié)構(gòu)（Kendrew

＆Perutz）

70年代，DNA重組技術(shù)——基因工程。

80年代，核酶（ribozyme），PCR技術(shù)

90年代，人類基因組計劃

2000年代，后組時代生物化學發(fā)展簡史重要學術(shù)中心李比西（JustusvonLiebig

1803-1873,德國，農(nóng)業(yè)化學）英國劍橋分子生物研究中心（前身是卡文迪許實驗室），12位諾貝爾獎得主中國生物化學奠基人，吳憲（1893-1959）四、生物化學的學習是一個漸近過程生物化學于生命科學，就像ABC于英語，《生物化學》重要性，英國生物化學家，兩次獲諾貝爾獎的第一人，桑格，他認為生物化學是真正了解生命事物的途徑，同時也是更加科學地解決眾多醫(yī)學問題的基礎(chǔ)。應(yīng)用理論：諾貝爾獎（90多萬美元，最高榮譽）化學獎34次、生理或醫(yī)學30多次實際：生物化學分為動物生化、運動生化等，生化工業(yè)，醫(yī)學診斷—生化指標

考研：生物類生物化學的學習→循序漸近要求：隨時消化，總結(jié)，分類。課程特點：內(nèi)容多，復雜繁瑣，前后聯(lián)系例如：生物分子的結(jié)構(gòu)。例如：代謝首先要了解和熟悉→碳代謝的中心代謝途徑→糖酵解和檸檬酸循環(huán)，這一途徑是糖、Pr和脂等生物分子代謝的必經(jīng)之路?；瘜W結(jié)構(gòu)是生物化學的詞匯

五、本課程考察方法（？）平時：滿分100分，包括出勤10分、上課聽講20分、回答問題20分、平時作業(yè)20分、小論文30分（一定要有自己的觀點），占20%；考試：滿分100分，占80%；最終成績：卷面成績×0.8+平時成績×0.2。1、論文的基本要求1）寫論文時必須遵守：論文必須獨立完成，論文應(yīng)有自己的分析和觀點，不能是文獻資料的拼湊

2）論文的字數(shù)：一般在1000-2000字范圍以內(nèi)（最多不超過5000字）

3）論文的組成：論文由題目、姓名、單位、摘要、關(guān)鍵詞、正文（包括引言、具體討論、結(jié)論）、參考文獻幾部分組成。2、論文題目：

自選：論文的選題要求，論文的題目應(yīng)圍繞《生物化學》教材內(nèi)容來選，題目的切入點可以是靈活的。如：對某一反應(yīng)的酶進行探討；若干易混淆的概念進行分析對比；對某些規(guī)律進行剖析；對教材中的某一觀點提出質(zhì)疑；對某一結(jié)論進行拓展；對某些數(shù)據(jù)進行分析；介紹生物