理學北大生物化學完整課件chapter

北大生物化學完整課件本課程涵蓋了生物化學的基礎知識，旨在幫助學生理解生命現(xiàn)象的分子基礎。通過對生物化學基礎知識的學習，學生可以更好地理解人體生理過程，并為進一步的學習和研究打下堅實的基礎。生物化學研究方法生物化學研究方法生物化學研究方法主要包括實驗方法和理論分析方法，包括光譜學、色譜法、質(zhì)譜法、電泳法等，以及計算機模擬、生物信息學等方法。案例分析通過對經(jīng)典生物化學研究案例的分析，學生可以更好地理解生物化學研究方法的應用。水的性質(zhì)及其生物學重要性極性分子水是極性分子，能形成氫鍵，具有高沸點、高比熱容等特性。溶劑作用水是生物體的主要溶劑，能溶解多種物質(zhì)，是生命活動的重要介質(zhì)。參與代謝水參與生物體內(nèi)的各種代謝反應，如水解、脫水反應等。氨基酸及其化學性質(zhì)氨基酸的基本結(jié)構(gòu)氨基酸由氨基、羧基、和側(cè)鏈組成，側(cè)鏈決定了氨基酸的性質(zhì)。氨基酸的化學性質(zhì)氨基酸具有酸堿性、光學活性等化學性質(zhì)，這些性質(zhì)決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1一級結(jié)構(gòu)氨基酸序列。2二級結(jié)構(gòu)α-螺旋和β-折疊。3三級結(jié)構(gòu)多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)。4四級結(jié)構(gòu)多個亞基的組裝。酶的結(jié)構(gòu)、功能和動力學酶的結(jié)構(gòu)酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，通常由蛋白質(zhì)部分和輔因子組成。酶的動力學酶催化反應的速率和效率受到多種因素的影響，如溫度、pH值、底物濃度等。酶的調(diào)節(jié)和應用酶的調(diào)節(jié)酶活性受到多種因素的調(diào)節(jié)，如反饋抑制、共價修飾、變構(gòu)調(diào)節(jié)等。酶的應用酶在醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)等領域有著廣泛的應用，如診斷試劑、催化劑等。生物膜的結(jié)構(gòu)和功能1磷脂雙分子層生物膜的主要結(jié)構(gòu)，由磷脂和蛋白質(zhì)組成。2膜蛋白膜蛋白參與多種功能，如物質(zhì)運輸、信號轉(zhuǎn)導等。3膜功能生物膜是細胞的邊界，并參與多種生理過程。生物膜的通透性和轉(zhuǎn)運機制被動運輸不需能量，順濃度梯度進行。主動運輸需要能量，逆濃度梯度進行。胞吞作用細胞膜包裹物質(zhì)進入細胞。胞吐作用細胞內(nèi)的物質(zhì)被包裹排出細胞。細胞信號轉(zhuǎn)導機制1信號識別細胞膜上的受體識別信號分子。2信號傳遞信號分子通過信號通路傳遞到細胞內(nèi)。3細胞應答細胞根據(jù)信號分子信息做出相應的反應。碳水化合物的性質(zhì)和代謝碳水化合物的性質(zhì)碳水化合物主要包括單糖、二糖和多糖，是生物體的主要能量來源。碳水化合物的代謝碳水化合物代謝包括糖酵解、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化等過程，最終產(chǎn)生能量。糖代謝的調(diào)控機制1胰島素促進葡萄糖的攝取和利用，降低血糖水平。2胰高血糖素促進肝臟分解糖原，提高血糖水平。3腎上腺素促進糖原分解，提高血糖水平。脂類化合物的性質(zhì)和代謝脂類化合物的性質(zhì)脂類化合物主要包括脂肪酸、甘油三酯、磷脂、膽固醇等，是生物體重要的能量儲存物質(zhì)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)。脂類化合物的代謝脂類化合物代謝包括脂肪酸的β-氧化、甘油三酯的合成和分解等過程，參與能量代謝。脂質(zhì)代謝的調(diào)控機制胰島素抑制脂肪酸的分解，促進脂肪酸的合成。胰高血糖素促進脂肪酸的分解，抑制脂肪酸的合成。腎上腺素促進脂肪酸的分解，提高血糖水平。核酸的結(jié)構(gòu)和功能DNA儲存遺傳信息。RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成。DNA復制和修復機制DNA復制DNA復制是細胞增殖的基礎，保證遺傳信息的準確傳遞。DNA修復DNA修復機制可以修復受損的DNA，維持遺傳信息的穩(wěn)定性。RNA的生物合成和加工1轉(zhuǎn)錄DNA為模板合成RNA。2剪接去除RNA中的內(nèi)含子，連接外顯子。3加帽在RNA的5’端添加帽子結(jié)構(gòu)。4加尾在RNA的3’端添加多聚腺苷酸尾巴。蛋白質(zhì)的生物合成核糖體蛋白質(zhì)合成的場所。tRNA運載氨基酸。mRNA攜帶遺傳信息。基因表達的調(diào)控機制1轉(zhuǎn)錄調(diào)控影響RNA的合成。2翻譯調(diào)控影響蛋白質(zhì)的合成。3蛋白質(zhì)降解調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。生物能量代謝概述生物能量代謝是指生物體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化和利用過程，包括物質(zhì)代謝和能量代謝。能量貨幣ATP是生物體內(nèi)的能量貨幣，用于驅(qū)動生命活動。ATP的生物合成機制糖酵解葡萄糖分解為丙酮酸，產(chǎn)生少量ATP。三羧酸循環(huán)丙酮酸氧化分解，產(chǎn)生少量ATP和還原性輔酶。氧化磷酸化還原性輔酶通過電子傳遞鏈傳遞電子，驅(qū)動ATP合成。氧化磷酸化和電子傳遞鏈1電子傳遞鏈一系列膜蛋白，通過電子傳遞產(chǎn)生質(zhì)子梯度。2ATP合成酶利用質(zhì)子梯度驅(qū)動ATP合成。TCA循環(huán)與能量產(chǎn)生TCA循環(huán)丙酮酸氧化分解為二氧化碳，產(chǎn)生少量ATP和還原性輔酶。能量產(chǎn)生TCA循環(huán)產(chǎn)生的還原性輔酶用于氧化磷酸化，產(chǎn)生大量ATP。光合作用與光合磷酸化1光反應利用光能將水氧化，產(chǎn)生ATP和NADPH。2暗反應利用ATP和NADPH將二氧化碳還原為糖類。氨基酸代謝與氮循環(huán)氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位，參與多種生理過程。氮循環(huán)氮元素在生物體和環(huán)境之間的循環(huán)過程。核苷酸代謝與生理功能核苷酸是核酸的組成單位，參與遺傳信息的傳遞和蛋白質(zhì)的合成。生理功能核苷酸還參與能量代謝、細胞信號轉(zhuǎn)導等生理過程。生物化學與疾病的關(guān)系1遺傳病由基因突變導致的疾病，如白化病、血友病等。2代謝病由代謝異常導致的疾病，如糖尿病、高血脂等。3癌癥細胞不受控制地增殖，與基因表達異常有關(guān)。生物化學在醫(yī)學中的應用診斷生物化學指標可用于診斷疾病，如血糖、血脂、肝功等。治療藥物作用于生物體內(nèi)的靶點，治療疾病。預防通過改變生活方式，預防疾病，如控制飲食、加強鍛煉等。生物化學發(fā)展的前沿方向基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9等技術(shù)可以精準地修改基因，為治療遺傳病提供新的方法。合成生物學利用生物合成方法