第一章、绪论

动物生物化学Animal Biochemistry菏泽学院动物科学系第第 1章章 绪绪 论论本章主要内容：4 生物化学的概述4 生物化学研究的内容4 生物化学的发展历史与现状4 与动物生产和动物健康的关系 第一节、生物化学概述一、 生物化学的定义： 生物化学 （ biochemistry） ： 是从分子水平上阐明生命有机体化学本质的一门学科。二、 生物化学的分类： 基础生物化学： 动物生物化学 、植物生物化学、微生物生物化学等。 应用生物化学：医学生化、农业生化、工业生化、环境生化和营养生化等。 三、 生物化学是非常有趣的科学： 从低等生物 到高等生物生成乳酸的过程完全相同。 从低等生物 到高等生物生成蛋白质所用的密码基本相同。 从低等生物 到高等生物构成蛋白质的氨基酸 20种 人和大猩猩的基因相差 2%，和小鼠相差 1%。四、生物化学是非常重要的科学： 各种动物和人的所有疾病均与生化有关。 有关生命三大奥秘的探索需有生物化学来完成。 生命的起源。 生命的老化。 思维、学习、记忆。有关生命的起源有三个主要学说 认为生命来自超自然的力量，当然是神，上帝。 认为地球上的化学物质进化的结果。 外星球起源学说。第二节、生物化学研究内容一、 生物体的物质组成及其结构和功能生物大分子是由小分子单体聚合而成的多聚体。如氨基酸 蛋白质、核苷酸 核酸、葡萄糖 淀粉等。生物大分子执行着各种各样的生物学功能，如生物催化、物质运输、代谢调节、贮存、传递与表达遗传信息等。 它们复杂的空间结构是其功能的化学基础 。蛋白质、核酸和多糖 生物大分子 、生物信息分子物质的组成、结构与化学性质等 静态生物化学N2CO2H2O单 体生物大分 子细胞器细胞细胞二、 物质代谢及其代谢调节 动态生物化学 物质在体内的代谢变化规律、能量代谢及其代谢调节是生物化学的中心内容 合成代谢（ anabolism）： 将小分子的前体（ precursor） 经过特定的代谢途径构建成较大的分子，并且消 耗能量。 分解代谢（ catabolism）： 将较大的分子经过特定的代谢途径， 分解成小的分子并且释放出能量。 物质代谢与能量代谢相伴随。在这个过程中， ATP（三磷酸腺苷） 是能量转换和传递的中间体。三、 组织和器官机能的生物化学 物质代谢变化与生理机能的关系 机能生物化学。生命有机体是一个统一协调的整体。任何组织器官的形态结构、代谢方式都是以其化学组成和分子结构为基础的。 在分子水平、细胞和组织水平以及整体水平上全面、系统地认识动物组织器官的生理机能，认识它们之间的联系、认识它们与环境互作的机制，也是动物生物化学的研究目的之一。 四、 基因表达及其调控DNA RNA Pr基因： 携带一定遗传信息的特定 DNA片断以及相关的调控序列 . 五、专题生化肝胆生化、水盐代谢和酸碱平衡等。转录 翻译第三节、生物化学的发展历史和现状一、 历史回顾生物化学是一门既古老又年轻生物化学是一门既古老又年轻的科学。的科学。生物化学的起始可以追溯到生物化学的起始可以追溯到18世纪，从世纪，从 20世纪初发展较世纪初发展较快，近快，近 50年来取得突破性进年来取得突破性进展。展。 初期： 18世纪中叶 20世纪初。主要研究生物体的化学组成。 成长： 20世纪初 50年代，主要研究生物体内物质的转变 新陈代谢。 发展： 1955 至今分子生物学时代，生物活动的本质。我国生物化学的发展 公元前 22世纪的夏朝（杜康 可能是夏代的第六世君王少康 ）就知道造酒。 公元前 12世纪已会发酵制酱。 公元前 4世纪用海藻酒治疗瘿病（甲状腺肿大）科学的发展也不是单枪匹马的，多学科的互相交叉与渗透、研究技术和实验手段的进步推动和加速了科学进步的步伐。化学、物理学、细胞学、遗传学、微生物学以及电子显微镜、超离心（ ultra-centrifugation）、 色谱（ chromatography）、同位素示踪（ isotope tracing）、 X-射线衍射（ X-ray reflection）、 质谱（ mass chromatography） 以及核磁共振（ nuclear magnetic resonance） 等技术都为现代生物化学的发展作出了重要贡献。 1828年，德国化学家维勒 (F.Wohlen， 18001882)用人工合成的方法用无机物（氰酸铵）合成了哺乳动物的代谢产物 尿素，说明了生命的产物和无机化合物一样，都可以离开 “生命力 ”在体外合成。 这是对生命力学说的有力冲击。维勒使用的实验室 1904年克努普 (F.Knoop)德国生物化学家提出了脂肪酸体内氧化的 “ 氧化学说 ” 。 英国化学家桑格尔(F.Sanger)用 1945年至 1955年的十年时间，完成了牛胰岛素的氨基酸组成结构的分析，这是第一个蛋白质组成结构的分析。 H.A.克雷布斯 H.Krebs（19001981）德裔英国生物化学家， 1930年发现了哺乳动物体内尿素合成的途径（鸟氨酸循环）。 1937年又提出了三羧酸循环理论，并解释了机体内所需能量的产生过程和糖、脂肪、 蛋白质的相互联系及相互转变机理。于 1953年获诺贝尔奖。 FA李普曼 (18991986) 德裔美国生物化学家。 1945年发现并分离出辅酶A，证明其对生理代谢的重要性 ,于1953年获诺贝尔奖。辅酶 A可用于治疗代谢失调引起的疾病。 1953年沃森（J.D.Watson 美国 ）和克里克（ F.H.C.Crick英国 ）提出了 DNA双螺旋三维结构模型。这一模型的建立，揭开了生物遗传信息传递的秘密，从遗传物质结构变化的角度解释了遗传性 状突变的原因，并标志着遗传学完成 了由 “经典 ”向 “分子 ”时代的过渡。 1953年 Watson 和Crick描绘出了DNA的双螺旋结构模型 ，这在生命科学发展历史上是一个具有里程碑意义的重大事件 。生命科学从此进入了分子生物学新时代。悼念克里克1953年 4月 25日，克里克和沃森合作在顶级的 自然 杂志上发表了一篇名为 “核酸的分子结构 -DNA的一种可能结构 ”的论文 罗莎琳 富兰克林 罗莎琳 埃尔西 富兰克林（ Rosalind Elsie Franklin， 1920年 7月 25日 1958年 4月 16日），是一位英国物理化学家与晶体学家。她所做的研究，专注于DNA、病毒、煤炭与石墨等物质的结构。其中她所拍摄的 DNA晶体衍射图片 “ 照片51号 ” ，以及关于此物质的相关数据，是詹姆斯 华生与佛朗西斯 克里克解出DNA结构的关键线索 1965年 9月 17日，在中国首次人工合成胰岛素。这也是世界上第一个蛋白质的全合成。这是我国科技人员在奋力攀登世界科学高峰，为祖国在基础研究方面