生物化学基础第一讲绪论幻灯片

生物化学基础 1 一、生物化学的概念一、生物化学的概念 n生物化学是以生物体为对象，从化学的观点研 究生命本质的科学； n它主要是利用化学的理论和方法研究生物体的 基本构成物质的结构、性质及其在生命活动过 程中的变化规律。 2 细胞是生物体的基本结构单元 3 阿米巴虫（amoeba ）衣藻（Chlamydomonas ） 4 生命体的元素组成 n在地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生 物体内被发现 n第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命 体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的 99%以上。 n第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。这类 元素也是组成生命体的基本元素。 n第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物体内 存在的主要少量元素。 n第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、 Mo、Se、Si等。 5 元素成人苜蓿 碳48.4345.37 氧23.7041.04 氮12.853.30 氢氢6.605.54 钙钙3.452.31 硫1.600.44 磷1.580.28 钠钠0.650.16 钾钾0.550.91 氯氯0.450.28 镁镁0.100.33 总计总计99.9699.96 6 生命体的化学组成 S 生物小分子 P H2O、无机盐 微量 C 单糖、二糖 多糖（淀粉、纤维素等） H 脂肪酸 脂类（卵磷脂、脑磷脂等） N 核苷酸 核酸（DNA、RNA） 生物大分子生物大分子 主要研究生物大分子的组成、结构、性质、功能 O 氨基酸 蛋白质（白蛋白、清蛋白） 7 生命体的组成比例 8 9 二、 生物化学研究的主要内容 n 1 研究构成生物体的糖、脂质、蛋白质、核酸、酶、维生 素和激素等组成、结构、性质与功能-静态生物化学 n 2 研究它们在生物体内的化学变化及与外界进行物质和能 量交换的规律，即物质代谢和能量代谢-动态生物化学 n 3 研究这些物质的结构、代谢和生物功能与复杂的生命现 象之间的关系-功能生物化学 n 4 生物体遗传信息的传递、表达及代谢调节 10 三、生物化学的研究对象 n 1、以所研究的生物对象之不同 动物-动物生物化学 植物-植物生物化学 微生物-微生物生物化学 n 2、按生物化学应用领域的不同 医学生物化学、农业生物化学、工业生物化学 n 3、学科本身各部分常被作为独立的分科： 蛋白质生化、糖的生化、核酸、酶学等 分子生物学 11 四、生物化学与现代工业 n 医学-病理-生物化学代谢失调-成分变化- -功能紊乱如高血脂症、糖尿病、贫血症、肝炎 n 医学-生化药物 n 发酵工业-微生物代谢机制的研究、控制和应用， 工业化生产生物活性物质 n 农业-固氮、生物杀虫剂、品种改良、农产品贮存 加工 n 食品工业-食品资源、工艺、储藏、营养 n 酶工程与自动化 12 五、生物化学的发展简史 n（一 ）生物化学发展的三个阶段： n静态生物化学-研究生物有机体的化学组成与 性质 n动态生物化学-研究生物有机体的化学变化过 程 n机能生物化学-研究生物有机体内的化学变化 与整体生理机能的协调关系，从而对一定的生 理机能给以化学解释。 13 生物化学的创始人埃米尔费舍尔（Emil Fischer） 18521919 Fischer（德）首次证 明了蛋白质是多肽；发现酶的专一 性，提出并验证了酶催化作用的“ 锁-匙”学说；合成了糖及嘌呤。 1902年获诺贝尔奖。 14 汉斯克雷勃斯（Hans A. Krebs） 1937年 Krebs（英） 发现三羧酸循环， 1953年获诺贝尔奖。 15 詹姆斯沃森（James D. Watson） 1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺 旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。 弗朗西斯克里克（Francis H. Crick） 16 2008年，钱永健与马丁沙尔菲（美）和下村修（美）以绿 色荧光蛋白的研究获得诺贝尔化学奖。 钱永健 GFT由238个氨基酸构成 Aequorea victoria 下村修马丁 17 2011年拉尔夫斯坦曼因为“树状细胞及其在适应性免疫系 统方面作用的发现”取得的成就，获得2011年诺贝尔生理学 或医学奖的一半另一半美国科学家布鲁斯比尤特勒和卢森 堡科学家朱尔斯霍夫曼共同获得。 拉尔夫斯坦曼 树突细胞 18 生化课的重要性 n1、国际形势 n（1）美国著名大学（哈佛、麻省理工、斯坦 福、普利斯顿等）文理科生化均为必修课。 n（2）人体基因工程计划：上世纪三大计划： 曼哈顿、阿波罗、人体基因测序。 n人体23对染色体，几十万基因，30亿个核苷酸 序列的碱基组成 。 19 n（3）诺贝尔奖（90万美元，科学界最高荣誉）的 学科分布 研究领域1902-19461947-19751978-2004总计 有机化学1304 生物化学10101636 基础医学2103 遗传 与发育生物学 1001 分子生物学0055 细胞生物 学 0022 20 诺 贝 尔 化 学 奖 21 21世纪的生物化学发展趋势 n1大分子结构与功能的关系； n2生物膜的结构与功能 n3机体自身调控的分子机理 n4生化技术的创新与发明 22 本课主要内容 n（1）蛋白质化学 n（2）核酸化学 n（3）糖类与糖代谢 n（4）脂类与脂代谢 n（5）生物氧化 n（6）酶与辅酶 n（7）核苷酸代谢和核酸的生物合成 n（8）氨基酸的代谢和蛋白质的生物合成 23 1. 生物化学简明