浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论.ppt

Biochemistry,生物化学课件,教务部要求,抽查点名原则： 与学习平时成绩挂钩；点名次数不少于五次。 成绩评定： 平时成绩不少于30%(到课率15%；平时作业15%)； 缺课学时数占该课总学时的1/3以上，不得参与期终考试（六次课缺席） ； 旷课和缺交作业，由授课教师给予扣分。,主要参考文献,Trudy Mckee，James R Mckee, Biochemistry, Third Edition, Mcgraw-Hill, 2008 A L Lehnninger, Principles of Biochemistry, 5rd ed, 2009, New Yook D Voot, Biochemistry, 5rd ed, University of Pennsylvania, 2009 张楚富，生物化学原理，高教出版社，2006,Preface(绪论）,教学目的和要求： 1、了解生物化学的涵义、研究对象和研究 目的。 2、了解生物化学的主要内容及其在自然科学中的重要性。 3、了解生物化学的发展简史及取得的主要成就。 4、掌握生物化学的学习方法。,一、生物化学的研究对象和目的,1、什么是生物化学？ 简单地说，生物化学就是生命的化学。 主要是运用 化学的理论和方法结合生物技术，来研究生命机体的物质组成、结构与功能，以及生命过程中化学变化规律的一门科学。就是从分子水平来研究生命现象，是介于生物与化学之间的一门边缘学科，现又与工程学发生交叉。,生物 化学 工程,2、生物化学的研究任务,就是从分子水平来探讨生命现象的本质。 3、研究对象和内容 对象：所有的生命有机体，包括动物、植物、微生物和人体等。 内容：1）生命机体的物质组成及这些物质的结构和性质。 包括无机物和有机物。,protein nucleic acid 这些组分又是按着严格有序 有机物 carbohydrate 的方式，构成各种能够体 lipid 现生物功能的高级结构，如 细胞器、亚细胞、细胞、组 无机物 water 织和器官等。 mineral,其中，protein, nucleic acid 等被称为生物分子（Biomolecule). 组成Biomolecule的基本单位如：amino acid, nucleotid 等被称为构件分子（building block molecule). 生物分子都是含碳化合物,生物分子在体内的变化,小分子合成生物大分子 同化作用 吸收能量 新陈代谢 能量代谢 物质 异化作用 释放能量 代谢 生物大分子分解为小分子 代谢包括：物质代谢、能量代谢、信息代谢。,细胞内大部分反应是由酶催化进行的，具有高度的自控能力。在一个小小的细胞内，几乎有近2000种酶，在同一时刻催化着不同的反应，这些反应互不干扰，各自有条不紊的进行，往往还互相紧密配合，无论是合成还是分解都是恰到好处。且这种代谢还受到生物时钟系统的调控，控制着生物的生长、发育、衰老和死亡。,细胞是生命的基本单位。 生物大分子是信息分子，具有特征性的结构。 非共价力维持生物大分子的构象。 水是生命的介质。,这些物质的结构、代谢、生物功能与生命现象之间的关系,生命现象：生长、发育、遗传、运动、生殖和神经兴奋等。 DNA是主要的遗传物质基础； Protein是遗传信息的表达者； Enzyme是生命运动（各种生化反应）的催化剂 Carbohydrat是生命的能源和碳源。,、生物化学的研究目的,探索生命奥秘，以达改造自然，为人类的健康长寿服务。,二、生物化学的学科地位和作用,是生物学个各学科的基础，被称为生物的科学语言。 是医学、农学、食品、化工、生工、生医等学科的基础。 与有机化学、生理学、细胞生物学、遗传学、及物理学、化学化工等学科关系密切。 与分子生物学共同构成21世纪领先科学。,生物化学的应用,工业上：食品、制药、制革、生物冶炼、国防工业等； 农业上：光合作用、营养测定、生物固氮、病虫防治、食品安全、环境污染等； 医学上：临床诊断、病理研究、防病治病、提供药物等； 生物工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等，用以解决当今世界上的能源、人口、粮食和生态环境等重大难题。,三、生化发展概况,生化发展的三个阶段： 、静态生化：研究生物体的物质组成和结构； 、动态生化：研究组成物质的动态变化； 、机能生化：研究组成物质结构与功能的关系。,生化简史： 近代生化的研究是从18世纪后期开始的 18世纪到20世纪中期主要研究静态生化与动态生化 直至20世纪50年代（1953年）Watson and Crick提出DNA双螺旋结构模型，是生物化学发展一个转折点，开辟了分子生物学的新纪元近50多年来，生物化学有了迅猛的发展，真可谓日新月异,蛋白质的人工合成、基因工程、人类基因组计划及蛋白质组计划等，将对人类带来革命性的影响。,现代生化研究热点,生物工程技术 基因克隆、表达及调控 蛋白质空间结构及功能 神经生物学：信号产生、传递、整合等 人类基因组计划和蛋白质组计划等 细胞信号转导,我国生化方面的成就,1965年人工合成具生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素 1979年人工合成41个核苷酸的酵母AlatRNA半分子 1981年人工合成具生物活性的Ala-tRNA核糖核酸 2001年参与了国际上的人类基因组计划 2002年完成了水稻基因测序工作,四、生物化学与细胞,维持生命活动的绝大多数反应都发生在细胞内。 细胞是生命组织的最小单位。,细胞的分子组织层次,细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结构体制执行其生命功能。 （）分子组织层次 细胞 细胞器： 细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等 超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等 生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类 结构单位： 核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油 中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸 环境前体： 二氧化碳，水，氨，氮等 （）化学组成 水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。,细菌（原核）细胞,真核细胞,具细胞核和细胞器的分化。（真核生物） 基本特征： 生物膜系统 遗传信息表达结构系统 细胞骨架系统,1. 细胞核,2. 叶绿体与线粒体,叶绿体与线粒体是真核细胞两种重要的细胞器，他们能高效的将能量转换成细胞进行各种生命活动的直接能源ATP。线粒体广泛存在于各类真核细胞中，而叶绿体仅存在于植物细胞中。,线粒体,线粒体“动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）,有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？,外膜,内膜,嵴,外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）,形状:,功能：,椭球形,结构:,有氧呼吸的主要场所,思考,叶绿体,叶绿体“养料制造工厂”和“能量转换站”,叶绿体存在于哪些细胞中？,结构：,形状:,功能：,扁平的椭球形 或球形,外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA和有关酶）,光合作用的场所,思考,光合作用的场所,有氧呼吸的主要场所,都含有少量的DNA和RNA（都能半自主复制）,含与暗反应有关的酶,含与有氧呼吸有关酶,片层膜堆叠成圆柱形，含色素和与光反应有关的酶。,是一层光滑的膜,向内折叠形成嵴,与周围的细胞质基质分开,扁平的椭球形或球形,椭球形,主要存在于植物的叶肉细胞,动植物细胞中,线粒体和叶绿体比较表,3. 内质网,由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。 .两种基本类型：RER, SER . 功能: （）蛋白质合成 （）脂质合成 （）蛋白质的修饰与加工 （）新生多肽的折迭与装配 （）其它功能：信息传递（肌质网）；组织酶区域化；解毒,内质网,分布：,类型,粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质合成运输通道,滑面型内质网：糖类和脂类合成,形态结构：,内质网-有机物合成的“车间”,绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。,由单层膜结构连接而成的网状物,高尔基复合体 形态结构：由一些（常常个）排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起的结构。,三维结构分析表明：高尔基体各个膜囊之间均由膜性结构连在一起，是一个十分复杂的连续的整体结构。 功能：将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装及运输。,高尔基体,存在部位：,动植物细胞中 细胞核附近,形态结构：,扁平囊状结构，有大小囊泡,主要功能：,与细胞分泌物的形成有关,对蛋白质有加工和转运功能,植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关,高尔