生物化学大纲前 言.doc

生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应的科学。主要研究生物体的分子结构与功能、物质的代谢与调节、以及遗传信息传递的分子基础与调控的规律，从分子水平探讨和揭示生命现象的本质。生物化学的理论和技术已渗透到基础医学和临床医学的各个领域，是学习其它基础医学和临床医学课程、在分子水平上认识病因和发病机理、诊断和防止疾病的重要的必修基础医学课程。生物化学教学总时数为112学时，理论课和实验课分别为72和40学时。理论课采用大班讲授的方式，启发诱导式的教学方法，向学生传授生物大分子的化学组成、结构及功能(包括蛋白质、核酸、酶)；物质代谢、能量代谢及其调控（糖代谢、脂类代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、生物氧化、物质代谢联系与调节）；遗传信息的贮存、传递与表达（DNA的生物合成、RNA的生物合成、蛋白质的生物合成、基因表达调控、基因重组与基因工程）；细胞间信息传递；血液、肝的生物化学等内容。实验课教学分小班进行，学生在教师的指导下，实际动手操作，以加深对基本理论的理解，掌握必要的基本技术以及提高分析问题和解决问题的能力。通过以上的教学过程不仅使学生理解生命现象的本质和人体正常生理过程的分子机制，而且也为学习其他医学基础课、临床医学课程奠定坚实的生物化学理论与实验基础。5理论课内容与要求第一章绪论【目的要求】掌握生物化学的概念；熟悉生物化学研究的主要内容及其与医学的关系；了解生物化学的发展史。【教学内容】1生物化学发展简史2当代生物化学研究的主要内容3生物化学与医学第二章蛋白质的结构与功能第一节蛋白质的分子组成【目的要求】掌握蛋白质的元素组成特点，平均含氮量，氨基酸的结构特点；熟悉氨基酸的分类、肽、肽键与肽链的概念，肽单元概念；了解氨基酸的三字英文缩写符号以及重要的生物活性肽。【教学内容】1元素组成：C H O N等2氨基酸：氨基酸的结构、分类及性质3肽：肽及生物活性肽第二节蛋白质的分子结构【目的要求】掌握蛋白质一、二、三、四级结构的概念及其主要的化学键；熟悉模序、结构域、分子伴侣的概念；了解蛋白质的分类。【教学内容】1.蛋白质的一级结构：肽键及肽平面2.蛋白质的二级结构：-螺旋，-折叠，-转角与无规卷曲，模序3.蛋白质的三级结构：结构域、稳定因素、分子伴侣4.蛋白质的四级结构：亚基及聚合第三节蛋白质的结构与功能的关系【目的要求】掌握蛋白质的结构与功能的关系：一级结构决定空间结构，空间结构决定生物学功能；了解蛋白质构象改变与疾病。【教学内容】1.蛋白质一级结构与功能的关系：分子病2.蛋白质空间结构与功能的关系：协同效应、构象改变与疾病第四节蛋白质的理化性质及其分离纯化【目的要求】掌握蛋白质的理化性质：两性电离，胶体性质，蛋白质变性的概念和意义，紫外吸收和呈色反应；熟悉盐析、电泳和分子筛的原理。【教学内容】1.蛋白质的理化性质：两性电离，胶体性质，蛋白质变性，紫外吸收、呈色反应、2.蛋白质的分离和纯化：盐析、电泳和分子筛、超速离心3.多肽链中氨基酸序列分析（自学）4.蛋白质空间结构测定（自学）第三章核酸的结构与功能第一节核酸的化学组成【目的要求】掌握常见核苷酸的结构、符号，DNA和RNA的分子组成，核酸分子中核苷酸的连接方式、键的方向性，核酸的一级结构及其表示法。【教学内容】1.核苷酸的结构：碱基、戊糖和磷酸，核苷及核苷酸的结构和命名2.核酸的一级结构：核苷酸的排列顺序、连接方式第二节DNA的空间结构与功能【目的要求】掌握DNA的二级结构的特点，DNA的生物学功能；了解真核生物染色体的基本单位-核小体的结构。【教学内容】DNA的二级结构-双螺旋结构模型：稳定因素及生物学意义第三节RNA的空间结构与功能【目的要求】掌握RNA的种类与功能，真核生物mRNA一级结构的特点，tRNA二、三级结构的特点与功能；熟悉核蛋白体的结构与功能；了解小分子RNA分子及核酶的性质。【教学内容】1.信使RNA的结构与功能：真核生物mRNA一级结构的特点；hnRNA2.转运RNA的结构与功能:三叶草结构，倒L型结构3.核蛋白体RNA的结构与功能：核蛋白体的结构与功能4.其他小分子RNA：核酶第四节核酸的理化性质、变性和复性及其应用【目的要求】掌握DNA的变性和复性，解链温度的概念以及核酸紫外吸收的特点；熟悉核酸分子杂交原理。【教学内容】1.核酸的一般理化性质：紫外吸收、酸性、高粘度2.DNA的变性：Tm与GC含量的关系3.DNA的复性与分子杂交第四章酶第一节 酶的分子结构与功能【目的要求】掌握酶、酶活性中心的概念，酶的化学本质，分子组成，必需基团的分类及其作用【教学内容】1.酶的分子组成：单纯酶、全酶；酶蛋白、辅基、辅酶的概念及其作用。2.酶的活性中心：必需基团、结合基团、催化基团及其作用第二节 酶促反应的特点与机制【目的要求】掌握酶促反应的特点；熟悉酶促反应的机理，酶与底物复合物的形成学说；了解酶的作用原理。【教学内容】1.酶促反应的特点：高效性（活化能）、高特异性和可调节性2.酶促反应的机制：酶与底物的形成中间复合物的学说第三节 酶促反应动力学【目的要求】掌握米一曼氏方程，Km与Vmax值的意义，不可逆抑制，可逆性抑制，竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的定义及其动力学特征；熟悉酶浓度、底物浓度、温度、pH、激活剂对酶促反应的影响；了解酶活性及酶活性单位。【教学内容】1.底物浓度对反应速度的影响：米一曼氏方程，Km与Vmax值的意义及测定2.酶浓度对反应速度的影响：3.温度对反应速度的影响：最适温度4.pH对反应速度的影响：最适pH5.抑制剂对反应速度的影响：不可逆抑制，可逆性抑制；竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的概念和动力学特征6.激活剂对反应速度的影响7.酶活性测定与酶活性单位第四节 酶的调节【目的要求】掌握酶原与酶原激活的概念与生理意义，变构酶和变构调节的概念，酶的共价修饰的概念和作用特点，同工酶的概念；了解酶含量的调节特点。【教学内容】1.酶活性的调节：酶原的激活，变构调节共价修饰调节2.酶含量的调节：酶蛋白合成的诱导与阻遏3.同工酶：同工酶的概念及意义第五章维生素第一节脂溶性维生素【目的要求】掌握维生素的分类，脂溶性维生素的功用、缺乏症；了解A、D、E、K的来源。【教学内容】1.维生素A的缺乏症2.维生素D的生理活性形式；缺乏症3.维生素E与抗氧化的作用及作用机制，与生育和促血红素代谢的关系4.维生素K与凝血的关系，维生素K缺乏的主要症状第二节水溶性维生素【目的要求】掌握水溶性维生素与辅酶（辅基）的关系及缺乏症。【教学内容】1B族维生素：B1、B2、维生素PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12及硫辛酸的活性形式、生化作用2维生素C的还原作用；参与体内羟化反应，维生素C的抗氧化作用；缺乏症。第六章生物氧化第一节 生成ATP的氧化体系【目的要求】掌握ATP生成的方式，生物氧化、呼吸链、P/O比值的概念，呼吸链的种类及氧化磷酸化偶联部位；熟悉抑制剂、解偶联剂，胞浆中NADH的氧化；了解CO2的生成方式，氧化磷酸化的作用机制，肌和脑中能量的储存形式。【教学内容】1.生物氧化概念2.呼吸链：组成成分及作用机理；两条重要的呼吸链的定义3.氧化磷酸化：氧化磷酸化的偶联部位、影响因素4.线粒体内外物质转运：胞浆中NADH的氧化第七章糖代谢第一节概述【目的要求】掌握糖的生理功能，了解：糖的消化吸收。【教学内容】糖的生理功能：供能糖的消化吸收：消化的场所、相关酶及催化特点第二节糖的无氧分解【目的要求】掌握糖酵解途径的关键酶及生理意义。熟悉糖酵解的反应过程和产能的步骤，了解糖酵解的调节。【教学内容】糖酵解的定义，反应过程，关键酶、细胞定位第三节糖的有氧氧化【目的要求】掌握有氧氧化的定义、场所、关键酶、生理意义；熟悉有氧氧化的调节；了解巴斯德效应现象。【教学内容】1有氧氧化的反应过程：葡萄糖分解成丙酮酸；丙酮酸生成乙酰CoA；三羧酸循环及氧化磷酸化2有氧氧化的场所、重要的中间产物，关键酶及ATP生成的步骤3有氧氧化的调节及巴斯德效应4有氧氧化的生理意义第四节磷酸戊糖途径【目的要求】掌握磷酸戊糖途径的概念、生理意义，NADPH的功能，了解磷酸戊糖途径的限速酶。【教学内容】1磷酸戊糖途径的主要反应过程及限速酶2磷酸戊糖途径的调节：NADPH/NADP的影响3磷酸戊糖途径的生理意义：提供核糖和NADPH第五节 糖原的合成与分解【目的要求】掌握肝糖原合成与分解的限速酶及其催化的反应；熟悉肝糖原合成与分解的调节；了解糖原累积症【教学内容】1糖原的合成代谢：限速酶2糖原的分解代谢：限速酶3糖原累积症(自学)第六节糖异生【目的要求】掌握糖异生的概念和生理意义；熟悉糖异生途径的调节；了解乳酸循环【教学内容】1.糖异生的概念；糖异生途径：三个关键反应及催化的酶2糖异生的生理意义：维持血糖浓度，补充肝糖原，调节酸碱平衡3乳酸循环第七节血糖及其调节【目的要求】掌握正常人血糖的来源与去路；激素对血糖水平的调节作用；了解高血糖与低血糖等糖代谢失常疾病。【教学内容】1血糖的来源和去路2血糖水平的调节：调节血糖水平的激素3血糖水平异常：了解高血糖与低血糖等糖代谢失常疾病第八章脂类代谢第一节脂类的消化和吸收【目的要求】掌握脂类的概念、必需脂肪酸概念；熟悉脂类的功能；了解脂类的消化和吸收过程。【教学内容】1.脂类的概念、必需脂肪酸概念。2.脂类的功能。3脂类的消化和吸收过程：乳糜微粒的生成第二节甘油三脂代谢【目的要求】掌握脂肪动员的概念和限速酶，脂肪酸的氧化概念，脂肪酸氧化过程中能量的计算，酮体的概念，酮体代谢的特点及生理意义；了解脂肪酸的合成。【教学内容】1甘油三脂的合成代谢：合成部位、原料2脂肪动员：，关键酶，调节的激素3脂肪酸-氧化：部位、过程、能量计算4酮体的生成和利用：酮体生成和利用的部位，生成的意义。酮血症，酮尿症5脂肪酸的合成代谢：合成部位、原料及来源第三节磷脂的代谢【目的要求】掌握甘油磷脂的组成、分类和结构【教学内容】甘油磷脂的组成、分类和结构：脑磷脂，卵磷脂第四节胆固醇代谢【目的要求】掌握胆固醇合成的部位、原料及关键酶，胆固醇的转化产物；了解胆固醇合成的主要步骤。【教学内容】1胆固醇的合成：合成的部位、原料、关键酶2胆固醇的转化：胆固醇的转化产物第五节血浆脂蛋白代谢【目的要求】掌握血浆脂蛋白的概念、分类、组成、来源及生理功能；熟悉血脂的概念，血浆脂蛋白代谢及载脂蛋白的功能；了解血浆脂蛋白代谢异常：高脂血症。【教学内容】1血脂的概念和种类2血浆脂蛋白的概念、分类、组成、结构、来源及生理功能。血浆脂蛋白代谢及载脂蛋白的功能3血浆脂蛋白代谢异常（自学）：高脂血症，遗传性缺陷第九章氨基酸代谢第一节蛋白质的营养作用【目的要求】掌握氮平衡，必需氨基酸的概念；熟悉蛋白质的互补作用。【教学内容】蛋白质需要量和营养价值：氮平衡、必需氨基酸及种类；蛋白质的互补作用第二节蛋白质的消化、吸收及腐败【目的要求】熟悉蛋白质在小肠的腐败作用；了解蛋白酶对蛋白质的水解作用。【教学内容】蛋白质的腐败作用第三节氨基酸的一般代谢【目的要求】掌握氨基酸的脱氨基作用、转氨基作用的概念，关键酶及辅酶；熟悉酮酸的代谢去路，生糖、生酮及生糖兼生酮氨基酸的概念；了解蛋白质的降解途径。【教学内容】1体内蛋白质的转换更新：不依赖ATP的蛋白质降解过程，依赖ATP和泛素的蛋白质降解途径，氨基酸代谢的概况2氨基酸的脱氨基作用：（1）氧化脱氨基作用：L-谷氨酸脱氢酶（2）转氨基作用：谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）（3）联合脱氨基作用（转氨联合氧化脱氨、转氨联合嘌呤核苷酸循环）3a-酮酸的代谢：（1）氨基酸的再生成（2）转化成糖或脂肪：生糖、生酮及生糖兼生酮氨基酸（3）氧化供能第四节氨的代谢【目的要求】掌握血氨的来源与去路，氨的转运形式，尿素合成的部位、鸟氨酸循环的生理意义，了解尿素合成的调节，高血氨和氨中毒。【教学内容】1血氨的来源与去路、氨的转运（丙氨酸-葡萄糖循环、谷氨酰胺）2尿素的生成：部位、原料、鸟氨酸循环、生理意义3高血氨和氨中毒第五节个别氨基酸的代谢【目的要求】掌握一碳单位的概念、来源（氨基酸）、载体和生理意义，含硫氨基酸的代谢产物；熟悉氨基酸的脱羧基作用；了解芳香族氨基酸代谢有关的遗转病。【教学内容】1氨基酸的脱羧基作用：g-氨基丁酸、组胺、牛磺酸、5-羟色胺、多胺等生理活性物质的来源2一碳单位代谢：一碳单位的定义、来源、载体、和代谢意义3含硫氨基酸代谢：S-腺苷蛋氨酸代谢与甲硫氨酸循环、硫酸的活性形式（PAPS）4芳香族氨基酸的代谢及相关的遗转病第十章核苷酸代谢第一节嘌呤核苷酸代谢【目的要求】掌握两种嘌呤核苷酸合成途径的主要步骤及特点，嘌呤核苷酸分解代谢的终产物，脱氧核苷酸的生成；熟悉嘌呤核苷酸的抗代谢物及抗肿瘤作用的生化机理。【教学内容】1从头合成途径：基本概念、关键步骤及关键酶2补救合成途径：基本概念、关键步骤及关键酶；自毁容貌症3分解代谢：终产物。尿酸及痛风症、高尿酸血症4脱氧核糖核苷酸的合成5嘌呤核苷酸的抗代谢物及抗肿瘤作用的生化机理第二节嘧啶核苷酸代谢【目的要求】熟悉嘧啶核苷酸的抗代谢物及抗肿瘤作用的生化机理。【教学内容】嘧啶核苷酸的抗代谢物及抗肿瘤作用的生化机理第十一章血液的生物化学第二节血细胞代谢【目的要求】掌握红细胞的代谢特点，合成血红素的基本原料、限速酶；熟悉血红素合成的调节【教学内容】1成熟红细胞的代谢特点：糖酵解与2，3-二磷酸甘油酸支路2血红蛋白的生物合成：原料、维生素B6的作用、合成部位；血红素和血红蛋白生物合成的调节第十二章肝的生物化学第二节 肝的生物转化作用【目的要求】掌握生物转化的概念、意义及生物转化反应的主要类型；了解影响生物转化作用的因素【教学内容】生物转化作用的概念、类型、目的、意义，影响生物转化作用的因素对治疗的指导意义第三节 胆汁与胆汁酸的代谢【目的要求】掌握胆汁酸的肠肝循环及生理意义；了解胆汁的主要成分及胆汁酸的种类。【教学内容】胆汁的组成，胆汁酸的分类、合成原料与肠肝循环第四节 胆色素的代谢与黄疸【目的要求】掌握胆红素在肝脏、肠道中的转变和胆色素的肠肝循环；熟悉胆红素的来源、在血中的运输和排泄；了解血清胆红素与黄疸的关系。【教学内容】1胆红素的生成2胆红素在肝脏中的转变3胆红素在肠道中的变化4血清胆红素与黄疸第十三章DNA的生物合成（复制）第一节 复制的基本规律【目的要求】掌握半保留复制的意义；熟悉复制子、领头链、随从链的含义；了解半保留复制的实验依据。【教学内容】1.遗传信息传递的中心法则。2. DNA的半保留复制：半保留复制的概念、特点、意义和实验根据；3.双向复制、复制起始点、复制子；复制的半不连续性、领头链、随从链、冈崎片断。第二节DNA复制的酶学和拓扑学变化【目的要求】掌握DNA聚合酶的特点；熟悉DNA连接酶的特点；了解DNA拓扑异构酶在DNA复制中的作用。【教学内容】1.参加DNA复制的有关酶类及因子：DNA聚合酶、引物酶、DNA连接酶、解旋酶、拓朴异构酶、单链DNA结合蛋白在复制中的作用。复制保真性的酶学依据，即时校读2.原核生物的DNA聚合酶，DNA-pol和Klenow片断3.真核生物的DNA聚合酶（自学）第三节DNA生物合成过程【目的要求】掌握DNA复制的主要过程，熟悉端粒结构和端粒酶及研究的意义。【教学内容】1原核生物DNA复制的主要过程：复制的起始、延长和终止2真核生物DNA生物合成的特点；复制的终止与端粒结构和端粒酶；端粒的意义第四节 逆转录和其它复制方式【目的要求】掌握逆转录现象和逆转录。【教学内容】DNA的逆转录合成：逆转录概念；逆转录酶，逆转录过程第五节PCR技术【目的要求】掌握PCR技术工作原理；了解PCR技术的主要用途。【教学内容】1.PCR技术的工作原理及反应体系2.PCR技术的主要用途：目的基因的克隆，基因的体外突变，DNA和RNA的微量分析，DNA序列测定，基因突变分析第六节DNA损伤（突变）与修复【目的要求】了解引发突变的因素，DNA损伤的修复方式，了解突变的意义。【教学内容】1突变的意义（自学）2基因突变：引发突变的因素3DNA损伤的修复方式：切除修复、光复活第十四章RNA的生物合成（转录）第一节转录的模板和酶【目的要求】掌握不对称转录的定义；熟悉原核生物RNA聚合酶结构特点；了解真核生物的RNA聚合酶【教学内容】1.结构基因，不对称转录、模板链、编码链2. RNA聚合酶：原核生物RNA聚合酶及其亚基组成；真核生物RNA聚合酶的种类第二节转录过程【目的要求】掌握转录的主要过程；熟悉转录因子的概念【教学内容】转录过程：起动阶段及启动因子，转录起始与亚基；链的延长及终止因子，转录的两种终止方式。第三节真核生物的转录后修饰【目的要求】掌握真核生物mRNA转录后的修饰【教学内容】真核生物mRNA转录后的加工修饰：核不均-RNA（hnRNA）；mRNA首尾修饰；外显子与内含子的剪接第十五章 蛋白质的生物合成（翻译）第一节蛋白质生物合成体系【目的要求】掌握遗传密码的特点，三种RNA在蛋白质合成中的作用；熟悉氨基酸的活化，密码子和反密码子的关系【教学内容】1翻译模板及遗传密码，遗传密码的特点2tRNA与氨基酸的活化：tRNAiMet和tRNAeMet的区别。第二节蛋白质生物合成过程【目的要求】掌握蛋白质生物合成的基本过程；熟悉多聚核蛋白体的定义。【教学内容】1.肽链合成的起始2.肽链的延长：核蛋白体循环3.肽链合成的终止。第三节 蛋白质合成后加工和运输【目的要求】掌握翻译后加工的内容及意义；熟悉信号肽的概念；了解促进蛋白质折叠的功能大分子。【教学内容】1.促进蛋白质折叠的功能大分子：分子伴侣2.蛋白质合成后的靶向运输：基本概念、信号肽第四节蛋白质合成的干扰和抑制【目的要求】熟悉干扰素抗病毒的分子机制；了解抗生素抑制蛋白质生物合成【教学内容】1抗生素阻断蛋白质合成的机制2毒素和干扰素干扰蛋白质合成的机制第十六章基因表达调控第一节基因表达调控基本概念与原理【目的要求】掌握基因组、基因表达的基本概念；了解基因表达的方式，基因表达调控的意义。【教学内容】1基因表达的基本概念：基因、cDNA、基因组、基因表达2基因表达的特异性：时间性、空间性3基因表达的方式：基本表达、诱导和阻遏4基因表达调控的生物学意义（自学）第三节原核基因表达调节【目的要求】掌握乳糖操纵子调节模式；熟悉原核基因转录调节特点。【教学内容】1原核生物转录起始调节：乳糖操纵子调节模式2原核基因转录调节特点（自学）第四节真核基因表达调控【目的要求】掌握顺式作用元件和反式作用因子，了解真核基因组结构特点，真核基因表达调控特点。【教学内容】1顺式作用元件：启动子、增强子、沉默子2反式作用因子：转录调节因子概念、分类及结构第十七章细胞信息转导第二节受体【目的要求】掌握受体的概念、分类，受体的作用特点；了解受体活性的调节。【教学内容】1受体的概念、分类2膜内受体的结构和功能3受体作用特点4受体活性的调节（自学）第三节信息的转导途径【目的要求】掌握膜受体介导的信息转导途径；熟悉胞内受体介导的信息转导。【教学内容】1膜受体介导的信息转导途径：cAMP-蛋白激酶途径，Ca2+-依赖性蛋白激酶途径，cGMP-蛋白激酶途径，酪氨酸蛋白激酶体系2胞内受体节导的信息转导途径第十八章常用分子生物学技术的原理及其应用第一节分子杂交与印迹技术【目的要求】掌握印迹技术、探针的基本概念，分子杂交与印迹技术的原理；了解印迹技术的类别与应用。【教学内容】1分子杂交和印迹技术的原理：印迹技术、探针技术2印迹技术的类别及应用：DNA印迹技术、RNA印迹技术、蛋白质的印迹技术第四节基因文库【目的要求】掌握基因组DNA文库、cDNA文库的基本概念。【教学内容】1.基因组DNA文库：基本概念2.cDNA文库：基本概念第七节生物芯片技术【目的要求】了解基因芯片、蛋白质芯片的基本原理及用途【教学内容】1.基因芯片：原理、特点及应用2.蛋白质芯片：概念、原理、特点及应用第八节蛋白质相互作用研究技术【目的要求】了解酵母双杂交技术的基本原理及应用【教学内容】酵母双杂交技术的基本原理。第十九章基因重组与基因工程第二节 重组DNA技术【目的要求】掌握DNA克隆、工具酶、载体、基因重组与