教学大纲-修改.doc

生物化学大纲【课程说明】课程总学时48，周学时6，学分3分。绪论 2 学时第一章 蛋白质化学 10 学时第二章 酶化学与维生素 4 学时第三章 核苷酸和核酸 6 学时第四章 遗传信息传递-DNA复制 4 学时第五章 遗传信息传递-转录 4 学时第六章 遗传信息传递-翻译 2 学时第七章 生物膜 4 学时第八章 糖代谢 4学时1课程类别生物化学是一门研究生命现象的化学本质的学科，其目标是在分子水平上探讨构成生物体的基本物质的结构、性质和功能。 虽然，生物化学与有机化学、物理化学、分析化学等有着密切的联系， 但是以一门独立的学科出现，既与化学各专业课有紧密地联系，又有其独特的研究对象和方法。2课程教学目标与要求本课程主要向学生传授生物体的化学组成、 结构及功能；物质代谢及其调控；遗传信息的贮存、传递与表达； 细胞间信息传递等生命科学内容。从生物化学和分子生物学不断发展与其应用范围日益扩大的实际考虑， 根据国家教委对能源化工专业教学要求的精神，为密切结合教学需要， 本课程参考现行学时数主要介绍和要求学生掌握以下几方面内容： （1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系； （2）物质代谢(包括糖类)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径，生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律； （3）阐明遗传信息的传递。3参考教材与参考书目教材：黄熙泰，于自然，李翠凤等主编，现代生物化学化学工业出版社，第三版。参考教材：王境岩主编生物化学上下册，高等教育出版社，第三版。郑集等主编，生物化学，高等教育出版社，第三版。 Albert L. et al.,Principles of biochemistry, W. H. Freeman, 4th edition4课程教学重点与难点本课程的教学重点与难点为以下三个方面：（1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系；（2）物质代谢(包括糖类)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径,生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律；（3）阐明遗传信息的传递，包括DNA复制、RNA转录、翻译等。5课程教学方法与手段本课程采用课堂教授、讨论、多媒体教学等多种手段开展教学。6课程考核方法与要求 本课程采用平时考查与期末考试相结合的考核方法， 平时成绩和出勤等占30%，要求通过课堂讨论，小论文等形式了解学生对课程的学习状况。期末考试成绩占70%，命题要求覆盖大纲，题型灵活，难易适中， 着重考查学生对基本理论的掌握，分析问题的能力。绪论（2学时）【教学目标】了解生物化学学科的发展史，研究内容和主要研究方法， 理解生物化学与化学之间的紧密联系，体会本学科特点。第一章 蛋白质的结构与功能（10学时）【教学目标】掌握氨基酸的分类、结构和一些重要的化学反应以及一些分析方法。掌握蛋白质的结构概念。掌握蛋白质的结构与功能关系。学习蛋白质的性质、蛋白质的分离、纯化与测定方法。【教学内容】引言 蛋白质概述 蛋白质的元素组成、蛋白质的氨基酸组成第一节 蛋白质的基本结构单位：氨基酸蛋白质氨基酸（基本氨基酸20种、稀有氨基酸）与非蛋白质氨基酸一、 蛋白质氨基酸（20种基本氨基酸）的一般结构特点及其分类1、 结构通式2、 按R基的极性分类：非极性R基氨基酸、极性不带电荷R基氨基酸、生理条件下带正电荷R基氨基酸、 生理条件下带负电荷R基氨基酸；20种基本氨基酸的结构、缩写符号。3、 从营养学角度分类：必需氨基酸、非必需氨基酸二、 氨基酸的理化性质1、 氨基酸的一般性质2、 氨基酸的两性性质及等电点3、 氨基酸的氨基、羧基和侧链参与的反应第二节 蛋白质的结构一、 蛋白质的一级结构一级结构的概念、肽键和肽链，一级结构的研究方法二、 蛋白质的二级结构和超二级结构1、 二级结构的概念和主要类型2、 超二级结构概念三、 蛋白质的三级结构1、 三级结构的概念2、 三级结构的作用力四、 蛋白质的四级结构四级结构的概念；亚基、原体、单体蛋白、寡聚蛋白的概念第三节 蛋白质分子结构与功能的关系一、 蛋白质一级结构与功能的关系二、 蛋白质的空间结构与功能的关系第四节 蛋白质的重要性质一、 蛋白质的两性性质、等电点与电泳二、 蛋白和紫外吸收性质三、 蛋白质的胶体性质四、 蛋白质的沉淀盐析与盐溶、有机溶剂沉淀、重金属盐沉淀、生物碱试剂与某些酸类试剂沉淀、加热沉淀五、 蛋白质的变性与复性变性的概念、变性蛋白的特点六、 蛋白质的呈色反应第五节 蛋白质的分离纯化和测定一、 蛋白质的分离纯化的原则二、 蛋白质的分离纯化的主要方法三、 蛋白质的分子量和含量的检测【教学重点】蛋白质的分子结构、重要性质及结构与功能的关系。为进一步学习酶和信息代谢奠定基础。第二章酶化学与维生素（4学时）【教学目标】了解酶的分类和命名，酶与一般催化剂的异同 掌握一些概念：活化能、活性中心、反应初速度、比活性、Km、酶原、别构酶、同功酶、竞争性抑制与某些药物的作用机理、非竞争性抑制、最适pH等 了解米式方程的推导过程和假设的前题条件 影响酶促反应的各种因素了解和掌握一些主要的水溶性维生素的名称、结构、生理作用和它们的辅酶形式。了解4种脂溶性维生素的生理作用【教学内容】第一节 酶的概念、化学本质及作用特点一、酶的概念酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，但”Ribozyme”的化学本质是RNA二、酶的作用特点1、 酶和一般催化剂的共同特点2、 酶作为生物催化剂的特点：酶的催化效率高；酶对底物具有高度的专一性结构专一性绝对专一性、相对专一性（键专一性、基团专一性）、立体异构专一性（旋光异构专一性、几何异构专一性、潜手性专一性）；酶易失活，要求温和的反应条件；酶的活性可调节；酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关第二节 酶的命名及分类一、酶的命名1、 习惯命名法2、 国际系统命名法二、酶的分类1、 国际系统分类法与酶的标码2、 根据酶的组成分类：简单蛋白酶、结合蛋白酶；酶蛋白、全酶、辅酶、辅基的概念3、 根据酶的分子特点分类：单体酶、寡聚酶、多酶体系第三节酶催化作用的分子基础一、 酶的活性中心1、 酶活性中心的概念： 2、 酶活性中心的功能部位：催化部位、结合部位3、 酶活性中心的特点4、 必需基团二、 酶原及酶原的激活1、 酶原的概念2、酶原的激活三 酶作用的高效性机制1、 酶作用的专一性机制 2、 酶反应的过渡态学说3、 邻近效应与定向效应4、 应变效应5、 酸碱催化6、 共价催化7、 酶活性中心是低介电区域第四节 影响酶促反应速度的因素一、酶反应速度与酶活力二、底物浓度对酶反应速度的影响 三、酶浓度对酶反应速度的影响 四、温度对酶反应速度的影响五、pH对酶反应速度的影响六、激活剂对酶反应速度的影响七、抑制剂对酶反应速度的影响，抑制剂与药物的关系。第五节 别构酶与同工酶一、 别构酶及其催化特性二、 同工酶及其作用机制第六节 酶的分离纯化与活力测定一、 酶的分离纯化二、 酶的活力与测定第七节 维生素与辅酶一、 维生素的概念、分类二、 几种重要辅酶（辅基）的结构与功能NAD和NADP、FMN和FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶A、生物素、四氢叶酸、钴胺素、维生素C、硫辛酸【教学重点】酶的作用机理；影响酶促反应速度的因素。较系统地掌握酶的一般知识，为学习物质代谢奠定基础。第三章 核苷酸和核酸（6学时）【教学目标】掌握主要的嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸的结构。理解DNA和RNA在组成、结构和功能上的差异。 掌握DNA双螺旋模型的要点，以及模型在生物学上的意义。 弄清楚DNA超螺旋形成过程和特点。 了解几种类型RNA结构特征。 了解核酸变性和复性时反映在光谱学上的变化，以及核酸杂化原理。【教学内容】引言 核酸概述 一、 核酸的种类和分布 二、 核酸的生物学功能第一节 核酸的化学组成一、 碱基二、 戊糖三、 磷酸四、 核苷五、 核苷酸六、磷酸二酯键与多核苷酸第二节 核酸的分子结构一、 DNA的分子结构1、 DNA的一级结构脱氧核苷酸之间的连接方式、多聚脱氧核苷酸链的方向性、一级结构的表示方法2、 DNA的二级结构Watson和Crick DNA双螺旋(B-型)模型提出的依据及基本特点、双螺旋结构稳定的因素、双螺旋结构的其他类型、三链DNA3、 DNA的三级结构DNA的超螺旋结构，及拓扑结构。二、 RNA的种类和结构1、 tRNA的分子结构：一级、二级、三级结构特点2、 mRNA的分子结构：真核生物与原核生物mRNA结构的区别3、 rRNA的分子结构第三节 核酸的理化性质一、 DNA的变性与复性二、 核酸的杂交及应用三、 核酸酶的特异性和水解作用四、 DNA一级结构与DNA的化学合成第四节 DNA超螺旋和染色体结构一、 DNA的超螺旋状态二、 DNA在体内的包装三、 染色质的概念及其结构【教学重点】DNA的分子结构和核酸的主要理化性质，为进一步学习核酸的代谢奠定基础。第四章 遗传信息传递-DNA复制(4学时)【教学目标】重点掌握中心法则的概念；DNA复制的一般规律、参与DNA复制的一些酶类和蛋白质、复制的基本过程。 【教学内容】第一节 遗传信息的传递及中心法则第二节 DNA的复制 一、 DNA的半保留复制 二、 DNA复制的起始，方向和速度 三、 复制的过程和参与酶及因子 四、 真核生物的DNA复制 五、 DNA的修复方式 【教学重点】DNA的复制过程，明确其特点及与核酸的关系。第五章 遗传信息传递-转录（4学时）【教学目标】 掌握转录的概念、转录与复制的异同、转录的基本过程、逆转录及逆转录酶的概念；遗传密码的破译、特点，蛋白质合成的分子基础及其主要过程【教学内容】第一节 转录作用一、 转录作用及其特点二、 RNA聚合酶 三、 启动子及终止信号四、 转录过程第二节 转录后的加工过程一、 mRNA前体的加工 二、 mRNA前体的加工第三节 核酶一、 核酶的定义二、 核酶的作用方式 三、 核酶的意义第四节 RNA的复制RNA复制的几种方式 【教学重点】 DNA转录过程，RNA形成过程。第六章 遗传信息传递-翻译（2学时）【教学目标】掌握蛋白质合成的分子基础及其主要过程【教学内容】第一节 参与蛋白质合成的物质第二节 翻译模板mRNA及遗传密码一、 mRNA是遗传信息的携带者 二、 遗传密码的破译三、 遗传密码的特点第三节 核蛋白体是多肽链合成的装置或场所一、 核蛋白体的组成二、 原核生物的核蛋白体结构模式第四节 tRNA与氨基酸的活化 一、 氨基酸的活化二、 起始肽链合成的氨基酰-tRNA第五节 蛋白质生物合成过程一、 肽链合成起始二、 肽链合成延长三、 肽链合成终止四、 蛋白质合成后加工和输送五、 蛋白质合成后的靶向输送【教学重点】蛋白质生物合成过程，明确其过程和特点。第七章 生物膜（4学时）【教学要求】 生物氧化的概念，呼吸链的概念、种类和组成，传递H和递电子的机理；氧化磷酸化的概念，在呼吸链中的偶联部位；呼吸作用的调节以及线粒体外NADH的穿梭和氧化。【教学内容】 第一节 生物膜的组成与结构特征一、生物膜结构的一般特征二、生物膜的组成第二节 生物膜的流动性一、膜脂和膜蛋白的运动二、膜脂跨脂双层的运动需要催化剂三、脂筏 第三节 小分子物质的跨膜转运 一、跨膜转运的类型二、载体蛋白介导的被动转运三、转运ATP酶四、离子梯度驱动的二级主动转运【教学重点】生物膜的结构、流动性的意义和物质跨膜转运的方式。第八章 糖代谢（4学时）【教学目标】掌握一些基本概念：酵解，发酵，底物水平磷酸化，致死合成，巴斯德效应 熟悉酵解途径中的各步酶促反应以及与发酵途径的区别 熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应，以及各步反应酶的作用特点会分析和计算酵解和柠檬酸循环中产生的能量，以及底物分子标记碳的去向。了解戊糖磷酸途径的生物学意义：提供核糖-5-磷酸和NADPH。 了解糖代谢的次要途径葡萄糖醛酸途径可以生成糖醛酸和抗坏血酸（人除外） 了解酵解和糖异生途径是有分有合的，要记住乙酰CoA不能净合成糖的（植物除外）【教学内容】 第一节 生物体内的糖类（简介） 第二节 双糖和多糖的酶促降解 一、 蔗糖的水解 二、 淀粉的降解 1、 淀粉的水解 2、 淀粉的磷酸解 第三节 糖酵解 一、 糖酵解的概念 二、 糖酵解的历程：细胞定位、反应历程 三、 糖酵解中产生的能量 四、 糖酵解的生物学意义 五、 糖酵解的调控 六、 丙酮酸的去处 1、有氧条件下：彻底氧化 2、无氧条件下：乳酸发酵、乙醇发酵第四节 三羧酸循环 一、 丙酮酸氧化为乙酰辅酶A：E.coli丙酮酸脱氢酶多酶复合体的结构及其作用机理