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Biochemistry 第7版 査锡良编著人民卫生出版社 讲授人 罗锋 电话 电子邮件 办公室 J12C408 生物化学 56学时 4学时 周第1周 14周生物化学实验 32学时第6周 13周 学科成绩 二十一世纪 生命科学世纪 浩瀚的宇宙 目前人类所知仅地球存在生命 丰富多彩的生物世界具有共同的化学本质 生物化学是一门有趣的科学 几百万种生物的共同的语言构成生物体的氨基酸相同 20种遗传密码相同 酶一样生成乳酸的过程一样 生命的起源 生物分子的非生命产物 生物化学是一门重要的科学 所有疾病都和生物化学有关系 生物大分子结构改变生物大分子数量改变参与代谢的酶改变代谢过程改变 人和大猩猩基因组差别2 人和小鼠基因组差别1 形象 生命特征 功能完全不同 为什么 奥秘 很多未解之谜 绪论 概述生物化学的发展生物化学与医学课程特点及学习与安排 生物 有生命现象的物体 新陈代谢 遗传与繁殖 化学 研究物质的组成 结构 性质 功能 生物化学 生命的化学 1 生物化学的定义 一 概述 Biochemistry Biologicalchemistry chemistryoflife physiologicalchemistry 生物化学 生物工程 化学工程 生物技术 生物化学是一门交叉学科 是生命科学领域重要的领头学科 生物化学 定义 研究生物体内化学分子和化学反应的基础生命科学 从分子水平探讨生命现象的本质 研究对象是所有的生物体 人体 动物 植物 微生物 病毒等 研究内容 它是在分子水平上探讨生命的本质 即研究生物体的分子结构与功能 物质代谢与调节 遗传信息的传递与表达等的科学 2 研究内容及范围 生物化学的基本内容包括 发现和阐明构成生命物体的分子基础 生物分子的化学组成 结构和性质 生物分子的结构 功能与生命现象的关系 生物分子在生物机体中的相互作用及其变化规律 新陈代谢遗传的分子基础及代谢调控实验研究 技术方法 生物体的化学组成 自然界所有的生命物体都由三类物质组成 水 无机离子和生物分子 生命体的元素组成 组成生命体的物质是极其复杂的 但在地球上存在的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 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 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 第四类元素 包括Al As B Br Cr F Ga I Mo Se Si等 生物分子 生物大分子糖G6 葡萄糖 F 果糖 脂FA 脂肪酸 甘油核酸5种含氮碱基 A G T C U 蛋白质20种氨基酸有机小分子维生素 辅酶 激素 有机酸 色素等 生物复杂多样 但在分子水平具有简单同一性 脂类 脂肪酸和甘油 超分子复合体 大分子 单体 生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物质代谢或新陈代谢 物质代谢的基本过程 消化 吸收 中间代谢 排泄 中间代谢过程 细胞内进行的 最为复杂的化学变化过程 它包括合成代谢 分解代谢 物质互变 代谢调控 能量代谢几方面的内容 物质代谢 新陈代谢 物质代谢总图 3 生物化学的分类 根据对象人 动物 植物 微生物根据生物的进化程度可以分为两大类 原核生物 Prokaryote 和真核生物 Eukaryote 根据应用目的医学 药学 生化 食品生物化学等 二 生物化学的发展史 研究内容以分析生物体内物质的化学组成 性质和含量为主 1 叙述生物化学阶段 初级阶段 18世纪中 19世纪末 系统研究了糖 脂和蛋白质的性质 并发现了重要的遗传物质 核酸 有机生物化学发展时期 研究中心 蛋白质 1770 1786年瑞典的C W Scheele研究了动植物各种组织的化学成分 成为近代生化的奠基工作 1869年瑞士的FridriMiescher首次分离出DNA 1877年德国的HoppSeyler首次分离出蛋白质结晶 1897年B chner兄弟俩无细胞滤液使糖发酵 奠定了酶学基础1903年 德国Neuberg首先使用biochemistry这个名词 它标志着作为独立学科的生物化学的诞生 主要特点是研究生物体内物质的变化 即代谢途径 突出成就 确定了糖酵解 鸟氨酸循环 三羧酸循环以及脂肪酸 氧化等重要的分解代谢途径 2 动态生物化学阶段 发展阶段 20世纪初 20世纪50年代 生理生物化学的发展时期 1903 1950 1926年美国Sumner从刀豆中得到脲酶的结晶 证明酶的化学本质是蛋白质 1946年获诺贝尔奖 1937年英国生物化学家Krebs提出了著名的三羧酸循环 1953年获诺贝尔生理学奖 1948年 Kennedy和Lehninger发现物质代谢与能量代谢偶联 1960年Micheali Menten酶促动力学20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科 是生物化学的发展和延续 主要研究蛋白质及核酸等大分子的结构 功能及其基因结构 表达与调控等内容 从分子水平阐明生命现象 3 分子生物学阶段从1953年 至今 分子或综合生物化学发展期 蛋白质 酶和核酸等生物大分子研究 创立了遗传工程学 1953年Watson和CrickDNA双螺旋 获1962年诺贝尔生理 医学奖 DNA双螺旋结构的提出使生物化学发展到一个新的阶段 分子生物学阶段 70年代 进入生物工程的研究阶段 基因工程 蛋白质工程 酶工程 细胞工程 发酵工程等 1980年Sanger和GilbetDNA测序方法 获诺贝尔化学奖 1944年 麦克劳德 Macleod 和麦卡蒂 McCarty 美 证明DNA是遗传物质 从左至右 OswaldT Avery ColinMacLeod与MaclynMcCarty FrancisCrick 35y JamesWatson 23y 丹麦哥本哈根 剑桥大学CavendishLab Genomics 1990 10 1人类基因组计划HumanGenomicProject2000完成 Dulbecco 作物基因组计划家畜基因组计划微生物基因组计划 1985年 人类基因组测序和作图 计划 简称HGP 提出 20世纪末和21世纪初 后基因组时代 产生了功能基因组学 蛋白质组学 结构基因组学等 1997年2月23日克隆羊诞生 目前已能用基因工程的方法生产许多产品如乙型肝炎疫苗 酶制剂 人生长激素 各种干扰素 各种白细胞介素等等 近半个世纪以来 NobelmedalHalfapoundof23 karalgold 2 5inchesacross 近半个世纪以来 19世纪末和20世纪初 在有机化学和生理学研究的基础上 生物化学逐渐发展成为一门独立的学科 细胞生物学 遗传学 微生物学 免疫学 病毒学 进化论甚至分类学的研究都离不开生物化学的理论和方法 生物化学又是临床医学 药学与制药工程 食品和营养等学科的基础 它与人类的健康 疾病的诊断与治疗 工农业生产及国防建设等密切相关 三 生物化学与医学 四 课程特点及学习与安排 内容多复杂而繁琐按生物分子的功能分类 不同于化学的结构和官能团分类 理论性强 概念多 且前后交错 随时消化 温故知新及时总结归纳 比较分类理解的基础上必要的记忆 把握生物化学的知识结构层次 主要参考书 查锡良主编 生物化学 第七版 人民卫生出版社 2008年4月 生物化学 第三版王镜岩主编高等教育出版社2002 9Ha