浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论

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。第1页/共36页第一页，共37页。主要参考文献TrudyMckee，JamesRMckee,Biochemistry,ThirdEdition,Mcgraw-Hill,2008ALLehnninger,PrinciplesofBiochemistry,5rded,2009,NewYookDVoot,Biochemistry,5rded,UniversityofPennsylvania,2009张楚富，生物化学原理，高教出版社，2006第2页/共36页第二页，共37页。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。第3页/共36页第三页，共37页。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。第4页/共36页第四页，共37页。

生物化学工程第5页/共36页第五页，共37页。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。第6页/共36页第六页，共37页。proteinnucleicacid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第7页/共36页第七页，共37页。其中，protein,nucleicacid等被称为生物分子（Biomolecule).组成Biomolecule的基本单位如：aminoacid,nucleotid等被称为构件分子（buildingblockmolecule).生物分子都是含碳化合物．第8页/共36页第八页，共37页。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。第9页/共36页第九页，共37页。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。第10页/共36页第十页，共37页。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。第11页/共36页第十一页，共37页。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。第12页/共36页第十二页，共37页。４、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。第13页/共36页第十三页，共37页。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。第14页/共36页第十四页，共37页。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。第15页/共36页第十五页，共37页。三、生化发展概况生化发展的三个阶段：

１、静态生化：研究生物体的物质组成和结构；２、动态生化：研究组成物质的动态变化；３、机能生化：研究组成物质结构与功能的关系。第16页/共36页第十六页，共37页。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）WatsonandCrick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．第17页/共36页第十七页，共37页。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。第18页/共36页第十八页，共37页。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第19页/共36页第十九页，共37页。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Ala－tRNA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．第20页/共36页第二十页，共37页。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。第21页/共36页第二十一页，共37页。

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。（１）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，а－酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸↓环境前体：二氧化碳，水，氨，氮等（２）化学组成水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。第22页/共36页第二十二页，共37页。细菌（原核）细胞第23页/共36页第二十三页，共37页。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第24页/共36页第二十四页，共37页。第25页/共36页第二十五页，共37页。1.细胞核第26页/共36页第二十六页，共37页。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。第27页/共36页第二十七页，共37页。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第28页/共36页第二十八页，共37页。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第29页/共36页第二十九页，共37页。线粒体叶绿体分布形态结构双层膜外膜内膜基粒基质功能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第30页/共36页第三十页，共37页。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。１.两种基本类型：RER,SER

２.功能:（１）蛋白质合成（２）脂质合成（３）蛋白质的修饰与加工（４）新生多肽的折迭与装配（５）其它功能：信息传递（肌质网）；组织酶区域化；解毒第31页/共36页第三十一页，共37页。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第32页/共36页第三十二页，共37页。高尔基复合体

形态结构：由一些（常常３－４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。第33页/共36页第三十三页，共37页。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基体－－蛋白质的“加工工厂”第34页/共36页第三十四页，共37页。溶酶体与过氧化物酶体（一）溶酶体1.形态特征：单层膜围绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。植物溶酶体－液泡2.功能（１）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞（２）防御功能（３）其它生理功能（二）过氧化物酶体１.与溶酶体的区别２.功能:参与了对细胞有毒性的过氧化氢的降解.第35页/共36页第三十