生物化学制药工程课程教学大纲

生物化学Biochemistry【课程编号】BZ27509【课程类别】专业基础课【学分数】5【先修课程】有机化学，分析化学，物理化学,普通生物学,生理学【学时数】90【适用专业】制药工程一、教学目的、任务《生物化学》主要是从分子水平阐明生物体的化学组成及其在生命活动中所进行的化学变化与其调控规律等生命现象的本质。由于生物化学与分子生物学的迅速发展，其已成为新世纪生命科学领域的前沿学科，对工农业的发展也发挥出越来越大的促进作用。生物化学作为生物类专业一门重要的基础课，也是生物学专业的主干课程之一。它的任务是使学生了解生物体化学组成成分的分子结构及其性质，生命活动中发生的化学变化和调控规律，从而掌握生物化学的基础理论、基本知识和基本技能，为学习其他专业基础课和专业课程奠定必要的基础。二、课程教学的基本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。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，参考现行学时数，本课程主要介绍以下几方面内容:(1)生物大分子的分子结构、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;要求学生系统地学习、掌握普通生物化学的基本理论、基本知识、基本技术；树立和培养科学的哲学观；为学习后续专业基础课和专业课程作好理论知识的准备；为进一步深造或毕业后从事与生物学有关的工作奠定基础。三、教学内容和学时分配（90学时）(一)第一章绪论（2学时）主要内容：生物化学的概念和研究内容，生物化学的发展简史，生物化学与其他学科的关系教学要求：掌握“生物化学”的概念及当代生物化学研究的主要内容，熟悉本教材的主要内容及讲授安排，了解生物化学的发展简史。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：（二）第二章蛋白质化学（12学时）主要内容：蛋白质的元素组成、蛋白质的氨基酸组成；蛋白质氨基酸（20种基本氨基酸）的一般结构特点及其分类；氨基酸的理化性质；肽和肽键；肽的重要性质；蛋白质的一级结构、二级结构、超二级结构和结构域、三级结构以及蛋白质的四级结构；蛋白质分子结构与功能的关系；蛋白质的重要性质；蛋白质的分离、纯化与鉴定；蛋白质一级结构的测定。教学要求：掌握蛋白质的化学组成：元素组成特点；基本结构单位——氨基酸，组成蛋白质常见氨基酸的基本结构。熟悉蛋白质的重要生理功能；蛋白质结构与功能的关系：一级结构与功能的关系；空间结构与功能的关系。蛋白质的重要理化性质；两性解离及等电点；高分子性质；变性、沉淀等概念其它教学环节：第三章酶（6学时）主要内容：酶的概念、化学本质及作用特点；酶的命名及分类；酶的作用机理；酶促反应动力学基本原理；影响酶促反应速度的因素；酶活性及其测定；变构酶与同工酶教学要求：掌握酶的化学本质；酶的特异性（专一性）。酶的化学组成。结合蛋白酶（全酶）的酶蛋白与辅助因子（辅酶与辅基）之的关系；酶的活性中心和必需基团。酶原的激活；同工酶和变构酶。酶促反应的机理；活化能；中间产物学说的概念。酶促反应动力学的基本内容：温度、pH、酶浓度、底物浓度、竞争性抑制剂、非竞性抑制剂及激动剂对酶促反应速度的影响。米氏方程、米氏常数意义。三种抑制作用对最大速度和Km的影响。熟悉及了解酶活性测定的基本原则，酶活性单位的概念；酶的命名及分类。（四）第四章维生素与辅酶（5学时）主要内容：维生素的发现，定义和分类；脂溶性维生素：维生素A、D、E、K的化学本质，理化性质和主要生理功能及其缺乏病；水溶性维生素B族和维生素C的化学本质，理化性质和主要生理功能及其缺乏病，B族维生素与辅酶（基）的关系。教学要求：掌握脂溶性维生素在体内的活性形式，主要生化功能，缺乏病；水溶性维生素在体内的活性形式，构成辅酶的种类，主要生化功能，缺乏病。（五）第五章糖化学（5学时）主要内容：糖的定义、糖的分类；单糖立体构象；单糖的重要理化性质；糖的衍生物；主要双糖的结构和性质；多糖的种类、组成和各自的特点；糖蛋白和蛋白聚糖。教学要求：掌握糖类的元素构成、糖类的命名；单糖、寡糖、多糖的结构、物理和化学性质、构象等概念，糖类的功能。（六）第六章脂类与生物膜（5学时）主要内容：脂类的分类；脂类的生物学功能；脂肪酸的种类；脂肪酸及脂肪的结构与理化性质；脂质过氧化作用的机理及对机体的损伤作用；磷脂、类脂及结合脂组成、种类和性质；生物膜的组成和结构；流体镶嵌模型及其发展；生物膜的功能。教学要求：脂类的分类；脂类的生物学功能；脂肪酸的种类；脂肪酸及脂肪的结构与理化性质；脂质过氧化作用的机理及对机体的损伤作用；磷脂、类脂及结合脂组成、种类和性质；生物膜的组成和结构；流体镶嵌模型及其发展；生物膜的功能。（七）第七章核酸（5学时）主要内容：核酸的种类分布；核酸的生物学功能；核酸的化学组成；细胞内的游离核苷酸及其衍生物；核酸的分子结构；核酸的溶解性、解离性、旋光性、粘度和紫外吸收特性；降特性和浮力密度；DNA的变性和复性；DNA和RNA水解；核酸的分离纯化；DNA和RNA的含量测定；DNA序列分析。教学要求：要求掌握核酸的组成、结构及主要理化性质；了解核酸的分类和分布（八）第八章生物能学与生物氧化（6学时）主要内容：化学反应中的自由能变化及其意义；标准自由能变化与化学反应平衡常数的关系；氧化还原电位与自由能；偶联化学反应自由能变化的可加性；高能化合物；生物氧化的概念及特点和方式；电子传递链概念；呼吸链中的电子传递体；呼吸链的电子传递顺序；呼吸链组分在线粒体内膜上的分布；呼吸链的电子传递抑制剂；氧化磷酸化的概念、部位及与底物水平磷酸化区别；氧化磷酸化的偶联部位与P/O比；氧化磷酸化的机理；氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂；线粒体穿梭系统；能荷；呼吸控制。教学要求：要求掌握生物氧化过程中水的生成,ATP的生成,掌握电子传递与氧化呼吸链的关系,呼吸链各组分的结构和功能.明确生物氧化过程中CO2的生成,生物氧化的概念,生物氧化的特点,氧化磷酸化偶联作用和偶联部位.了解氧化磷酸化的偶联机理.正确理解呼吸链中各组分电极电位与排列顺序的关系。（九）第九章糖代谢（12学时）主要内容：双糖和多糖的酶促降解；糖酵解概念、反应历程；糖酵解中产生的能量；糖酵解的生物学意义；糖酵解的调控；丙酮酸的去处；丙酮酸脱氢酶多酶复合体的结构及其作用机理；三羧酸循环历程；三羧酸循环能量的产生及特点；三羧酸循环的回补反应；三羧酸循环的调控；三羧酸循环的生物学意义；乙醛酸循环；磷酸戊糖途径的细胞定位及反应历程；磷酸戊糖途径的生物学意义；磷酸戊糖途径的调控；叶绿体与光合色素；光反应；光合磷酸化；卡尔文循环；C4途径；糖异生作用的概念；糖异生途径的反应历程；其他单糖进入EMP；甘油的糖异生；乳酸循环；糖异生途径的意义；糖异生作用的调节；蔗糖和多糖的生物合成。教学要求：掌握糖酵解的基本反应过程、限速酶、ＡＴＰ的生成、生理意义及调节。糖有氧氧化的基本反应过程、限速酶、ＡＴＰ的生成、生理意义及调节。糖原合成与分解的生理意义及调节。糖异生途径的限速酶、生理意义与调节。熟悉糖原合成与分解的基本反应过程，糖异生的概念与基本反应过程，光合作用的基本反应过程。了解糖在人体内的消化与吸收，磷酸戊糖途径的基本过程及其生理意义。（十）第十章脂类代谢（10学时）主要内容：脂肪的水解；甘油的氧化分解和转化；脂肪酸的的β-氧化、α-氧化和ω-氧化；不饱和脂肪酸的氧化；酮体的生成、利用；酮体的生理意义；饱和脂肪酸的从头合成；脂肪酸碳链的延长和缩短；不饱和脂肪酸的合成；三酰甘油的生物合成；甘油磷脂的降解与生物合成；胆固醇的生物合成。教学要求：掌要求掌握脂肪酸的β-氧化过程和在胞浆中合成脂肪酸的过程；了解脂类的酶促水解、磷脂和胆固醇的代谢。（十一）第十一章氨基酸代谢（10学时）主要内容：蛋白质的酶促降解；氨基酸脱氨基作用；脱羧基作用；产物NH3的去向(尿素的生成与尿素循环)、氨基酸碳骨架的氧化；一碳单位代谢及其形式；生物固氮；氨同化；氨基酸的生物合成；重要氢基酸衍生物的生物合成。教学要求：要求掌握氨基酸的脱氨基作用、氨基酸的合成作用及氨基酸分解产物的代谢转变；了解蛋白质的酶促水解、氨基酸的脱羧基作用；了解氨基酸的生物合成。（十二）第十二章核苷酸代谢（8学时）主要内容：核酸的酶促降解；嘌呤的降解；嘧啶的降解；嘌呤核苷酸的从头合成途径；补救途径；嘧啶核苷酸的从头合成途径；补救途径；脱氧核糖核苷酸的合成；核苷酸转变为核苷二磷酸和核苷三磷酸。教学要求：明确嘌呤碱分解代谢的最终产物，明确嘌呤环和嘧啶环上各原子的来源。了解核酸、核苷酸、核苷的酶促降解。了解两类碱基的分解代谢和核苷酸的合成代谢。（十三）第十三章代谢调节（4学时）主要内容：糖代谢与脂类代谢的相互关系；糖代谢与蛋白质代谢的相互关系；脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系；核酸代谢与糖、脂类和蛋白质代谢的相互关系；酶水平代谢调节；激素水平的调节；辅因子的调节；金属离子浓度的调节。教学要求：掌握酶水平和激素水平的调节机理，明确各类物质代谢的相互联系。四、教学重点、难点及教学方法教学重点部分：生物体的基本物质如糖、脂、蛋白质、核酸、酶、维生素等的结构、性质和功能；这些物质在生物体内的代谢规律（包括物质代谢与能量代谢）；这些物质代谢与复杂的生命现象如生长、生殖、衰老、运动、免疫等之间的关系。难点部分：生物体的基本物质如糖、脂、蛋白质、核酸、酶、维生素等的结构、性质和功能；这些物质在生物体内的代谢规律（包括物质代谢与能量代谢）；这些物质代谢与复杂的生命现象如生长、生殖、衰老、运动、免疫等之间的关系。因为生物化学涉及分子水平，本课程进行课堂讲授的主要教学手段主要采用讲述法，采用多媒体辅助教学，运用大量的图片、动画帮助学生理解五、考核方式及成绩评定方