0生物化学绪论课件

0生物化学绪论生物化学0生物化学绪论第一章绪论一、生物化学的定义和研究内容二、生物化学的发展简史三、生物化学的应用四、生物化学与其它学科的关系五、生物化学的特点和学习方法六、参考资料0生物化学绪论一、生物化学的定义与研究内容

生物化学是研究细胞中生物分子运动的化学本质，是研究活细胞内各种物质的化学组成及其分解与合成的普遍规律。因此,生物化学研究的对象不局限于哪种生物、哪类细胞、哪个器官或组织，而是以整个生物界所有生物细胞内所发生的各种化学事件，研究其生物化学特性，阐明这些事件的发生与消亡。它的研究对象具有普遍性和代表性。0生物化学绪论Diverselivingorganisms0生物化学绪论TheGardenOfEdenDiverselivingorganismssharecommonchemicalfeatures,samebasicstructuralunits(cells)andsamekindsofmacromolecules.0生物化学绪论0生物化学绪论1.所有不同类型的生物体几乎都利用一些相同的生物分子如碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸，而且这些生物体几乎都具备合成和分解这些分子的代谢途径（pathway）；2.生物体的宏观表型如生长、发育、繁殖等都受细胞内DNA遗传特性的控制;一.生物化学的涵义-基本概念0生物化学绪论3.生命活动的过程是由成千上万个生物化学反应组成，但这些反应并非杂乱无章，而是以网络状的途径形式存在。例如在生物体内合成乙醇反应。如果从一个反应来看，精确和调控这些反应（或途径）是保持正常生命活动的基础。一.生物化学的涵义-基本概念0生物化学绪论生物体是由哪些物质组成的？它们的结构和性质如何？-----静态生化这些物质在生物体内发生什么变化？是如何变化的？变化过程中能量是怎样转变的？即这些物质在生物体内怎样进行物质代谢和能量代谢的？-----动态生化or代谢生化这些物质的结构，代谢和生物功能与复杂的生命现象（如：生长，生殖，遗传，运动等）之间有什么关系？-----机能生物化学研究组成生物体的基本物质（糖类、脂类、蛋白质、核酸）以及对体内的化学反应起催化和调节作用的生物活性物质(酶、维生素、激素)的结构、性质和功能。研究糖类、脂类、蛋白质和核酸在生命活动过程中进行的化学变化，也就是新陈代谢，以及代谢过程中能量的转换和代谢调节。研究遗传信息的传递和表达。二.生物化学的内容0生物化学绪论生命的物质组成肽核苷多聚糖磷脂酸氨基酸含N碱基核糖葡萄糖脂肪酸甘油胆碱基本生物分子4种生物大分子蛋白质核苷酸多糖脂类多酶复合体染色体生物膜细胞器细胞组织器官生物体动物、植物、微生物0生物化学绪论Polysaccharides（多糖）lipids0生物化学绪论ProteinDNARNANucleicAcid0生物化学绪论

根据现代生物化学及分子生物学研究还原论的观点，要想了解细胞及亚细胞的结构和功能，必先了解构成细胞及亚细胞的生物分子的结构和功能。因此，研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。

生物大分子的结构与功能0生物化学绪论2、在了解生物机体物体组成的基础上，进一步研究各种物质，在体内的分解、合成、相互转化、能量转化，以及一些物质在这些过程中之作用(动态生化)。0生物化学绪论物质代谢（新陈代谢）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。0生物化学绪论新陈代谢同化作用assimilation环境生物小分子吸能反应异化作用dissimilation环境小分子分解代谢体内生物大分子放能反应合成代谢大分子机体能量代谢物质代谢物质新陈代谢及在代谢过程中能量的转换和调节的规律

0生物化学绪论蛋白质糖类脂类0生物化学绪论0生物化学绪论二、生物化学的发展历史最早的自然科学就是数、理、化、天、地、生。生就是生物学，研究的是一些力所能及的形态观察、分类等。随着各学科的发展，学科间在理论知识和技术上相互渗透，尤其是化学、物理学的渗透，到18世纪一些从事化学研究的科学家如拉瓦锡、舍勒等人和一些药剂师转向生物领域，生物学逐渐分离成生理化学（生物化学的萌芽）、遗传学、细胞学。1877年，德国医生霍佩-赛勒ErnstFelixHoppe-Seyler首次提出“Biochemistry”一词，并使之成为一门独立的学科。生物化学的发展概括起来经历了3个阶段：

0生物化学绪论古代（生物化学的发展是原始的，初步的）近代

1）十八世纪，从拉瓦锡研究燃烧和呼吸开始（开拓性的时代）

2）十九世纪，科学发展的初期。

3）十九世纪末，二十世纪初生物化学独立现代（分子生物学时代的开始）二十世纪五十年代，Watson,CrickDNA双螺旋结构的提出。

生命是发展的，生命起源，生物进化，人类起源等说明生命是发展的，因此，人类对生物化学的认识也是发展的。0生物化学绪论（一）古代猪肝被用于治疗夜盲症------维生素A古代酿酒-------糖乙醇卤水点豆腐--------蛋白质的变性（二）十八世纪

拉瓦锡（Attoine-LaurentLavoisier)推翻了燃素说，发现生物体的呼吸氧化作用。

舍勒（CarlWilhelmScheele）分离出酒石酸、尿酸、柠檬酸、苹果酸、甘油0生物化学绪论显微镜的发明(Hooke)0生物化学绪论（三）十九世纪

1928年德国维勒（FriedrichWöhler）合成了尿素NH4CNOCO(NH2)2

德国化学家李比希（JustusvonLiebig）农业化学奠基人、生理化学和碳水化合物化学的创始人。

德国化学家霍佩-塞勒（Hoppe-Seyler）首次提出“Biochemie”、“proteids”，并创办了《生理化学杂志》，出版了《生理化学及病理化学分析手册》，获得卵磷脂和血红素晶体。建立斯特拉斯堡研究所。马扬迪（FrancoisMagendie）法国试验生理学创始人。

艾尔贝（JohnJacobAbel）美国科学家，得到胰岛素结晶，并创立《药理学与试验治疗学杂志》。0生物化学绪论（四）二十世纪的前五十年

20世纪：生理学、化学、营养学的真正的黄金时代。美国萨姆纳（Sumner）从刀豆中得到脲酶的结晶。克雷布斯（Krebs）提出了著名的尿素循环和三羧酸循环，获1953年诺贝尔生理学奖。

20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科。霍普金斯（SirFrederickGowlandHopkins)发现维生素1950年美国Pauling等蛋白质的二级结构——α-螺旋。0生物化学绪论（五）分子生物学的出现

1955年英国Sanger

胰岛素一级结构的测定，1958年诺贝尔化学奖。

1953年美国Watson和英国Crick提出DNA双螺旋结构

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

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这以后，核酸的研究进展很快，在核酸一级结构测定和核酸人工合成方面取得显著成果。

60年代，1961年法国雅各布（FrancoisJacob）和莫诺（JacquesMonod)操纵子模型80年代，进入生物工程的研究。包括基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等。90年代，1990年启动了人类基因组计划。

1980年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列得方法，获1980年诺贝尔化学奖。0生物化学绪论SequencingoftheHumangenome15Feb200190年代，1990年启动了人类基因组计划。生命科学进入了后基因组时代，产生了功能基因组学、蛋白质组学、结构基因组学等0生物化学绪论YearProteinswerethoughttocarrygeneticinformationMiescherdiscoveredDNAInterweavingofthehistoricaltraditionsofbiochemistry,cellbiology,andgenetics.

静态动态机能0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论0生物化学绪论新华社斯德哥尔摩10月９日电（记者吴平）瑞典皇家科学院９日宣布，把2002年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希，以表彰他们发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。约翰·芬恩田中耕一库尔特.伍斯里奇0生物化学绪论瑞典皇家科学院10月８日宣布，将2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。0生物化学绪论2004年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，将2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯(从左至右)，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。

0生物化学绪论美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域所作出的贡献而独自获得2006年诺贝尔化学奖。0生物化学绪论2006年度诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学安德鲁·法尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了RNA干扰现象。克雷格·梅洛安德鲁·法尔0生物化学绪论瑞典卡罗林斯卡医学院10月8日宣布，将2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予两名美国人马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和一名英国人马丁·埃文斯，以表彰他们在“基因靶向”技术方面的突出贡献。马里奥·卡佩基马丁·埃文斯奥利弗·史密斯0生物化学绪论2008年诺贝尔化学奖钱永健1952年生于纽约，现为美国加州大学圣迭戈分校生物化学及化学系教授、美国国家科学院院士、国家医学院院士，2004年沃尔夫奖医学奖得主。主要贡献是利用水母发出绿光的化学物来追查实验室内进行的生物反应，他被认为是这方面的先驱。马丁·沙尔菲现年61岁，美国哥伦比亚大学生物学教授，他获奖的主要贡献在于向人们展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用。诺贝尔奖评审委员会说，这种蛋白已经成为同时代生物科学研究最重要的工具之一。下村修现年80岁，出生于日本京都府，1960年获得名古屋大学理学博士学位，曾先后在美国普林斯顿大学、波士顿大学和伍兹霍尔海洋生物实验所工作。他1962年从一种水母中发现了荧光蛋白，被誉为生物发光研究第一人。0生物化学绪论美国科学家文卡特拉曼·拉马克里希南、托马斯·施泰茨和以色列科学家阿达·约纳特因对“核糖体的结构和功能”研究的贡献而获得今年的诺贝尔化学奖。0生物化学绪论他们解决了生物学的一个重大问题：在细胞分裂时染色体如何完整地自我复制以及染色体如何受到保护以免于退化。这三位诺贝尔奖获得者已经向我们展示，解决办法存在于染色体末端—端粒，以及形成端粒的酶—端粒酶。

0生物化学绪论1、工业上

食品工业、化妆品工业、发酵工业、制革工业、国防工业、环保工业等。三、生物化学的应用2、农业上优质、高产品种培育、优良品种鉴定、生物肥料、生物农药等。0生物化学绪论3、畜牧业：肉、蛋、乳中的蛋白质，脂肪等含量要用生化疾病诊治、生化制药、基因治疗等。4、医药卫生诊断：血糖浓度、辅助诊断糖尿病，GPT含量测定诊断乙型肝炎，维生素缺乏症。0生物化学绪论5、应用前景（生物技术……)

在分子水平上：生物化学、分子生物学、基因工程三者之间互相交叉，互相促进，密切联系。学好生物化学对今后深造，进行生命奥秘的探索，打好基础。0生物化学绪论“细菌工厂”（基因工程）0生物化学绪论克隆马(切萨雷·加利,2003)克隆骡子(戈登·伍兹,2003)0生物化学绪论“生物反应器”0生物化学绪论化学有机化学物理化学无机化学分析化学高分子化学四、生物化学与其它学科的关系有机化学，只有对生物体内的有机成分的化学结构研究清楚，才能进一步了解其在生物体内的代谢活动和功能。物理化学，生物化学是运用物理化学元素的理论和方法研究生命现象。0生物化学绪论

生物学动物学植物学微生物学0生物化学绪论

化学

生物学

生物化学生理学遗传学栽培、育种生态0生物化学绪论

植物生化动物生化微生物生化病理生化

农业生化

生物化学分支

食品生化

无机生化有机生化生理生化临床生化细胞工程基因工程发酵工程蛋白质工程酶工程0生物化学绪论生物化学与许多学科有着密切联系和交叉1、利用化学、物理学的原理和技术研究生物分子的结构、性质。2、许多生物化学理论（代谢途径和调控机制）是用微生物作为材料证实的。3、生理学,是在生物体的组织和整体水平研究生命进程，涉及生物体内有机物的代谢，这也是生物化学的核心之一。4、细胞生物学,研究生物细胞结构、功能，包括细胞内生物分子的作用。5、遗传学，研究核酸、蛋白质的生物合成及调控，这也是生物化学必须讨论的重要课题。有机化学生物物理学微生物学生理学细胞生物学遗传学生物化学0生物化学绪论生物化学的重要性1、是微生物学、细胞学、基因工程、发酵工程、生化分离工程等各门生物工程相关专业课的基础→深入了解各种生物的生长、生殖、生理、衰老、生命起源和演化等现象都需用生物化学的原理和方法进行探讨（生物化学与先行课、后行课的关系→起承上启下的作用）2、是医学、农学、某些轻工业和营养卫生学等科目的基础3、考研方面0生物化学绪论五、课程特