生物化学绪论讲课文档

生物化学绪论第一页，共46页。1绪论

2核酸化学

3蛋白质生物化学-静态部分4酶5糖6脂和生物膜7激素第二页，共46页。第一章绪论第三页，共46页。一什么是生命科学：二生物化学的概念、研究对象和内容三生物化学的发展史及其与其它学科的关系第四页，共46页。二十一世纪——生命科学世纪第五页，共46页。

人口与粮食健康与疾病环境与生态能源与资源二十一世纪生命科学的世纪

第六页，共46页。Whatislifescience?热爱生命而喜欢生命科学是一份天然,生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣学习生命科学是一种荣幸和享受第七页，共46页。Whatislifescience?生命的基本特征：1、细胞是生物的基本单位除了病毒第八页，共46页。生命的基本特征：1、细胞是生物的基本组成单位病毒，没有细胞结构，但是具有其它的生物特征第九页，共46页。生命的基本特征：2、新陈代谢、生长和运动是生命的本能第十页，共46页。生命的基本特征：2、新陈代谢、生长和运动是生命的本能

生命在于运动，生命运动是自然界最高级的运动形式。例如，很难理解和想象，在记忆过程中大脑细胞运动的详细过程。我们也还不完全知道，为什么有些植物能感受外界的刺激而发生运动。比如，猪笼草捕虫，含羞草含羞等。第十一页，共46页。生命的基本特征：3、生命通过繁殖而延续—有性、无性“生生不息，生命不止”，在自然界，唯有生物具有繁衍后代的能力。1997年，首例克隆哺乳动物“多莉”的诞生第十二页，共46页。生命的基本特征：3、生命通过繁殖而延续生命的繁衍已经不再神秘，DNA是遗传的基本物质，基因的表达调控决定了个体的特征。第十三页，共46页。Outof19,813,086,19,568,394siteswereidenticaltotheirhumancounterpartsforameanpercentidentityof98.77Fujiyamaetal,2002,Science,295:131-134第十四页，共46页。Whatislifescience?生命的基本特征：4、生物具有个体发育和进化的历史正常的生物都具有从生到死的完整生命过程，即生活史。生物个体不断繁衍后代，无数个体失活史串联起来就构成了生物的进化史，遗传和变异结合的后果。第十五页，共46页。Whatislifescience?生命的基本特征：5、生物对环境具有适应性“适者生存”，进化就是生物适应环境的结果。生物对环境的变化有着微妙的应答反应。生命科学的研究不仅要研究生物的个体，还要研究其与环境的互作。1859年，《物种起源》引起了广泛的关注。第十六页，共46页。生命的基本特征：细胞是生命的基本组成单位新陈代谢、生长和运动是生命的本能生命通过繁殖而延续生命具有个体发育和进化的历史生命对环境具有适应性第十七页，共46页。WhatIslifescience?

研究生物体及其运动规律的科学，广义的生命科学还包括生物技术、医学、农学、生物与环境、生物学与其他学科的交叉领域第十八页，共46页。

生物化学是生命科学的语言。是解读生命科学的，从分子水平上理解生物学的现象（广义上）。当然这样的话，其与分子生物学有什么区别呢？

分子生物学其是在分子水平上研究基因的结构和功能的科学（比较具体和有用的定义，狭义的概念）第十九页，共46页。

1概念

生物化学是研究生命现象的物质基础和生命过程基本活动规律的科学。

利用物理、化学和生物学的技术和原理，从分子水平研究生物体的化学组成、生命活动的基本规律及调节方式，从而阐明生命现象的本质。二生物化学的概念、研究对象和内容第二十页，共46页。2研究内容

1）生物体物质的化学组成、结构、性质和功能

2）生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调控

3）生物体的遗传信息传递第二十一页，共46页。三、生物化学的发展史及其与其它

学科的关系起源于18世纪晚期：法国科学家Lavoisier

（1743-1794）被称为”化学之父”第二十二页，共46页。三、生物化学的发展史及其与其它

学科的关系直到19世纪初期，生物化学才成为一门独立学科：

十九世纪--二十世纪30二十世纪的30年代--五十年代50年代以后--分子生物学的出现第二十三页，共46页。三、生物化学的发展史及其与其它

学科的关系直到19世纪初期，生物化学才成为一门独立学科：

德国Neuberg(1877-1951)于1903年提出“生物化学”这个名词生物化学才成为一门独立的学科，在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。第二十四页，共46页。德国有机化学家EmilFischer‘‘生化之父’第二十五页，共46页。二十世纪的30年代--五十年代30年代，1933～1936年Krebs提出了著名的尿素循环和三羧酸循环。1940年德国科学家Embden和Meyerhof提出的糖酵解途径。20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科。第二十六页，共46页。50年代以后--分子生物学的出现1953年美国Watson和英国CrickDNA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——分子生物学阶段第二十七页，共46页。1929年A.哈登（英），冯·奥伊勒–

歇尔平(瑞典）

阐明糖发酵过程和酶的作用1946年J.B.萨姆纳（美）、J.H.诺思罗普，W.M.

斯坦利（美）分离提纯酶和病毒蛋白质1958年F.桑格（英）胰岛素结构研究1981年福井谦一（日）、R.霍夫曼（英）通过前线轨道理论和分子轨道对称守恒原理来解释化学反应的发生诺贝尔化学奖诺贝尔奖第二十八页，共46页。1984年R.B.梅里菲尔德（美）

开发了极简便的肽合成法1989年S.奥尔特曼，T.R.切赫（美）

RNA自身具有酶的催化功能1993年K.B.穆利斯（美）

发明“聚合酶链式反应”法

M.史密斯（加拿大）

开创“寡聚核苷酸基定点诱变”法诺贝尔化学奖诺贝尔奖第二十九页，共46页。

1997年P.B.博耶（美）、J.E.沃克尔（英）

J.C.斯科（丹麦）

发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶2002年约翰·芬恩（美）、田中耕一（日）库尔特·维特里希（瑞士）

发明了对生物大分子进行确认和结构分

析的方法和发明了对生物大分子的质谱

分析法诺贝尔化学奖诺贝尔奖第三十页，共46页。

2003年彼得·阿格雷（美）、罗德里克·

麦金农（美）

在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。2004年阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科（以）和伊尔温-罗斯（美）泛素调节的蛋白质降解诺贝尔化学奖诺贝尔奖第三十一页，共46页。1923年F.G.班廷（加拿大），麦克劳德（加拿大人）发现胰岛素1937年A.森特–焦尔季（匈牙利）

发现肌肉收缩原理1953年F.A.李普曼（英）高能磷酸结合在代谢中的重要性，发现辅酶AH.A.克雷布斯（英）发现克雷布斯循环（三羧酸循环）诺贝尔生理或医学奖第三十二页，共46页。1958年G.W.比德乐、E.L.塔特姆（美）

生物体内的生化反应由基因控制1962年J.D.沃森（美）、克里克、威尔金斯（英）

发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性1968年R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯格（美）

研究遗传信息的破译及其在蛋白质合

成中的作用

诺贝尔生理或医学奖第三十三页，共46页。1972年G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）

抗体化学结构和机能1978年W.阿尔伯（瑞士人）、H.O.史密斯、D.内森斯（美国人）

发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用1983年B.麦克林托克（美国人）发现移动的基因1984年N.K.杰尼（丹麦）、克勒（德国）、C.米尔斯坦（英国）

确立有免疫抑制机理的理论，研制出了单克隆抗体诺贝尔生理或医学奖第三十四页，共46页。1989年J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯（美国人）发现了动物肿瘤病毒的致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因1992年E.H.费希尔、E.G.克雷布斯（美）发现蛋白质可逆磷酸化作用1997年S.B.普鲁西纳（美）发现了一种全新的蛋白致病因子

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朊蛋白（PRION）并在其致病机理做出了杰出贡献2000年阿尔维德·卡尔松（瑞典）、保罗·格林加德（美）、埃里克·坎德尔（奥地利）:“人类脑神经细胞间信号的相互传递”.2001年利兰·哈特韦尔(美)、蒂莫西·亨特(英)和保罗·纳斯(英)：

细胞周期调控。2002年悉尼·布雷内（英）、罗伯特·霍维茨（美）、约翰·苏尔斯顿（英）细胞分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱2003年保罗·劳特布尔（美）、彼得·曼斯菲尔德（英）在核磁共振成像。2004年美科学家理查德-阿克塞尔和琳达-巴克，气味受体和嗅觉系统.诺贝尔生理或医学奖第三十五页，共46页。我国科学家在生物化学领域中的贡献吴宪蛋白质变性理论（1893-1959）阎隆飞高等植物肌动蛋白（1921-2001）

人工合成有功能的蛋白质－－牛胰岛素酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成(tRNAAla)(上海生物化学研究所，上海细胞生物学研究所上海有机化学研究所,生物物理研究所,北京大学)第三十六页，共46页。人工合成牛胰岛素科学家1965年，上海生物化学研究所、北京大学、上海有机化学研究所的科学工作者经过6年多坚持不懈的努力,获得了人工合成的牛胰岛素结晶。它的结构、生物活性、物理化学性质、结晶形状，都和天然的牛胰岛素完全一样，这是世界上第一个人工合成的蛋白质。

第三十七页，共46页。

70年代，进入生物工程的研究。基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等。1955年英国Sanger胰岛素一级结构的测定--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。第三十八页，共46页。人类基因组计划1984年开始讨论1990启动2000序列框架图完成第三十九页，共46页。1995完成原核生物Hemophilusluenzae的基因组测序1996完成啤酒酵母的基因组测序1997完成大肠杆菌的基因组测序2000人类基因组序列框架（中国完成1%）2000拟南芥基因组序列（第一个高等植物）2002水稻基因组序列框架图（中国独立完成）2003中国家蚕基因组序列框架图人类基因组计划实施以来的成就第四十页，共46页。20世纪末和21世纪初，随着人类基因组全序列测定的基本完成，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。第四十一页，共46页。生物学动物学植物学微生物学化学生物学生物化学生物化学与其它学科的关系第四十二页，共46页。以生物化学为基石的生物技术在生命科学领域显示