《生物化学(第2版)》教学课件00绪论

生物化学

生物化学是生命科学的共同语言：

生物是极其多样的。就外表和功能而言，鸟类和兽类、树木、青草以及微生物差异极大。然而，生物化学研究表明，所有生物在细胞和化学水平都极为相像。

生物化学用分子术语来描述适合所有生物的结构、机制以及化学过程，并提供多种多样生命形式所共有的组织原理。绪论生物化学是用统一的化学术语来解释生命的多种形式,它在分子水平探讨生命的本质。一、生物化学的涵义1.生物体的化学组成，生物大分子的结构、性质与功能及其与生命现象之间的关系。2.生命过程中物质代谢和能量代谢规律及调节（即新陈代谢及调节）3.基因信息传递及调控研究的内容：现代生物化学定义：研究生物分子，特别是生物大分子相互作用，相互影响以表现生命活动现象原理的科学。二、生物化学的发展简史1.初级阶段：18世纪中叶至20世纪初是生物化学的初级阶段。主要研究生物体的化学组成。期间的重要贡献：（1）对糖类、脂类及氨基酸的性质进行了较为系统的研究。（2）发现了核酸。（3）化学合成了简单的多肽。（4）酵母发酵过程中“可溶性催化剂”的发现，奠定了酶学的基础。2.发展阶段：20世纪初-20世纪40年代生物化学进入蓬勃发展阶段：期间的重要贡献：（1）营养学方面：发现了人类必需氨基酸、必需脂肪酸及多种维生素（如维生素A治疗夜盲症，维生素B1

治疗脚气病等）。（2）内分泌学方面：多种激素的发现、分离、合成。（3）在酶学方面：酶结晶获得成功。第一个被分离提出的酶是脲酶，并被证明它的化学本质是蛋白质。（4）在物质代谢方面：由于化学分析及同位素示踪技术的发展与应用对生物体内主要物质的代谢途径已基本确定。如1937年Krebs发现三羧酸循环，并于1953年获诺贝尔奖。3.分子生物学的崛起与发展：二十世纪下叶以来，生物化学发展的显著特征是分子生物学的崛起。期间的研究重点及成果：（1）物质代谢途径的研究继续发展，并重点进入代谢调节与合成代谢的研究。（2）细胞内两类重要的生物大分子－－蛋白质与核酸，成为研究的焦点。例如：50年代初期发现了蛋白质α-螺旋的二级结构形式；完成了胰岛素的氨基酸全序列的分析；1965年我国科学家采用人工方法合成了结晶牛胰岛素。Watson和Crick于1953年提出DNA双螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖；1986年Mullis发明了PCR技术并获得1993年的诺贝尔生理医学奖等等。（3）提出了遗传信息传递的中心法则，破译了RNA分子中的遗传密码等。（4）70年代重组DNA技术的建立不仅促进了对基因调控机制的研究，而且使人们主动改造生物体成为可能。DNA限制性内切酶首例基因工程产品—人胰岛素DNA重组技术也称为基因克隆或分子克隆。最终目的是把一个生物体中的遗传信息（DNA）转入另一个生物体。三、生物化学发展过程中主要大事件3.遗传的分子基础及代谢调节4.生化实验四、本课程的内容组成1.生物体的化学组成2.代谢的研究及代谢原理的应用五、生化实验技术1.1940年瑞典科学家Svedberg发明超速离心技术2.电泳技术的应用3.层析技术的应用4.同位素标记追踪技术的应用5.各种工具酶的发现与应用，为DNA重组技术

奠定了基础离心技术1.基本原理悬浮在液体介质中的不同密度，大小或形状的颗粒会以不同速度在离心场中沉降。2.离心技术的主要作用（1）制备性离心差速离心法密度梯度离心法（2）分析性离心相对分子质量的测定生物大分子纯度的测定检测生物大分子的溶液构象

在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心，用于分离不同大小的细胞和细胞器。

差速离心法：密度梯度离心法：

用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力的作用使细胞分层、分离。密度梯度离心常用的介质为氯化铯，蔗糖和多聚蔗糖。电泳技术1.基本原理主要根据生物大分子的形状，大小及所带净电荷的种类及多少不同而在直流电场中对它们进行分离2.电泳技术在生化中的主要用途

分离各种有机物（如氨基酸、蛋白质、核酸等）和无机盐分析某种物质纯度分子量的测定（SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳）等电点的测定等（等电聚焦电泳）-+1357911蛋白质（pI=？）层析技术1.基本原理

层析法是利用不同物质理化性质的差异（如溶解度，分子大小，带电情况，亲和力大小等）而建立起来的技术。所有的层析系统都由两个相组成：一是固定相，另一是流动相。分配层析——纸层析、薄层层析等凝胶层析离子交换层析亲和层析

凝胶层析的应用⑴脱盐⑵用于分离提纯⑶测定生物大分子的分子量⑷高分子溶液的浓缩：

通常将稀的高分子溶液投入到SephadexG-25或50干胶中，这时水分和低分子量的物质就会进入凝胶粒子内部的孔隙中，而高分子物质则排阻在凝胶颗粒之外，再经离心或过滤，将溶胀的凝胶分离出去，就得到了浓缩的高分子溶液。2.层析技术应用

离子交换层析的应用

亲和层析应用（1）用于分离氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、核苷酸及其它带电荷的生物分子。（2）谷氨酸生产中用于谷氨酸稀溶液的浓缩等。（1）可用于纯化生物大分子（2）稀溶液的浓缩等。亲和层析应用具有局限性具有专一亲和力的生物分子对主要有：抗原与抗体、DNA与互补DNA或RNA、酶与它的底物或竞争性抑制剂、激素（或药物）与它们的受体、维生素和它的特异结合蛋白、糖蛋白与它相应的植物凝集素等。表：重组DNA技术中常用工具酶酶功能限制性核酸内切酶识别特异序列，切割DNADNA连接酶催化DNA中相邻的5′磷酸基和3'羟基末端之间形成磷酸二酯键，使DNA切口封合或使两个DNA分子或片段连接DNA聚合酶Ⅰ1）合成双链cDNA的第二条链；2）缺口平移制作高比活探针3）DNA序列分析4）填补3′末端反转录酶1）合成cDNA2）替代DNA聚合酶I进行填补、标记或DNA序列分析多聚核苷酸激酶催化多聚核苷酸5'羟基末端磷酸化、或标记探针末端转移酶在3′羟基末端进行同质多聚物加尾碱性磷酸酶切除末端磷酸基六、生物化学与发酵工业、食品工业、农业及医药卫生行业的关系七、学习生物化学应注意的几个问题1.课程特点：各章节间、与其它学科间联系紧密内容较抽象，自学难度较大2.学习方法：兴趣是最好的老师阅读教材及课外读物与先修课程的联系理解记忆、及时复习、归纳总结、适做习题注重实验、联系实际参考书：《生物化学》第二版王永敏等齐鲁工大《生物化学》第三版王镜岩等北大《生物化学》第四版朱圣庚等北大《食品生物化学》第一版王淼等江南《生物化学》第一版金凤燮等大连《生物化学》第一版王艳萍等天津《生物化学原理》第二版杨荣武等南京《普通生物化学》第四版郑集等南京《生物化学简明教程》第四版聂剑初等北京师大等《生物化学与分子生物学》第二版王联结----考研参考书几个生物学网站中国生物论坛：21世纪生物论坛：基因潮：生物帮：/

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