第01章 绪论csx1.ppt

1、江西农业大学理学院 Email: 手机:生物化学,讲授人: 陈尚钘,第一章 绪 论,欢迎进入迷人 的生化星空,年度最佳灰姑娘,神奇的生命世界,俺们那疙瘩都是活雷锋,神奇的生命世界,吊兰,大苏铁,龙血树,8,农林育种,神奇的生命世界,Cell magic,神奇的生命世界,我的心中只有你,Who is murderer,14,动物克隆,英国纽卡斯尔大学,1996, CHN, 曹宜林,15,GMF,HOW？ why？ WHAT？,生物化学,Biochemistry,附： 问世间，生为何物？,对生命的描述,19世纪，恩格斯：生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和

2、它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。 恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础，即具有新陈代谢功能的蛋白体。100年来，这个定义一直指导人们认识生命的思想武器。,从不同学科对生命的定义,生理学: 例如把生命定义为具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性等功能的系统。但某些细菌却不呼吸。 生物化学: 生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢酶蛋白。但是已知某种病毒样生物却无核酸。 遗传学: 通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统。 热力学: 生命是个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。,生命的基

3、本特征,生命具有两个重要的基本特征 质能转化（ Transformation between Substance and Energy ）：物质和能量代谢 信息流（Information Flux）：生物遗传与表达 建立在两者基础之上的生物体调控体系,生从何来？,生命起源想像图 自生乎？外来乎,1952年，Chicago Unv.,米勒的实验,H2, CH4, NH3, H2O,米勒模拟实验得到的有机物 （共计20多种） 有机物 产量 /mol 甲醛 2330 脲（尿素） 20 乳酸 310 琥珀酸 40 甘氨酸 6 谷氨酸,生命可能起源于 原始海洋的有机汤,外来乎？, “外来学说” 的证据,

4、彗星撞击创世说：40亿年前，软撞击带来水，持续5亿年； 发现太空糖：2.6万光年银河系的气尘云团，脱氢乙二醇（糖），太空有生命？ 郧石中的生命：1965，澳，陨石，左手螺旋AA，与地球一致。60多种有机化合物：卟啉，嘌呤，嘧啶，AA。美火星陨石磁场分析：上嵌长链状排列的磁化体，可能是由曾经具有长链的有机体形成，即细菌。火星的生命形式易到达地球。 南极冰层发现微生物：1999，南极维斯图克湖，-3 Km处发现微生物群落，佐证“水即生命”火星曾经有水，欧罗巴有冰（-162）；外来生命能存活？,Fire Froth Primary life in outer space,微生物侵蚀南极-3km玄武石

5、的结果,Mars,Earth,What is your opinion and why?,生命体的大小,生命体的大小,生 命 的 结 构 层 次,一.生物化学的含义 研究组成生物体物质的结构、性质、功能及其在生命现象中的化学变化的科学，即研究生命现象的化学本质的科学。 或者说： 用化学的理论和方法作为主要手段研究生命运动的（物质和能量变化）本质，阐述构成生物体的基本物质（如糖类、脂类、蛋白质、核酸等）的结构、性质及其在生命活动的过程（新陈代谢）中的 变化规律。,生命的物质组成：糖、脂、蛋白质、核酸 生命催化剂：酶 生命的营养、保护和调节物质：维生素 生命物质和能量代谢：糖，脂，蛋白质代谢基础

6、生命的遗传与变异：DNA和RNA代谢基础 生命的表达：蛋白质的合成基础 生命的调节与控制基础,二. 生物化学的研究对象 生物大分子（biomacromolecule:）: 具有一定生物功能的、分子量在 10000 Dalton（道尔顿）以上的分子，如核酸、蛋白质、糖类、脂类等。,三. 生物化学的研究内容,构成生物有机体的物质基础，即静态生物化学。 生物物质在体内的运动规律，即动态生物化学或新陈代谢的规律。 重要生命物质的结构与功能的关系,以及环境对机体代谢的影响，从分子水平来阐明生命现象的机制和规律,即机(功)能生物化学。 包括遗传信息的贮存、传递与表达，细胞间信息传递，钙、磷、微量元素的生物

7、化学等生命科学内容。,四. 生物化学的发展过程,1. 早期生物化学的发展：二十世纪前，主要是静态生物化学的成果。,早期生物化学的发展动力来自于医药实践和发酵工业的兴起。 欧洲十七、十八世纪工业的飞速发展也对生物化学这门学科的发展起了巨大的推动作用。 十九世纪初，随着物理学、化学、生物学的巨大发展，影响和促进了生物化学理论体系的形成与发展。,19世纪末20世纪初生化领域的三大发现,维生素酶激素,维生素的发现 缺乏Vc：坏血症 缺乏VB：脚气症 （埃克曼 ） 缺乏VA：夜盲症,荷兰克里斯蒂埃克曼， 1929年 Nobel 奖,1897 年， 布希纳发现酶 1907年 Nobel 奖 20世纪初，萨

8、姆纳和 诺思谱双纯化酶 1946年 Nobel 奖 1982年 西卡发现核酶 1989年 Nobel 奖,酶的发现,动态生物化学的发展：二十世纪初到二十世纪五十年代，主要是动态生物化学飞速发展时期。,1 g 糖彻底燃烧时产热17 kJ （4.1 kcal） 1 g 脂肪彻底燃烧时产热39 kJ （9.3 kcal） 1 g 蛋白质在体外燃烧时产热23 kJ （5.49 kcal） 1 cal 是使 1 g水升高1时所需的能量（1 cal4.2 J） 200 g 食物，30干物质含量，平均燃烧热假定为5 kcal 使 1 g 水 升 3105，50 000 g 水 6，,葡萄糖体内的氧化分解,细

9、胞质 底物水平磷酸化,线粒体 氧化磷酸化,能量逐步释放,分子生物学的兴起：二十世纪中叶开始，生物化学进入分子水平。,1944 - Avery, MacLeod C-G,DNA Replication,The figure illustrates a prediction of this model. If the parental DNA carries a heavy density label because the organism has been grown in medium containing a suitable isotope (such as 15N), its stra

10、nds can be distinguished from those that are synthesized when the organism is transferred to a medium containing normal light isotopes.,M Meselson & FW Stahl (1958). The replication of DNA in E. coli. Proc Nat Acad Sci, USA 44, 671-682.,生物技术与生物工程的兴起：以生物化学等学科为基础。,现代生物化学的发展：人类基因组计划(HGP)、后基因组计划。,六. 生物化学与工农业生产的关系、生物化学的应用。 工农业生产推动了生物化学的发展。,五. 生物化学与其它学科的关系、生物化学在生命科学中的地位 生物化学是生命科学的领头科学。,七. 生物化学的特点与学习方法。,生物学,动物学,植物学,微生物学,化学,生物化学,有机化学,物理化学,无机化学,分析化学,高分子化学,生物化学生命与生物化学,与相关学科的关系,参考书目,郑集、陈钧辉 编著，普通生物化学（第3版），高等学校教材，高等教育出版社 王镜岩、朱圣庚