《生物化学与分子生物学》绪论 7年制.ppt

1、a,1,Biochemistry and Molecular Biology,生物化学与分子生物学,a,2,人体结构与功能的关系研究 结构研究： 器官：解剖学 组织：组织学 细胞：细胞学 分子：生物化学与分子生物学 功能研究：生理学 异常状态研究：病理解剖学（结构异常） 病理生理学（功能异常） 异常原因研究：免疫学（自身抗病能力） 病原学（外源）,基础医学,基础医学,生物学 基础医学,a,3,生物化学与分子生物学 Biochemistry and Molecular Biology,生物化学（biochemistry） 是研究生物体内生物分子及其化学反应和功能关系的学科。 从分子水平探讨生命现

2、象本质的学科。,a,4,化学反应：生物分子在体内的化学变化， 即物质代谢的过程。 信息传递: 基因遗传信息传递 细胞功能信息传递,生物分子：化学组成，分子结构及其功能。,Proteins（蛋白质） Nucleic acid（核酸） Fats （脂类） Sugars （糖类） Vitamins（维生素） Hormones（激素） Minerals（矿物质） And many others.,a,5,分子生物学（molecular biology) 是生物化学的重要组成部分，也是生物化学的发展和延续。 通常将研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能的内容，称为分子生物学。,Biochemistry

3、 Molecular Biology,a,6,发展简史(History),初期阶段：静态（叙述）生化 (1820世纪初) 生物体的化学组成和结构 发展阶段：动态生化 (20初20世纪中) 生物体内物质代谢的途径 分子生物学阶段：功能生化（20世纪中 生物大分子结构、功能、信息传递,a,7,一、叙述生物化学阶段(20世纪以前),有机化学基础上，发现蛋白质、核酸、酶 1864 Ernst Hoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。 1868 Friedrick Miescher发现“核素”(核酸)。 1878 Wilhelm Khne引入“酶”的概念。 1897 Eduard Buchner

4、和Hans Buchner证明酵母提取液可催化发酵。 1926 James B Sumner制备了脲酶结晶，证明是蛋白质。,a,8,二、动态生物化学阶段(20世纪上半叶),糖、脂、氨基酸基本代谢过程与能量代谢 1904 Knoop提出脂酸-氧化假说 1930 详细描述葡萄糖无氧酵解途径 1932 Hans A. Krebs等发现尿素循环。 1937 Hans A. Krebs揭示三羧酸循环机制。 1941 Fritz Lipmann提出ATP循环学说。 1944 LeLoir证实脂酸-氧化 1948 Eugene Kennedy、Albert Lehniger证明氧化磷酸化在线粒体进行。,a,

5、9,研究核酸、蛋白质等生物大分子结构、功能，信息传递的科学。,三、分子生物学阶段(20世纪50年代以后),1、DNA双螺旋结构的发现 2、DNA克隆等生物技术的建立 3、基因组学等组学的研究,a,10,1.1951年：Linus Pauling等提出蛋白质螺旋结构（1954年获诺贝尔奖） 1953年：Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（1962年获诺贝尔奖），分子生物学时期的标志。,a,11,遗传信息传递中心发则-遗传信息传递规律,1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 1958 Meselson和Stahl 证明DNA半保留复制。 1960

6、S. B. Weiss、A. Stevens和J. A. Hurwitz三个研究组分别发现RNA聚合酶。 1966 Synney Brenner和Crick证明遗传密码。 1968 遗传信息传递中心法则。,a,12,1968 第一个限制性核酸内切酶。 1967 B. M. Olivera、B. Weiss和S. B. Zimmerman等分别发现DNA连接酶 1973 体外DNA分子重组。 1975 “加减法”DNA测序。 1977 “双脱氧终止法”改进DNA测序技术。 1985 Kary Mullis发明聚合酶链式反应(PCR)。 1984 J. G. Izant、H. Weintraub反

7、义RNA技术。 1998 RNA干扰技术（RNAi）,2.DNA克隆等生物技术的建立和发展,a,13,3.基因组学等组学的研究：系统生物学 基因组计划： 1990 人类基因组计划（Human Genome Project， HGP）启动。 1999 Dunham等，22号染色体全序列。 2001 宣布人类基因组序列草图。 功能基因组计划：蛋白质组 转录组计划：RNA组 糖组 代谢组 生物信息学,a,14,20-30年代，生物化学家吴宪等，创立了血滤液的制备及血糖测定方法，Folin-吴宪法。 1931年，吴宪提出国际公认的蛋白质变性学说。 30-50年代，我国生物化学家刘思职等在免疫化学研究领

8、域首先采用定量分析方法研究抗原抗体反应机制。,四、我国科学家的贡献,a,15,50-60年代，我国生物化学家提出了蛋白质折叠与酶活性调节的理论。 1965年，中国科学院生物化学研究所、有机化学研究所和北京大学的科学家首先采用人工方法合成具有生物活性的牛胰岛素. 1981年，合成了酵母丙氨酸tRNA。 20世纪末-世纪初，HGP和蛋白质组学研究领域。,a,16,生物分子的结构与功能； 物质代谢与调节； 基因遗传信息的传递与调控；,生物化学的研究内容,揭示生物体的生长、发育、衰老、死亡以及生殖、遗传等生命现象的本质。,a,17,1.无机物、有机物、水； 2.维持生命需要的七大营养要素： O2、H2

9、O、无机盐、糖、脂、蛋白质、维生素。 宏量营养素：糖、脂、蛋白质 3.生物大分子的结构和功能关系： 生物大分子由某些基本结构单位按一定顺序和方式连接所形成的多聚体。 蛋白质、核酸、复合糖、酶,（一）生物分子组成、结构和功能,a,18,生物分子的结构与功能,a,19,（二）生物分子在生物体内的变化,物质代谢：生物分子在体内的化学反应。 合成、分解代谢途径组成代谢网络。 能量代谢：物质代谢伴随着能量储存与释放。 代谢调节：精密、细致、完善的调控机制，使化学反应有条不紊地进行，协调生理功能。,a,20,物质代谢及其调节,a,21,基因信息传递的中心法则: 基因表达 DNARNA蛋白质 复制 转录 翻

10、译 基因表达调控: 遗传信息的调控: 转录、翻译调控； 转录后、翻译后调控、RNA干扰； 细胞信息传导与调控：环境信息调控 生物学技术,（三）基因遗传信息的传递与调控,a,22,基因信息传递及其调控,a,23,从DNA和蛋白质入手，研究疾病的分子基础，发现疾病相关基因, 为疾病的诊断和治疗开辟了新途径, 从而导致分子医学（Molecular Medicine）和遗传医学（Genetic Medicine）的兴起。,(四) 揭示生命活动的本质、 致病机制和治疗原理。 （临床生化）,a,24,（一）联系生物学各学科的“桥梁” 分子生物学理论和技术应用到各个学科。 （二）现代医学的基础和发展的“催化剂” 发展最快的医学基础学科, 使医学的研究均深入到分子水平。 （三）营养学的基础,生物化学与其它学科有着密切的联系,a,25,Important of Biochemistry and Molecular Biology:,* 专业基础必修课,* 医学主干课程,* 医师资格考试必考内容,How to learn Biochemistry and Molecular Biology？,a,26,参考资料： 生命的化学杂志 医学分子生物学杂志 基因的分子生物学J.D 沃森等编，杨焕明等译，科学出版社。 Lehninge