临床医学《生物化学》教学大纲

生 物 化 学 教 学 大 纲 (供 临 床 医 学 专 业 本 科 教 学 使 用 ) 蚌 埠 医 学 院 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 教 研 室 制 定 二 OO 九 年 五 月 2 蚌埠医学院 生物化学 课程（第 7 版）教学大纲 课程编号： 课程名称： 生物化学 英文名称： Biochemistry 课程类型: 学科基础课程 总 学 时： 93 理论课学时： 72 实验学时：21 适用对象: 临床医学本科 课程简介：生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应的科学，从分子水平探讨生 命的本质。当代生物化学主要研究生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节、遗传信息 传递及其调控。它与医学的发展密切相关、相互促进。医学生物化学主要研究人体的生物 化学，是医学的重要组成部分。在临床医学中，运用生物化学的理论和技术可对疾病进行 预防、诊断和治疗。作为医学生，学好生物化学知识具有重要而深远的意义。 一、课程性质、目的和任务 生物化学是医学教育中重要的基础课程，其研究内容已从五十年代的新陈代谢为 中心转移到分子生物学为重点。为了适应当今基础医学各学科及临床医学的需要，除了解 与医学有关的物质代谢，如糖代谢、脂代谢等能量代谢之外，更重要的是学好分子生物学 的主要理论，如核酸、蛋白质等生物大分子的结构和功能，代谢调节机制，基因表达及其 调控等，同时联系临床的常见疾病，重点在分子水平上认识其病因，加深对其治疗原理的 理解。生物化学分为理论教学和实验教学。理论教学内容包括：生物大分子的结构与 功能、物质代谢及其调节、基因信息的传递和专题篇四部分。 通过生物化学课程学习，使学生掌握蛋白质、核酸、酶等生物大分子的结构、性质及 功能；物质代谢途径及其调控的规律；生物能量的产生及生物大分子前体的合成；遗传信 息的储存、传递及表达等基本理论知识。学会初步运用生物化学知识论述或解释与人类健 康、疾病相关的医学实践问题；培养科学思维、观察分析问题的能力；训练严谨、求实的 科学态度。为学习其它基础和临床医学课程、毕业后的医学实践工作及继续教育、辅助医 学各学科的科研工作等奠定基础。 二、教学基本要求 大纲分三级要求：（）重点掌握的内容，要求学生深刻理解和记忆，并能融会贯通， 举一反三；（）要求熟悉的内容，要求在理解的基础上适当记忆；（）其余部分作为 一般了解和自学内容，要求能够理解或结合其他相关课程理解。本教学大纲可作为教师备 课和讲课、学生学习、考试出题及检查教学质量的依据。教师应根据学生层次、文理科同 学兼顾及其它具体情况安排教学过程。本大纲未涉及的生物化学相关内容，均为一般了解 和自学内容。 3 三、教学内容及要求 （一） 绪论 【掌握】生物化学概念，当代生物化学研究的主要内容。 【熟悉】生物化学与医学之间的关系。 【了解】生物化学与分子生物学之间的关系，生物化学的发展史。 （二）第一章 蛋白质的结构与功能 【掌握】蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。20 种氨基酸的名称及三字母英文缩写 符号。氨基酸的理化性质。蛋白质一级、二级、三级和四级结构的基本概念及维系其稳定 的化学键，肽单元和蛋白质二级结构的主要类型，蛋白质超二级结构、模体、结构域、亚 基、蛋白质等电点的概念，蛋白质变性作用及影响因素，蛋白质沉淀及维系蛋白质胶体溶 液的稳定因素。 【熟悉】氨基酸的分类，肽的概念和基本结构，生物活性肽，蛋白质一级结构和空间结 构与蛋白质功能之间的关系。蛋白质的紫外吸收作用。 【了解】蛋白质组学基本概念。分子病的概念。蛋白质分类，多肽链中氨基酸的序列分 析，蛋白质空间结构测定。蛋白质的分离和纯化。 （三）第二章 核酸的结构与功能 【掌握】核酸的基本组成单位和核酸的水解产物。核酸分子中核苷酸的连接方式。DNA 和 RNA 的一级结构和基本组成单位。DNA 二级结构双螺旋结构的概念和特点。基因和 基因组的概念。mRNA、tRNA、rRNA 的结构特点及功能。核酶的概念。核酸的紫外吸收作用。 DNA 的变性与复性。DNA 的增色效应和解链温度的概念。 【熟悉】 DNA 的超螺旋结构。核酸的分子杂交。 【了解】 DNA 结构的多样性。RNA 组学、snmRNA 的种类及功能。核酸酶的种类及作用。 (四) 第三章 酶 【掌握】酶、单纯酶及结合酶的概念，酶的分子组成，酶蛋白和辅因子的作用。必需 基团和酶活性中心的概念。同工酶的概念，乳酸脱氢酶同工酶的组成及组织器官分布。酶 促反应的特点，酶促反应特异性的类型，影响酶促反应速度的因素，米氏方程及 Km 的意义。 酶的抑制作用：不可逆抑制作用和可逆性抑制作用（竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用、 反竞争性抑制作用）的基本概念、原理及意义，三种可逆性抑制作用的特征曲线及动力学 参数的变化。变构酶、酶共价修饰的概念和特点，酶原与酶原激活的概念、机理及意义。 【熟悉】辅因子与金属离子和维生素之间的关系。酶促反应的机理诱导契合学说。 【了解】米氏方程的推导，Km 值与 Vmax 值的测定。酶活性的测定，酶含量的调节。酶 的分类与命名，酶与医学的关系。 (五) 第十八章 维生素与微量元素 【掌握】维生素的概念和分类。B 族维生素（B 1、B 2、PP、泛酸、生物素、B 6、叶酸、 4 B12）的生化作用。B 族维生素、辅酶、酶三者之间的关系。维生素 C 的性质与功能。 【熟悉】辅酶在酶促反应中的作用，脂溶性维生素的作用，维生素缺乏症。 【了解】维生素的化学结构。钙、磷代谢。微量元素的代谢与作用。 (六) 第四章 糖代谢 【掌握】糖分解代谢的主要途径。糖酵解（概念，反应部位，反应过程，关键酶及限 速酶，主要反应步骤，生理意义） 。底物水平磷酸化的概念及有关反应。糖有氧氧化（概念， 反应阶段，进行部位，关键酶，丙酮酸脱氢酶复合体的组成及作用，三羧酸循环的概念、 反应过程、关键酶及限速酶、生理意义，有氧氧化过程中 ATP 的生成） 。磷酸戊糖途径（概 念，反应部位，限速酶及生理意义） 。糖原合成与分解（概念，反应过程，限速酶，肌糖原 与肝糖原分解的不同点） 。糖异生（概念、原料、组织和细胞定位，反应过程，关键酶，生 理意义） 。乳酸循环（概念及生理意义） 。血糖及其调节（血糖的概念，正常人空腹血糖的 水平，血糖的来源和去路，激素对血糖水平的调节） 。 【熟悉】糖的生理功能，糖酵解的调节，巴斯德效应。果糖、半乳糖和甘露糖的代谢。 【了解】糖的消化吸收。糖醛酸途径。多元醇途径。磷酸戊糖途径、有氧氧化、糖原合 成与分解以及糖异生的调节。底物循环的概念。血糖水平异常。 （七）第五章 脂类代谢 【掌握】甘油三脂的合成代谢。脂肪动员（概念及过程，激素敏感性脂肪酶的概念和 作用，脂解激素和抗脂解激素） 。甘油的代谢。脂酸的 -氧化。酮体（概念，酮体的生成、 利用及意义） 。脂酸的合成代谢（原料，部位，限速酶） 。必需脂酸的概念及其种类。磷脂 的种类、功能及组成特点，甘油磷脂中磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成及降解。胆固醇 的合成（部位、原料、限速酶、重要的反应步骤及调节） ，胆固醇在体内的转化。血浆脂蛋 白（分类及组成特点，合成部位及功能，载脂蛋白概念及功能） 。 【熟悉】脂类的消化和吸收及特点，酮体生成的调节。血浆脂蛋白代谢概况，血浆脂蛋 白代谢异常。 【了解】脂酸的其他氧化方式，不饱和脂酸的合成及脂酸合成的调节，多不饱和脂酸的 重要衍生物前列腺素、血栓噁烷及白三烯，鞘磷脂代谢。 （八）第六章 生物氧化 【掌握】生物氧化的概念及特点。呼吸链（概念，组成呼吸链的复合体，呼吸链组成 成分的作用及排列顺序，人体重要的两条呼吸链） 。氧化磷酸化（概念，氧化磷酸化的偶联 部位，ATP 合酶结构和功能，影响氧化磷酸化的因素） 。胞液中 NADH 的氧化。不需氧脱氢 酶、需氧脱氢酶和氧化酶。 【熟悉】ATP 与其他高能化合物，能量与磷酸基的转移，超氧物歧化酶，加单氧酶。 【了解】化学渗透假说，过氧化物酶体中的氧化酶类。加双氧酶。线粒体内膜的主要转 运载体。 5 （九）第七章 氨基酸代谢 【掌握】蛋白质营养价值（必需氨基酸的概念及种类，食物蛋白质的互补作用） 。氨基 酸脱氨基的主要方式（转氨基作用及转氨酶，氧化脱氨基作用，联合脱氨基作用转氨 基与氧化脱氨基作用相偶联、嘌呤核苷酸循环。 ） 。氨的代谢（体内氨的来源与去路，氨的 转运，氨的主要代谢去路尿素合成：鸟氨酸循环的概念及酶促反应过程、尿素生成的 意义） 。一碳单位的概念、形式、转运载体、生成及生理意义；甲硫氨酸循环的概念、过程 及生理意义。 【熟悉】食物蛋白质消化及氨基酸的吸收。蛋白质的腐败作用。真核细胞内蛋白质降解 的两条途径。酮酸的代谢。高血氨和氨中毒。氨基酸脱羧基生成的几种胺类物质：- 氨基丁酸、组胺、5-羟色胺、多胺的生成及生理作用。芳香族氨基酸代谢异常与遗传性疾 病的联系。 【了解】氨基酸的代谢概况。尿素合成的调节。支链氨基酸的代谢。肌酸的合成。同型 半胱氨酸与心血管疾病。半胱氨酸与胱氨酸的代谢。色氨酸的代谢。 （十） 第八章 核苷酸代谢 【掌握】核苷酸合成的两条途径：从头合成和补救合成。嘌呤核苷酸从头合成的原料、 能源、反应阶段，IMP 的生成与转变成 AMP 和 GMP，补救合成的生理意义。嘌呤核苷酸分解 代谢，尿酸与痛风症。嘧啶核苷酸从头合成的原料、关键酶，UMP 的生成及转变成 CMP，脱 氧核苷酸生成，TMP 生成。 【熟悉】核苷酸的生理功能，核苷酸补救合成的过程，抗代谢物及其作用，嘧啶核苷酸 分解代谢。 【了解】食物核酸的消化吸收。嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成、补救合成的调节。 （十一） 第十章 DNA 的生物合成（复制） 【掌握】DNA 半保留复制概念。参与原核生物 DNA 复制的模板，底物，酶类（DNA 聚合 酶，解螺旋酶，DNA 拓扑异构酶，引物酶及 DNA 连接酶）及单链 DNA 结合蛋白，复制的半 不连续性和冈崎片段，领头链和随从链。 【熟悉】复制叉、DNA 生物合成过程。DNA 损伤与修复，逆转录现象和逆转录酶。 【了解】滚环复制，半保留复制的实验依据。参与真核生物 DNA 复制的物质。真核生物 的端粒和端粒酶。 （十二） 第十一章 RNA 的生物合成（转录） 【掌握】不对称转录的概念。转录的模板，原料，RNA 聚合酶（原核生物） ，转录与复 制的区别，模板链和编码链，模板与酶的辨认结合。真核生物的转录后修饰。 【熟悉】转录过程（原核生物） 。 【了解】真核生物的 RNA 聚合酶。核酶的作用。 （十三）第十二章 蛋白质的生物合成（翻译） 6 【掌握】翻译的概念。参与蛋白质生物合成的各种物质（氨基酸，mRNA，核蛋白体， tRNA，蛋白质因子）及其在蛋白质生物合成中的作用。遗传密码的概念及特点。核蛋白体 循环的概念及步骤。 【熟悉】原核生物蛋白质的生物合成过程，S-D 序列的含义、RBS 概念，翻译后加工，信 号肽。 【了解】真核生物蛋白质的生物合成过程。蛋白质合成后的靶向输送。蛋白质生物合成 的干扰和抑制。 （十四） 第十三章 基因表达调控 【掌握】基因表达的概念、时间性、空间性。原核基因转录调节：乳糖操纵子模式及 调节机制。真核基因转录激活调节方式：顺式作用元件和反式作用因子。 【熟悉】基因表达的方式。基因表达调控的基本原理：基因转录激活受到转录调节蛋白 与启动子相互作用的调节。原核基因转录调节特点。真核基因组结构特点。真核基因表达 调节特点。 【了解】原核生物翻译水平调节。真核基因转录后水平的调节、翻译水平的调节 （十五） 第十六章 血液的生物化学 【掌握】正常人血浆蛋白的总浓度，A/G 比值。盐析法、电泳法对血浆蛋白质进行分 类。血浆蛋白的主要功能。血红素合成的基本原料、合成场所、限速酶。 【熟悉】血液的组成，血浆的主要成分，非蛋白含氮化合物及非蛋白氮的概念。红细胞 的糖代谢特点，2，3-BPG 对血红蛋白运氧的调节功能。血红素合成的反应阶段及调节。 【了解】血浆蛋白的性质。 （十六） 第十七章 肝的生物化学 【掌握】肝脏生物转化作用的概念、生物学意义，肝脏生物转化的一般反应过程（一 相、二相反应）及其第一相反应所需的酶类，重要的结合反应和结合剂。胆汁酸的来源、 种类，初级胆汁酸的生成，次级胆汁酸的生成和肠肝循环。胆色素的来源、血中运输、肝 内转变、结合胆红素在肠道中的变化及胆色素的肠肝循环。 【熟悉】生物转化的影响因素。胆汁酸合成过程概要。血清胆红素与黄疸。 【了解】肝脏在物质代谢中的作用。黄疸的分型。 四、教学方法与手段 1理论教学：教师在充分备课、书写教案、集体备课的基础上，利用精心制作的多媒 体教学课件，配合动画演示等加以讲授，加强直观教学，以加深学生对有关内容的理解和 记忆。授课过程中采用启发诱导、实例分析等多种形式，突出重点和难点，以调动学生的 思维活动，培养分析、解决问题的能力。及时了解学生学习情况，针对存在的问题进行答 疑。 2实验教学：利用小班授课的有利条件，展开启发式、讨论式教学，使学生能够将理 论知识贯穿于实验过程之中。具体要求详见生物化学实验大纲。 7 五、各教学环节学时分配 内 容 课堂讲授 实验课 小计 （一）绪论 1 （二）蛋白质结构与功能 6 （三）核酸的结构与功能 4 （四）酶 7 （五）维生素与微量元素 2 （六）糖代谢 8 （七）脂类代谢 7 （八）生物氧化 5 （九）氨基酸代谢 5 （十）核苷酸代谢 3 （十一）DNA 生物合成 5 （十二）RNA 生物合成 4 （十三）蛋白质的生物合成 5 （十四）基因表达调控 4 （十五）血液的生物化学 2.5 （十六）肝的生物化学 3.5 （十七）生化实验基本操作 3 （十八）肝组织中核酸的提取 3 （十九）核酸组分的鉴定 3 （二十）琥珀酸脱氢酶的作用及竞争性抑制 1.5 （二十一）酪氨酸酶的催化作用 1.5 （二十二）邻甲苯胺法测定血糖 3 （二十三）血清蛋白质乙酸纤维素薄膜电泳 3 （二十三）双缩脲法测定蛋白质含量 3 总 计 72 21 93 六、考核方式 8 本课程采用实验成绩与理论考试相结合的考核方法。理论考试采用笔试、闭卷；实验 成绩包括实验报告及平时成绩、实验考试等环节。 各教学环节占总分的比例：期末考试：70% 实验报告及平时成绩：20% 实验考试： 10% 七、推荐教材和教学参考书 教 材：生物化学（第 7 版），查锡良主编，人民卫生出版社，2008。 参考书：生物化学（第 3 版），王镜岩编著，高等教育出版社，2002。 普通生物化学（第 3 版），郑集编著，高等教育出版社，1998。 生物化学应试指南周爱儒编著，北京医科大学出版社，2000。 生物化学解题精粹戴余军编著，崇文书局，武汉，2002。 八、本大纲主要起草人、审阅人 主要起草人：陈治文、段巧玲、夏 俊、朱光能、张玉心、马 佳 2009 年 5 月 20 日 审 阅 人：陈治文 2009 年 5 月 21 日 医学检验系 院（系） 、部 生物化学与分子生物学 教研室 附生物化学实验教学大纲 生物化学实验（第 3 版）教学大纲 课程名称：生物化学 英文名称：biochemistry 课程性质: 学科基础课程（非独立开课） 适用专业：临床医学本科 考核方式：操作考核并提交实验结果占 10%、实验报告及平时成绩占 20 %， 实验占总成绩的 30%。 课程简介： 生物化学实验是一门重要的实验性基础医学课程，也是临床医学本科教学的必修课程。 与理论教学既有联系又相对独立，有自身的规律和系统，是生物化学教学的重要组成 部分。实验课教学注重学生的基本知识，基本技能的培养，促进学生综合能力的提高，培 养学生初步的科研能力。 总学时：93 理论教学学时： 72 实验学时：21 实验类别：综合性及验证性实 验 实验个数：7 实验教材及参考书： 医用生物化学实验 （第 3 版） ，自编教材，2007 年。 9 生物化学实验教程黄汝彬、丁昌玉主编，世界图书出版公司，1999。 生物化学方法和技术（第 2 版），张龙翔编著，高等教育出版社，1997。 生物化学实验技术原理及应用 （第 3 版）赵永芳编著，科学出版社，2003。 实验一 生化实验基本操作 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 进行正规的实验基本操作训练，使学生熟悉各种吸量管, 并能熟练、正确地使用之。 了解分光光度计的各个部件的作用，掌握比色原理，正确使用比色计。培养学生仔细观查 实验变化,如实做好实验记录,认真书写实验报告的习惯。 三、实验内容： 1介绍吸量管的种类和使用方法 2讲解分光光度法和 721-分光光度计的使用 3Cu 2+比色测定 四、学时：3 五、主要仪器设备：多种类型吸量管、721-分光光度计 六、实验中注意事项： 1使用吸量管前，先根据需要选择适当的吸量管, 其总容量最好等于或稍大于取液量, 临用前须看清刻度。 2使用比色计前须熟悉其型号及性能,严格按规程进行操作, 准确记录比色读数。 3掌握 Cu2+比色测定的原理、操作过程及结果计算。 实验二 肝组织中核酸的提取 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 通过实验掌握动物肝脏中核酸的提取原理及方法、核酸的种类及在细胞内的存在形式、 离心机的使用方法。熟悉核酸提取的操作过程。 三、实验内容： 1动物肝脏中核酸的提取：用水提取核蛋白，苯酚破坏核酸与蛋白质之间的结合键， 乙醚抽提除去蛋白质及其杂质，最后用乙醇沉淀核酸。 2介绍离心机的使用方法。 四、学时：3 五、主要仪器设备：离心机、研钵 10 六、实验中注意事项： 1用新鲜肝组织（可取自小鼠、兔和猪等）制备肝匀浆时，必须充分研磨肝组织。 2苯酚有腐蚀性，切勿与皮肤接触，注意安全。 3使用离心机时，离心管须对称放置和配平重量，正确调节转速及离心时间，以防损 坏离心机。 实验三 核酸组分的鉴定 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 掌握鉴定嘌呤碱、磷酸、核糖与脱氧核糖的原理及方法。 熟悉组成核酸（DNA 和 RNA）的基本单位是核苷酸，后者进一步水解可得到基本产 物磷酸，戊糖(核糖或脱氧核糖 )及碱基（嘌呤或嘧啶） ，验证这些水解产物以证实动物 组织中 DNA 和 RNA 的存在。 三、实验内容： 1核酸的水解： 核酸沉淀在酸性条件下（5H 2SO4）水解。 2核酸水解产物的鉴定： （1）磷酸的鉴定： 磷酸能与钼酸试剂作用生成磷钼酸，后者在还原剂氨基萘酚磺酸 钠的作用下还原成蓝色的钼蓝。 （2）嘌呤碱的鉴定： 嘌呤碱能与苦味酸作用形成针状结晶。 （3）核糖的鉴定： 核糖与强酸共热生成糠醛，后者与苔黑酚（3,5,-二羟甲苯， orcinol）反应，缩合成绿色化合物。 （4）脱氧核糖的鉴定： 脱氧核糖在强酸中加热可生成 -羟基- -酮基戊醛，后者与 二苯胺作用生成蓝色化合物。 四、学时：3 五、主要仪器设备：离心机、沸水浴、研钵 六、实验中注意事项： 1嘌呤碱鉴定时，混匀后即静置，不要反复振摇试管。 2该实验为定性实验，需记录实验结果并加以解释。 实验四 琥珀酸脱氢酶的作用及竞争性抑制 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 通过实验加深对竞争性抑制作用的理解，掌握竞争性抑制作用的概念、特点，熟悉丙 二酸对琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制作用。 11 三、实验内容： 1心肌提取液的制备 2琥珀酸脱氢酶的催化作用及竞争性抑制： 心肌组织中含有琥珀酸脱氢酶，能催化琥珀酸脱氢转变成延胡索酸。以甲烯蓝为人工 受氢体，在隔绝空气的条件下，通过甲烯蓝的褪色程度来判断琥珀酸脱氢酶的活性，并籍 此观察丙二酸对琥珀酸脱氢酶活性的抑制作用。 3仔细观察各管甲烯蓝褪色情况，记录各管褪色顺序，认真分析、解释实验结果。 4讨论本实验的设计思路。 四、学时：1.5 五、主要仪器设备： 1玻璃研钵 2漏斗 3恒温水浴箱 六、实验中注意事项： 1充分研磨肌肉组织,使肌细胞膜破裂，释放出足量的琥珀酸脱氢酶。 2加入液体石腊后，在观察结果的过程中，不要振摇试管，以免溶液与空气接触，甲 烯白重新变蓝。 实验五 酪氨酸酶的催化作用 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 通过实验掌握氧化酶的概念，酪氨酸酶的催化作用及黑色素的形成。熟悉酪氨酸酶在 植物中的分布。了解人体缺乏该酶可导致白化病发生。 三、实验内容： 1马铃薯抽提液的制备： 2酪氨酸酶的催化作用：马铃薯中富含酪氨酸酶，该酶可直接作用于底物多巴生成多 巴醌，然后经过一系列的反应，最终生成黑色素。从而验证酪氨酸酶对酪氨酸的催化作用。 四、学时：1.5 五、主要仪器设备： 1玻璃研钵 2漏斗 3恒温水浴箱 六、实验中注意事项： 1煮沸马铃薯液时，小心勿使液体溅出。 2加液体石蜡时宜斜执试管，沿管壁缓缓加入，不要产生气泡；加入的液体石蜡必需 完全覆盖液面，以隔绝空气。 12 实验六 邻甲苯胺法测定血糖 一、类别： 验证性实验。 二、实验目的和要求： 掌握邻甲苯胺法测定血糖的原理和方法，了解血糖测定的临床意义。 三、实验内容： 1在热的醋酸溶液中，葡萄糖醛基与邻甲苯胺缩合、脱水，生成希夫氏碱（Schiff base） ，经分子重排生成蓝绿色化合物，其颜色深浅在一定范围内与血糖浓度成正比。 2根据上述原理，用比色法测定血清中葡萄糖的含量。 四、学时：3 五、主要仪器设备： 1刻度吸量管 2721 型分光光度计 六、实验中注意事项： 1在各管中准确加入各种试剂,特别是血浆吸取量务必准确。 2熟练使用 721 型分光光度计，读取各管光密度读数，正确应用公式计算血清中葡萄 糖含量。 3实