浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论课件

1、浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论Biochemistry 生物化学课件浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论教务部要求教务部要求o 抽查点名原则：抽查点名原则：o 与学习平时成绩挂钩；点名次数不少于五次。与学习平时成绩挂钩；点名次数不少于五次。o 成绩评定：成绩评定：o 平时成绩不少于平时成绩不少于30%(到课率到课率15%；平时作；平时作业业15%)；o 缺课学时数占该课总学时的缺课学时数占该课总学时的1/3以上，不得参以上，不得参与期终考试（六次课缺席）与期终考试（六次课缺席） ；o 旷课和缺交作业，由授课教师给予扣分。旷课和缺交作业，由授课教师给予扣分。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论主要参考文献o

2、 Trudy Mckee，James R Mckee, Biochemistry, Third Edition, Mcgraw-Hill, 2008o A L Lehnninger, Principles of Biochemistry, 5rd ed, 2009, New Yooko D Voot, Biochemistry, 5rd ed, University of Pennsylvania, 2009o 张楚富，生物化学原理，高教出版社，2006浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论Preface(绪论）o 教学目的和要求： 1、了解生物化学的涵义、研究对象和研究 目的。 2、了解生物化学的主

3、要内容及其在自然科学中的重要性。 3、了解生物化学的发展简史及取得的主要成就。 4、掌握生物化学的学习方法。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论一、生物化学的研究对象和目的1、什么是生物化学？ 简单地说，生物化学就是生命的化学。 主要是运用 化学的理论和方法结合生物技术，来研究生命机体的物质组成、结构与功能，以及生命过程中化学变化规律的一门科学。就是从分子水平来研究生命现象，是介于生物与化学之间的一门边缘学科，现又与工程学发生交叉。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论 生物 化学 工程浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论2、生物化学的研究任务o 就是从分子水平来探讨生命现象的本质。3、研究对象和内容 对象：所有

4、的生命有机体，包括动物、植物、微生物和人体等。 内容：1）生命机体的物质组成及这些物质的结构和性质。 包括无机物和有机物。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论 protein nucleic acid 这些组分又是按着严格有序有机物 carbohydrate 的方式，构成各种能够体 lipid现生物功能的高级结构，如细胞器、亚细胞、细胞、组无机物water织和器官等。 mineral浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论o 其中，protein, nucleic acid 等被称为生物分子（Biomolecule).o 组成Biomolecule的基本单位如：amino acid, nucleotid等被称

5、为构件分子（building block molecule).o 生物分子都是含碳化合物浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论生物分子在体内的变化小分子合成生物大分子同化作用吸收能量o 新陈代谢能量代谢物质异化作用释放能量代谢生物大分子分解为小分子代谢包括：物质代谢、能量代谢、信息代谢。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论o 细胞内大部分反应是由酶催化进行的，具有高度的自控能力。在一个小小的细胞内，几乎有近2000种酶，在同一时刻催化着不同的反应，这些反应互不干扰，各自有条不紊的进行，往往还互相紧密配合，无论是合成还是分解都是恰到好处。且这种代谢还受到生物时钟系统的调控，控制着生物的生长、发育、衰老和死亡。

6、浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论o 细胞是生命的基本单位。o 生物大分子是信息分子，具有特征性的结构。o 非共价力维持生物大分子的构象。o 水是生命的介质。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论这些物质的结构、代谢、生物功能与生命现象之间的关系o 生命现象：生长、发育、遗传、运动、生殖和神经兴奋等。o DNA是主要的遗传物质基础；o Protein是遗传信息的表达者；o Enzyme是生命运动（各种生化反应）的催化剂o Carbohydrat是生命的能源和碳源。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论、生物化学的研究目的o 探索生命奥秘，以达改造自然，为人类的健康长寿服务。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论二、生物化

7、学的学科地位和作用o 是生物学个各学科的基础，被称为生物的科学语言。o 是医学、农学、食品、化工、生工、生医等学科的基础。o 与有机化学、生理学、细胞生物学、遗传学、及物理学、化学化工等学科关系密切。o 与分子生物学共同构成21世纪领先科学。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论生物化学的应用o 工业上：食品、制药、制革、生物冶炼、国防工业等；o 农业上：光合作用、营养测定、生物固氮、病虫防治、食品安全、环境污染等；o 医学上：临床诊断、病理研究、防病治病、提供药物等；o 生物工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等，用以解决当今世界上的能源、人口、粮食和生态环境等重大难题。浙江大学王

8、镜岩生物化学甲上绪论三、生化发展概况o 生化发展的三个阶段：、静态生化：研究生物体的物质组成和结构；、动态生化：研究组成物质的动态变化；、机能生化：研究组成物质结构与功能的关系。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论o 生化简史：近代生化的研究是从18世纪后期开始的18世纪到20世纪中期主要研究静态生化与动态生化 直至20世纪50年代（1953年）Watson and Crick提出DNA双螺旋结构模型，是生物化学发展一个转折点，开辟了分子生物学的新纪元近50多年来，生物化学有了迅猛的发展，真可谓日新月异浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论o 蛋白质的人工合成、基因工程、人类基因组计划及蛋白质组计划等，将对

9、人类带来革命性的影响。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论现代生化研究热点o 生物工程技术o 基因克隆、表达及调控o 蛋白质空间结构及功能o 神经生物学：信号产生、传递、整合等o 人类基因组计划和蛋白质组计划等o 细胞信号转导浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论我国生化方面的成就o 1965年人工合成具生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素o 1979年人工合成41个核苷酸的酵母AlatRNA半分子o 1981年人工合成具生物活性的Ala-tRNA核糖核酸o 2001年参与了国际上的人类基因组计划o 2002年完成了水稻基因测序工作浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论四、生物化学与细胞o 维持生命活动的绝大多数反应都发生

10、在细胞内。o 细胞是生命组织的最小单位。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论 细胞的分子组织层次细胞的分子组织层次o细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结构体制执行其生命功能。结构体制执行其生命功能。o（）分子组织层次（）分子组织层次o细胞细胞oo细胞器：细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等细胞器：细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等oo超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等oo生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类oo结构单位：核苷

11、酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油结构单位：核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油oo中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸oo环境前体：二氧化碳，水，氨，氮等环境前体：二氧化碳，水，氨，氮等o（）化学组成）化学组成o水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论细菌（原核）细胞浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论真核细胞o 具细胞核和细胞器的分化。（真核生物）具细胞核和细胞器的分化。（真核生物）基本特征：基本特征：n 生物膜系统生物膜系统n 遗传信息表达结构系统

12、遗传信息表达结构系统n 细胞骨架系统细胞骨架系统浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论1.细胞核浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论2. 叶绿体与线粒体o 叶绿体与线粒体是真核细胞两种重要的细胞器，他们能高效的将能量转换成细胞进行各种生命活动的直接能源ATP。线粒体广泛存在于各类真核细胞中，而叶绿体仅存在于植物细胞中。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论线粒体线粒体线粒体“动力工厂动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）（有氧呼吸的主要场所）有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？外膜外膜

13、内膜内膜嵴嵴外膜、内膜、嵴、基质（含少量外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）形状形状: :功能：功能：椭球形椭球形 结构结构: :有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所思思考考浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论叶绿体叶绿体叶绿体“养料制造工厂养料制造工厂”和和“能量转换站能量转换站”叶绿体存在于哪些细胞中？叶绿体存在于哪些细胞中？结构：结构：形状形状: :功能：功能：扁平的椭球形扁平的椭球形 或球形或球形外膜、内膜、基粒、基质（含少量外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）光合作用的场所光合作用的场所思思考考浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论线粒体线粒体叶绿

14、体叶绿体分布分布形态形态结结构构双双层层膜膜外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质功能功能光合作用的场所光合作用的场所有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所都含有少量的都含有少量的DNADNA和和RNARNA（都能半自主复制）（都能半自主复制）含与暗反应有关的酶含与暗反应有关的酶含与有氧呼吸有关酶含与有氧呼吸有关酶片层膜堆叠成圆柱形，含色片层膜堆叠成圆柱形，含色素和与光反应有关的酶。素和与光反应有关的酶。是一层光滑的膜是一层光滑的膜向内折叠形成嵴向内折叠形成嵴与周围的细胞质基质分开与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形椭球形椭球形主要存在于植物的叶肉细胞主要存在于植物的叶肉细胞动植

15、物细胞中动植物细胞中线粒体和叶绿体比较表线粒体和叶绿体比较表浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论3.内质网o 由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。.两种基本类型：RER, SER. 功能:（）蛋白质合成（）脂质合成（）蛋白质的修饰与加工（）新生多肽的折迭与装配（）其它功能：信息传递（肌质网）；组织酶区域化；解毒浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论内质网分布：分布：类型类型粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质合成运输通道粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质合成运输通道滑面型内质网：糖类和脂类合成滑面型内质网：糖类和脂类合成形态结构：形态结构：内质网内质网-有机物合成的有机物合成的“车间车间”绝大多数动

16、植物细胞都有内质网。细胞核附近绝大多数动植物细胞都有内质网。细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系。较多，并与核膜有一定的联系。由单层膜结构连接而成的网状物由单层膜结构连接而成的网状物浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论高尔基复合体高尔基复合体形态结构：由一些（常常个）排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起的结构。o 三维结构分析表明：高尔基体各个膜囊之间均由膜性结构连在一起，是一个十分复杂的连续的整体结构。 功能：将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装及运输。浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论高尔基体存在部位：存在部位：动植物细胞中动植物细胞中细胞核附近细胞核附近形态结构：形态结构： 扁平囊状结构，有大小囊泡扁平囊状结构，有大小囊泡主要功能：主要功能：与细胞分泌物的形成有关与细胞分泌物的形成有关对蛋白质有加工和转运功能对蛋白质有加工和转运功能植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关高尔基体高尔基体蛋白质的蛋白质的“加工工厂加工工厂”浙江大学王镜岩生物化学甲上绪论溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化物酶体（一）溶酶体（一）溶酶体1. 形态特征：形态特征：单层膜