生物化学Chapter 1 绪论

1、动动 物物 生生 物物 化化 学学高高 峥峥 生科院生科院6#4442656-课 程 设 置课程名称：动物生物化学课程名称：动物生物化学学学 时：时：54学时（学时（3学分）学分）班班 级：动医级：动医08-108-5上课时间：上课时间：周一周一 第一大节（第一大节（1-18周）图信楼周）图信楼415 周三周三 第一大节（第一大节（1-10周）主楼周）主楼N102 课 程 设 置课程名称：动物生物化学课程名称：动物生物化学学学 时：时：54学时（学时（3学分）学分）班班 级：动医级：动医08-608-7，兽药，兽药08-108-2上课时间：上课时间：周一周一 第二大节（第二大节（1-18周）图

2、信楼周）图信楼405 周三周三 第二大节（第二大节（1-10周）图信楼周）图信楼405 学习中存在的困难：学习中存在的困难：1 1）知识理解存在困难；）知识理解存在困难；2 2）知识融会贯通存在困难；）知识融会贯通存在困难；3 3）学时短，任务重；）学时短，任务重；4 4）上课人数众多。）上课人数众多。学好动物生化的必要性：学好动物生化的必要性：1 1）动科院的专业基础课；）动科院的专业基础课；2 2）研究生入学考试必考；）研究生入学考试必考；3 3）出国留学的重要参考。）出国留学的重要参考。第一章 绪 论 生物化学及其研究内容生物化学及其研究内容 生命及其构成生命及其构成 生物化学的发展生物

3、化学的发展生物化学的发展生物化学的发展 生物化学与其他学科间的关系生物化学与其他学科间的关系 生物化学知识的应用生物化学知识的应用生命的根本特性是什么？千百年来，人们以许多不生命的根本特性是什么？千百年来，人们以许多不同的观点阐述自己对此的看法。同的观点阐述自己对此的看法。1919世纪下半叶时，世纪下半叶时，恩格斯给生命下了一个定义恩格斯给生命下了一个定义：“生命是生命是蛋白体蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果而且这种新陈代谢一停

4、止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。便是蛋白质的分解。”恩格斯的生命定义在一定程恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础，即度上揭示了生命的物质基础，即具有新陈代谢功能具有新陈代谢功能的蛋白体的蛋白体。生命是一个很难下定义生命是一个很难下定义 （1 1）生理学定义）生理学定义 把生命定义为具有进食、代谢、排把生命定义为具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、生长、生殖等功能的系统。但某泄、呼吸、运动、生长、生殖等功能的系统。但某些细菌却不呼吸。些细菌却不呼吸。 （2 2）新陈代谢定义）新陈代谢定义 生命系统具有界面，与外界经常生命系统具有界面，与外界经常交换物质但不改变其自身性质。交换

5、物质但不改变其自身性质。 （3 3）生物化学定义）生物化学定义 生命系统包含储藏遗传信息的核生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。但是已知某种病毒生物却酸和调节代谢的酶蛋白。但是已知某种病毒生物却无核酸无核酸( (朊病毒朊病毒) )。 （4 4）遗传学定义）遗传学定义 通过基因复制、突变和自然选择而通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统。进化的系统。 （5 5）热力学定义）热力学定义 生命是个开放系统，它通过能量流生命是个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部质量。动和物质循环而不断增加内部质量。 生物化学可以认为是生命的化学生物化学可以认为是生命的化学，主要是应用化，

6、主要是应用化学的理论和方法研究生物机体（微生物、植物、学的理论和方法研究生物机体（微生物、植物、动物及人体等）的动物及人体等）的化学组成化学组成、生命物质各组分的生命物质各组分的结构和性质结构和性质、及它们、及它们在生命过程中的变化规律在生命过程中的变化规律的的一门科学。一门科学。1.1 生物化学的概念和研究内容生物化学的概念和研究内容 生物化学的基本内容包括：生物化学的基本内容包括：发现和阐明构成生命物体的分子基础发现和阐明构成生命物体的分子基础生物生物分子的化学组成、结构和性质；分子的化学组成、结构和性质；生物分子的结构、功能与生命现象的关系；生物分子的结构、功能与生命现象的关系；生物分子

7、在生物机体中的相互作用及其变化生物分子在生物机体中的相互作用及其变化规律（物质代谢、能量代谢、信息代谢）。规律（物质代谢、能量代谢、信息代谢）。生命的化生命的化学，化学学，化学的生命的生命1.2 生物化学的发展简史生物化学的发展简史 生物化学作为一门独立的自生物化学作为一门独立的自然科学然科学, ,只有只有200200多年的历史。多年的历史。但是其发展非常迅速，目前已但是其发展非常迅速，目前已成为自然科学领域发展最快、成为自然科学领域发展最快、最引人注目的学科之一。最引人注目的学科之一。“以农业科学为优势，以农业科学为优势，以生命科学为特色以生命科学为特色”1780-1789 Lavoisie

8、r（法）研究（法）研究“生物体内生物体内的燃烧的燃烧”，指出此类，指出此类“燃烧燃烧”耗氧并排出二耗氧并排出二氧化碳。后人称他是生氧化碳。后人称他是生物化学之父。物化学之父。1830-1842 Liebig（德）将食（德）将食物分为糖、脂、蛋白质类，提物分为糖、脂、蛋白质类，提出出“代谢代谢”一词，证明动物体一词，证明动物体温形成是食物在体内温形成是食物在体内“燃烧燃烧”的缘故。最先写出两本的缘故。最先写出两本生物化生物化学学相关专著。相关专著。生物化学的创始人埃米尔生物化学的创始人埃米尔费舍尔（费舍尔（Emil Fischer）18901902 Fischer（德）首次证（德）首次证明了蛋白

9、质是多肽；发现酶的专一明了蛋白质是多肽；发现酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的性，提出并验证了酶催化作用的“锁锁-钥钥”学说；合成了糖及嘌呤。学说；合成了糖及嘌呤。1902年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。汉斯汉斯克雷勃斯（克雷勃斯（Hans A. Krebs） 1937年年 Krebs（英）（英）发现三羧酸循环，发现三羧酸循环，1953年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。 李纳斯李纳斯鲍林（鲍林（Linus Pauling） 1949 Pauling（美）指出（美）指出镰刀形红细胞性贫血是一镰刀形红细胞性贫血是一种分子病，并于种分子病，并于1951年提年提出蛋白质存在二级结构。出蛋白质存在二级结构。 1

10、954年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。詹姆斯詹姆斯沃森（沃森（James D. Watson）1953年年 Watson（美）与（美）与 Crick（英）提出（英）提出DNA分子的双分子的双螺旋结构模型，螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。年共获诺贝尔奖。 弗朗西斯弗朗西斯克里克（克里克（Francis H. Crick）1969-1972, Arber(瑞士瑞士),Smith(美美)与与Nathans(美美)在核酸限在核酸限制酶的分离与应用方面做出突出贡献制酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。年共获诺贝尔奖。 1972 Berg（美）在基因工（美）在基因工程基础研究方面作出

11、了杰出程基础研究方面作出了杰出成果，获成果，获1980年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。1973 Cohen等（美）用核等（美）用核酸限制性内切酶酸限制性内切酶EcoR1，首，首次基因重组成功。次基因重组成功。Hamilton O. Smith Daniel Nathans Werner Arber Paul BergHerbert Boyer Stanley Cohen 2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。（美）等报道完成了人类基因组草图测序。我国生物化学的开拓者吴宪吴宪教授蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书述性丛书Advanc

12、es in Protein Chemistry第第47卷（卷（1995年）发表了美国年）发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J. T. Eddsall的文章的文章“吴宪与第一个蛋白质变性吴宪与第一个蛋白质变性理论（理论（1931）Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)”，对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。该卷还重新刊登了吴宪教授六十四年前关于该卷还重新刊登了吴宪教授六十四年前关于蛋白质变性的论文。一篇在蛋白质变性的论文。一篇在1931年

13、发表的年发表的论文居然在论文居然在1995年仍然值得在第一流的丛年仍然值得在第一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际科学界书上重新全文刊登，不能不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。的一件极为罕见的大事。1940 我国生物化学家刘我国生物化学家刘思职发现抗体、抗原反应思职发现抗体、抗原反应存在定量关系。存在定量关系。刘思职刘思职v汤佩松、殷宏章等在呼吸代谢、酶作用机理等方面作汤佩松、殷宏章等在呼吸代谢、酶作用机理等方面作出突出的贡献。出突出的贡献。v19651965年，年，生化所与有机化学所人工合成具有生物学活生化所与有机化学所人工合成具有生物学活性的牛胰岛素。性的牛胰岛素。v1973197

14、3年，年，测定了猪胰岛素的空间结构。测定了猪胰岛素的空间结构。v19831983年，年，完成酵母丙氨酸完成酵母丙氨酸tRNAtRNA的人工合成。的人工合成。v植物收缩蛋白的研究（阎隆飞等）植物收缩蛋白的研究（阎隆飞等）v生物膜结构与功能研究（杨福愉、黄芬等）生物膜结构与功能研究（杨福愉、黄芬等）21世纪我国本土将诞生诺贝尔奖获得者世纪我国本土将诞生诺贝尔奖获得者预测变现实，有待努力预测变现实，有待努力新华社北京新华社北京2002年年4月月11日日电电 中科院院长路甬祥在中科院院长路甬祥在“中国近现代科技回顾与展望国际学术研讨会中国近现代科技回顾与展望国际学术研讨会”上作上作大会报告时说：大会报

15、告时说：“通过创造性的工作，通过创造性的工作，21世纪的中国世纪的中国科学家和工程师将比科学家和工程师将比20世纪为世界科学做出大得多的世纪为世界科学做出大得多的贡献，在中国本土上产生诺贝尔奖将不再是问题，中贡献，在中国本土上产生诺贝尔奖将不再是问题，中国将涌现出一批无愧于国将涌现出一批无愧于21世纪的世界级科学大师和工世纪的世界级科学大师和工程技术大师。程技术大师。”（记者李斌）（记者李斌）新华社香港新华社香港2002年年4月月16日日电电 诺贝尔奖得主杨振宁教诺贝尔奖得主杨振宁教授今天在这里表示对中国未来的科技发展很有信心，授今天在这里表示对中国未来的科技发展很有信心，他认为在未来中国很可

16、能会出现获得诺贝尔奖的科技他认为在未来中国很可能会出现获得诺贝尔奖的科技人才。（记者丛亚平）人才。（记者丛亚平）化学化学生生物物学学生物化学生物化学生理学遗传学栽培、育种生态分子生物学分子生物学发育生物学发育生物学1.3 生物化学与其他学科的关系生物化学与其他学科的关系近代生物化学的发展 植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化 农业生化 生物化学分支生物化学分支 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化 临床生化生物工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程1.4 生物化学知识的应用v工业方面工业方面：食品工业、化妆品工业、发酵工业、：食品工业、化妆品工业、发酵工业、 制革工业、国防工业、环

17、保工业等。制革工业、国防工业、环保工业等。v农业方面农业方面：优质、高产品种培育、优良品种鉴：优质、高产品种培育、优良品种鉴定、生物肥料、生物农药等。定、生物肥料、生物农药等。v医药业医药业：疾病诊治、生化制药、基因治疗等。：疾病诊治、生化制药、基因治疗等。v生物技术生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等。酵工程等。课程学时安排绪论绪论 2 第一章第一章 核酸的结构与功能核酸的结构与功能 4第二章第二章 蛋白质化学蛋白质化学 6第三章第三章 酶酶 8 第四章第四章 糖类代谢糖类代谢 6 第五章第五章 生物氧化和氧化磷酸化生物氧化和氧化磷酸化 4 第六章

18、第六章 脂类代谢脂类代谢 4 第七章第七章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 3 第八章第八章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢核酸的酶促降解及核苷酸代谢 3 第九章第九章 核酸的生物合成核酸的生物合成 6 第十章第十章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 4 第十一章第十一章 代谢途径的相互联系和代谢调控代谢途径的相互联系和代谢调控 4 生命大分子生命大分子生物代谢能量的产生物代谢能量的产生和储藏及大分子生和储藏及大分子前体的生物合成前体的生物合成遗传信息的存遗传信息的存储传递和表达储传递和表达v1. 课前预习，课后复习，重点内容强化记忆，做到举一反课前预习，课后复习，重点内容强化记忆，做到举一反三。上课以多媒体方式授课，学生要认真听讲，不许旷课。三。上课以多媒体方式授课，学生要认真听讲，不许旷课。布置的作业认真完成，并上交、评分，课堂会进行随机提布置的作业认真完成，并上交、评分，课堂会进行随机提问和小测验，作为平时成绩。考试不画重点。问和小测验，作为平时成绩。考试不画重点。v2. 对不懂的问题，要查阅有关的参考书，或者问同学，问对不懂的问题，要查阅有关的参考书，或者问同学，问老师，上网查询，做到老师，上网查询，做到“不抛弃，不放弃不抛弃，不放弃”。特别是网上。特别是网上有好