生物化学第一章绪论课件

1、生物化学第一章 绪论BiochemistryConferencesCompany Logo课程性质：学位课（75分）理论课时：48学时学分：3学分考核方法：闭卷考试Company Logo考试成绩总分100分期末卷面成绩（60分）实验成绩(20分)平时成绩(20分)作业出勤、课堂表现实验态度和操作（50%）实验报告（50%）Company Logo生物化学第一节 生物化学发展简史Biochemistry主要内容 Introduction 什么是生物化学 生物化学发展简史 我国生物化学研究状况 当代生物化学研究的主要任务Company Logo什么是生物化学 BiochemistryBioche

2、mistry，生命的化学生命活动过程中的化学变化规律在分子水平上研究生物体的化学组成探索生命本质的科学Company Logo生命体具有基本构建层次原子 小分子构件 生物大分子如蛋白质和核酸等 细胞器 细胞 机体Company Logo黑猩猩我们最近的亲戚研究显示，黑猩猩和人类基因组的序列相似性达到；人类与黑猩猩有的共同基因编码生成同样的蛋白质。 科学家说，人类与黑猩猩在万年前由共同的祖先分别进化。 Company Logo鸡生蛋or蛋生鸡？ 谢菲尔德大学 科林弗里曼“虽然人们一度认为蛋先于鸡出现，但是现在的科学依据却给出了相反的答案”研究发现，鸡蛋只有在OC-17的蛋白质的催化下才能形成，而

3、这种蛋白只存在于鸡的卵巢内在OC-17蛋白质的作用下，碳酸钙转化为构成蛋壳的方解石。Company Logo生物化学发展简史起源于18世纪晚期发展于19世纪直到20世纪初始成独立学科依据发展过程及其特点可大致划分为： 初级阶段 静态生化 (descriptive) 蓬勃发展阶段 - 动态生化 (dynamic) 分子生物学崛起 - 机能生化 (functional)Company Logo静态生物化学萌芽阶段时间 18世纪19世纪研究内容 生物物质的组成成分、性质和含量贡献： 生物化学的萌芽阶段 主要是认识现象、积累材料以及不自觉地应用生化知识 Company Logo主要代表人物拉瓦锡1 拉

4、瓦锡（Lavoisier，法）：生物化学之父法国著名化学家。近代化学的奠基人之一。 提交燃烧概论，证明燃烧原理，把呼吸作用和燃烧联系一起现代化学方程式的雏形 葡萄糖(C6H12O6)=二氧化碳（CO2）+酒精(C2H5OH) Company Logo主要代表人物拉瓦锡2马拉写出了火焰论一书，企图做为一种燃烧学说而提交到了科学院。 佛克罗伊其人他们可以一眨眼就把他的头砍下来，但他那样的头脑一百年也再长不出一个来了。 拉格朗日生命中最后的研究！Company Logo主要代表人物巴斯德“进入科学王国的最完美无缺的人”1843年发表的两篇论文“双晶现象研究”和“结晶形态”，开创了对物质光学性质的研究

5、。1856年1860年，他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论1857年发表的“关于乳酸发酵的记录”是生物学界公认的经典论文。 1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗 Company Logo 机遇只偏爱那些有准备的头脑。 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我惟一的力量就是我的坚持精神。 科学虽没有国界，但是学者却有他自己的国家。 生物化学生物化学Company Logo动态生物化学时间 20世纪研究内容 生命活动的化学阶段贡献： 生物化学成为独立学科 Company Logo动态生物化学过程酶学斯帕兰扎尼（意大利）：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。过一段时间他

6、将小笼取出，发现肉块消失。1926年，美国科学家萨姆钠从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。 20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用，称核酶。Company LogoHevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。应用方向 动态平衡、物质转化的研究、序列分析长期从事放射性同位素 基因突变、各种癌症疾病 可遗传动态生物化学过程放射性同位素示踪2001年1月10日，中央电视台新闻，沈阳市居民因为家庭装修使用的陶瓷洁具有放射性污染，造成父子二人患了鼻癌。Company Logo机能生物化学时间 20世纪

7、现在研究内容 生物分子、亚细胞、细胞、组织和器官的结构与功能的关系。 从完整生物机体的角度来研究其体内的化学变化贡献： 生物化学作为独立学科而快速发展Company Logo主要事件及人物DNA双螺旋结构模型Franklin：凋谢的“科学玫瑰”拍摄到DNA晶体照片，为双螺旋结构的建立起到了决定性作用。Waston 和Crick：进入分子生物学时代1953，纠正了DNA三双螺旋结构假说，得出DNA双螺旋结构模型Company Logo1953 Watson and Crick DNA双螺旋结构Company Logo限制性核酸内切酶1970， Herb Boyer发现，某些微生物能够产生特异性的

8、酶切掉噬菌体的DNA。 “Big Dad”的限制性酶EcoR1，开启基因工程。Hamilton Othanel Smith：分离出新的限制性内切酶HindII，获得了1978年诺贝尔医学奖。人类基因组计划2001，完成人类基因组计划，进入后基因组时代。我国于1993年启动人类基因组计划。Company Logo1950-A physician-geneticist, Dr. Frances Collins is nationally renowned for his landmark discoveries of disease genes, as well as his leadership

9、 (director) of HGP. Considered by many to be the most important scientific undertaking of our era, HGP determined the order, or sequence of all 3 billion DNA base pairs in the human genome.人类基因组计划 Human Genome Project (HGP)Company Logo 人类培育出的第一只转基因猴“安迪”。于2000年10月2日在美国出生。 美国密苏里大学最近通过克隆技术培育出四只含有荧光水母基因

10、的小猪。左为荧光小 猪，右为正常小猪转基因技术Company Logo我国生物化学发展过程古代公元前21世纪：周礼记载酒的制作公元前12世纪：周礼饴、醋“五味”之一公元前160年左右：淮南王刘安，西汉高祖刘邦之孙。 丹苗+豆汁=豆腐Company Logo我国生物化学发展过程古代唐朝：新唐书，唐与古印度交流蔗糖制作工艺。营养缺乏病的发现：孙思邈（581-682） 脚气：维生素B1，车前子、杏仁、防风。 夜盲症：维生素A；苍术、决明子黄帝内经. 素问 “五谷为养，五畜为益，五果为助，五菜为充”Company Logo我国生物化学发展过程现代始于20世纪20年代，早期开拓者包括江清(1886-19

11、39，齐鲁大学)、窦维廉(1890-1952，燕京大学)、郑集(1900-2010， 南京大学)和吴宪(1893-1959，协和医学院)等人工合成结晶牛胰岛素上海中科院生物化学所人工合成蛋白质政治背景：大跃进。科研需要一点精神的。Company Logo历史与发展20年代 吴宪 血液分析：血滤液制备及血糖测定蛋白质化学：蛋白质变性学说1965 人工合成牛胰岛素1972 测定猪胰岛素分子的空间结构1979 合成酵母ala-tRNA1990 转基因动物及参与HGPCompany Logo第二节 现代生物化学的研究内容在确定一级结构(基本构件单位种类、排列顺序和方式)的基础上，进一步探讨各种生物大分

12、子的空间结构及其与相应功能之间的联系，尤其是分子结构、分子识别和分子互作等基本要素在生物膜整合以及生物信息分子功能调控中所具有的决定性作用当代生物化学研究的主要任务 生物分子的结构与功能LW-18Structure & FunctionCompany Logo 代谢及其调节深入研究酶分子结构和酶量的变化在新陈代谢自我有序调节中的分子作用机制，以及参与多种物质代谢及与其密切相关的生长、增殖和分化等重要生命过程调节的细胞信息传递机制及其网络构建模式等Metabolism & RegulationCompany Logo进一步探讨与DNA复制、RNA转录、以及蛋白质生物合成等基因信息传递过程密切相关的分子作用机制，尤其是基因表达的时、空调控规律(eg. RNAi) 基因信息传递与调控Transfer & ModulationCompany Logo第三节 生物化学与医学及中医药学的关系生物化学与疾病据临床统计，大约25的生理缺陷、30的儿童死亡和60的成年人疾病都是由遗传疾病引起的 重症联合免疫缺陷(SCID)：腺苷酸脱氨酶(ADA)的基因(ad2)发生了突变伴性遗传Company Logo高脂血症冠心病糖尿病脂肪肝胆石症痛