生化课件-郑利民introduction

Biochemistry李国富

1.沈同，王镜岩．生物化学（第三版），2002高等教育出版社2.DavidL.Nelson,MichaelM.Cox.LehningerPrinciplesofBiochemistry(thirdedition),2000WorthPublishers3.JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer.Biochemistry(fifthedition),2002W.H.FreemanandCompanyMainReference

§1IntroductionWhatisbiochemistry

1.1Conceptofbiochemistry1.2Objectivesofbiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry1.4RelationswithothersciencesHowtostudybiochemistry1.5Suggestionforstudyingbiochemistry§1.1ConceptofbiochemistryBiochemistryisthechemistryoflifeUnderstandinglifephenomenainchemicalterms.§1IntroductionWhatisbiochemistry

1.1Conceptofbiochemistry1.2Objectivesofbiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry1.4RelationswithothersciencesHowtostudybiochemistry1.5Suggestionforstudyingbiochemistry

生命是一个复杂的运动系统：§1.2Objectivesofbiochemistry(1)BodyAminoacid,Monosaccharide,Nucleotide,fattyacid/Glycerin…Peptide/Protein,Polysaccharide,DNA/RNA,Lipid…SupermolecularcomplexOrganelleCellTissueOrgan世界统一于物质，生物化学的任务生命的物质结构与性质。世界统一于运动，生命的物质代谢、能量代谢及其调控。生物化学的应用功能衍生出应用于医学、农业等方面的生化技术。C,H,O,N,P,S...生命统一于

物质流、能量流、信息流所谓动态生物化学所谓静态生物化学§1.2Objectivesofbiochemistry(2)从名著看生物化学的内容FoundationsofBiochemistry1:TheMolecularLogicofLife2:Cells3:Biomolecules4:WaterStructureandCatalysis

5:AminoAcids,PeptidesandProteins6:TheThree-DimensionalStructureofProteins7:ProteinFunction8:Enzymes9:CarbohydratesandGlycobiology10:NucleotidesandNucleicAcids11:Lipids12:BiologicalMembranesandTransport13:Biosignaling

BioenergeticsandMetabolism14:PrinciplesofBioenergetics15:GlycolysisandtheCatabolismofHexoses16:TheCitricAcidCycle17:OxidationofFattyAcids18:AminoAcidOxidationandtheProductionofUrea19:OxidativePhosphorylationandPhotophosphorylation20:CarbohydrateBiosynthesis21:LipidBiosynthesis22:BiosynthesisofAminoAcids,Nucleotides,andRelatedMolecules23:IntegrationandHormonalRegulationofMammalianMetabolismInformationPathways24:GenesandChromosomes25:DNAMetabolism26:RNAMetabolism27:ProteinMetabolism28:RegulationofGeneExpression29:binantDNATechnology§1IntroductionWhatisbiochemistry

1.1Conceptofbiochemistry1.2Objectivesofbiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry1.4RelationswithothersciencesHowtostudybiochemistry1.5Suggestionforstudyingbiochemistry1941～ModernBiochemistry1891～1940EraofEnzymology1840～1890PhysiologicalChemistry1800～1839OrganicChemistry1772~1799ChemicalRevolution生物化学酶学§1.3BriefHistoryofbiochemistry哲学生理学化学生理化学有机化学物理学现代生物化学Whatistheroleofphysicsorphysicaltechnologyinbiochemistry?生物化学发展的脉络Eraof‘ChemicalRevolution’J.

JosephPriestley(普里斯特利，1733～1804)：英国化学家，他的重大贡献在于发现氧和其他气体。1772年发现了CO2，并证明植物可以利用动物的呼吸气体生长。§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<1>Eraof‘ChemicalRevolution’A.-L.Antoine-LaurentLavoisier(拉瓦锡,1743～1794)：法国化学家，1772对燃烧的研究引发所谓的“化学革命”；1777，拉瓦锡认为呼吸是燃烧的一种形式，并观察到阳光下的“greenmatters”在去除燃素的空气中产生气泡。

§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<2>Eraof‘ChemicalRevolution’C.W.CarlWilhelmScheele(舍勒,1742～1786):瑞典化学家,1784从柠檬汁中发现柠檬酸。其他有机化合物有：酒石酸(1770)、草酸(1776)、乳酸和尿酸(1780)、苹果酸（1785）、没食子酸和焦性没食子酸(1786)、甘油(1783)等§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<3>Eraof‘ChemicalRevolution’Jan.Ingen

Housz(英根豪茨1730~1799):荷兰科学家，在英国继续了普里斯特利的实验，发现植物只有在日光下才能放氧，而且仅限于绿色部分，在黑暗中则放出二氧化碳。1796年提出carbonicacid+light------>organicmatter+oxygen§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<4>EraofOrganicChemistryF.FriedrichWohler(维勒，1800～1882)：德国化学家,1828第一次由无机物氰酸铵合成有机物尿素，第一次冲击了传统的生命力学说。这种学说认为尿素纯粹是动物的产物，是由生命力控制产生的，不可能由无机物合成。§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<5>EraofOrganicChemistrySchwann,Theodor(施旺

1810-1882)：德国生理学家，细胞学说的创立者之一。1838年提出发酵和腐败是由空气中微小的生物引起的。1839，施旺提出许多疾病与细胞的生理和化学方面有关，首次提出'metabolicphenomena'.§1.3BriefHistoryofbiochemistry施旺,T

对生物化学作出重要贡献的科学家<6>EraofOrganicChemistryGerardusJohanesMulder(穆尔德,1802~1880):荷兰化学家，1839研究了一批蛋白，如卵清白蛋白、血清白蛋白、小麦白蛋白等，得出基本通式：C40H62O12N10。根据瑞典著名化学家贝采里乌斯提议，将这种物质命名为蛋白质。§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<7>EraofPhysiologicalChemistryJuctusvonLiebig(李比希,1803～1873)：德国化学家，1842阐明热量来自于食物的氧化。首先提出机体中物质建设和破坏的化学过程称为代谢的定义；出版类似生物化学的专著《化学在农业和生理学上的应用》（1840）和《动物化学或有机化学在生理学及病理学上的应用》（1942）§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<8>EraofPhysiologicalChemistryClaudeBernard(伯纳德，1813～1878)：法国生理学家，1843第一次分离纯化糖原，证明肝中的糖原可转变为血糖，发现糖异生作用。他的认为：所有生命的机制，不管它有多麽复杂，都只有一个目的，那就是保持其内部环境的恒常生命状态。§1.3BriefHistoryofbiochemistryClaudeBernardafterwinningaprestigIousaward对生物化学作出重要贡献的科学家<9>EraofPhysiologicalChemistryLouis

Pasteur,Pasteur(巴斯德，1822~1895)：法国微生物学家，1860

发现乙醇发酵可得到甘油和琥珀酸。证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，（2）每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展（3）传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力。§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<10>巴斯德，LEraofPhysiologicalChemistry1872,Hoppe-Seyler(德国生理学家，1825～1895):创办第一本生理化学杂志《ZeitschriftfurPhysiolociascheChemie》，即今天的《BiologicalChemistryHoppe-Seyler》;1877年创造Biochemie（即英文Biochemistry）一词;重要贡献还有第一次分离和结晶了血红蛋白，第一次制备了纯的卵磷脂等。§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<11>EraofEnzymology§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<12>EduardBuchner(毕希纳,1860-1917):德国化学家,1894年，与其兄弟一起发现酵母细胞的萃取液即可致发酵作用。之后他从这些萃取液分离出有效的成份，称为酵酶（zymase），从而导致对酵素的了解，并因此曾获1907年诺贝尔化学奖EraofEnzymology§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<13>SirArthurHarden(哈登,1865-1940):,英国化学家，1903～1906年，证明酒化酶是酶的复杂混合物，每一成分都催化蔗糖转化为乙醇的分段降解过程。并指出，磷酸醣是反应的关键中间体。此后，又对肝糖在肌肉内向乳酸转化问题进行研究。著有：《成醇发酵》、《实用有机化学》。曾获1929年诺贝尔化学奖EraofEnzymology§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<14>JamesBatchellerSumner(萨姆纳，1887～1955）：美国生物化学家，20世纪20年代，许多生物化学家认为酶是附着在胶体上的低分子量物质，而萨姆纳则相信酶是蛋白质。1926年他成功地分离出一种脲酶活性很强的细小晶体(首次得到的结晶酶)，并证明是蛋白质。推动了酶学的发展。于1946年获得诺贝尔化学奖金。主要著作有：《生物化学教本》、《酶的化学和方法》、《酶-化学及其作用机制》EraofEnzymology§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<15>

EmilFischer(费歇尔,1852--1919):德国化学家，是使生物化学成为独立学科最有功劳的人之一。1894年首先提出酶专一的“锁－钥匙”理论及酶作用机制。20世纪初证明蛋白质是氨基酸聚合物，并发明肽的合成，对单糖的合成与结构也作出了重要贡献。1902年荣获诺贝尔化学奖EraofEnzymology§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<16>HansAdolfKrebs(克雷布斯，1900～1981）:生物化学家,生于德国并在德国受教育。1931，提出鸟氨酸循环。1933年迁居英国，二次大战中入英国籍。1937年提出柠檬酸循环（也称三羧酸循环）。荣获1953年度诺贝尔生理学或医学奖。

EraofModernBiochemistry§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<17>OswaldTheodoreAvery(埃弗里,1877～1955):美国细菌学家,于1944年发现不同型的肺炎双球菌的转化因子是DNA。这项实验第一次证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。虽然这一发现，曾引起争论和怀疑，但的确推动了DNA的研究，直至1953年DNA双螺旋结构的发现.

EraofModernBiochemistry§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<18>FrancisHarryComptonCrick:1916~,英国生物物理学家JamesDeweyWatson:1928～,美国生物学家MauriceHughFrederickWilkins:1916～,英国生物物理学家1953,揭示DNA双螺旋结构，1962年获Nobel奖CrickWatsonWilkinsEraofModernBiochemistry§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<19>LinusCarlPauling(鲍林,1901~1994):美国量子化学家,曾获1954年诺贝尔化学奖及1963年诺贝尔和平奖.对生物化学的主要贡献在于对蛋白质和其他大分子结构进行X射线衍射分析并提出螺旋和其他结构以及镰刀形红细胞贫血病等分子病的机理阐述。EraofModernBiochemistry§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<20>1962年诺贝尔化学奖获授予英国生化学家佩鲁茨(MaxFerdinandPerutz,1914~2002)和肯德鲁(JohnCowderyKendrew,1917~1997)PerutzKendrew他们发展了X射线晶体结构分析技术，测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间精细结构。EraofModernBiochemistry§1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家<21>1968年Nobel生理医学奖授予3位破译遗传密码的美国生化学家RobertW.Holley(1922～1993）、HarGobindKhoranaKhorana（1922～）、MarshallWarrenNirenberg（1927～）。HolleyKhoranaNirenbergNirenber和Khorana在五年内所有解读了所有遗传密码。Holley是tRNA的主要发现者，经过数年终于分离出纯的tRNA，1965年阐明其正确的构造。§1IntroductionWhatisbiochemistry

1.1Conceptofbiochemistry1.2Objectivesofbiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry1.4RelationswithothersciencesHowtostudybiochemistry1.5SuggestionforstudyingbiochemistryPhysicsChemistryMolecularBiologyBiophysicsPhysiologyBiochemistryMicrobiologyZoologyBotany(Molecular)Immunology(Molecular)

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