ch生物化学绪论

ch生物化学绪论第1页/共40页概念

生物化学是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。第2页/共40页一、生命第3页/共40页1、生命的定义自我复制(self-replication)自我装配(self-assemble)自我调节(self-regulation)第4页/共40页一个边界一套执行机构一套遗传机构第5页/共40页细胞是生物体的基本结构单元

第6页/共40页细

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本

构

成第7页/共40页2、生命的的共同“语言”——化学著名的诺贝尔奖获得者亚瑟·肯伯格（ArthurKornberg）在哈佛大学医学院建校100周年时说：“所有的有生命体都有一个共同的语言，这个语言就是化学。”DNA是生命体的“共同语言”

第8页/共40页生物体的化学组成自然界所有的生命物体都由三类物质组成水、无机离子和生物分子第9页/共40页生命体的元素组成在地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生物体内被发现第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。这类元素也是组成生命体的基本元素。第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物体内存在的主要少量元素。第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。第10页/共40页生物分子生物分子是生物体和生命现象的结构基础和功能基础，是生物化学研究的基本对象。生物分子的主要类型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白质、维生素、氧第11页/共40页二、发展简史第12页/共40页1780-1789Lavoisier（法）研究“生物体内的燃烧”，指出此类“燃烧”耗氧并排出二氧化碳。后人称他是生物化学之父。第13页/共40页1830-1842Liebig（德）将食物分为糖、脂、蛋白质类，提出“代谢”一词，证明动物体温形成是食物在体内“燃烧”的缘故。最先写出两本生物化学相关专著。第14页/共40页生物化学的创始人埃米尔·费舍尔（EmilFischer）1890－1902Fischer（德）首次证明了蛋白质是多肽；发现酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的“锁-匙”学说；合成了糖及嘌呤。1902年获诺贝尔奖。第15页/共40页汉斯·克雷勃斯（HansA.Krebs）1937年

Krebs（英）发现三羧酸循环，1953年获诺贝尔奖。第16页/共40页李纳斯·鲍林（LinusPauling）1949Pauling（美）指出镰刀形红细胞性贫血是一种分子病，并于1951年提出蛋白质存在二级结构。1954年获诺贝尔奖第17页/共40页詹姆斯·沃森（JamesD.Watson）1953年Watson（美）与Crick（英）提出DNA分子的双螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。弗朗西斯·克里克（FrancisH.Crick）第18页/共40页1969-1972,Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。1972Berg（美）在基因工程基础研究方面作出了杰出成果，获1980年诺贝尔奖。1973Cohen等（美）用核酸限制性内切酶EcoR1，首次基因重组成功。HamiltonO.SmithDanielNathansWernerArberPaulBergHerbertBoyerStanleyCohen第19页/共40页2001Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。第20页/共40页我国生物化学的开拓者——吴宪教授蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书《AdvancesinProteinChemistry》第47卷（1995年）发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J.T.Eddsall的文章“吴宪与第一个蛋白质变性理论（1931）HsienWuandthefirstTheoryofProteinDenaturation(1931)”，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蛋白质变性的论文。一篇在1931年发表的论文居然在1995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的一件极为罕见的大事。第21页/共40页1940我国生物化学家刘思职发现抗体、抗原反应存在定量关系。刘思职第22页/共40页21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，让我们为此共勉新华社北京2002年4月11日电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”上作大会报告时说：“通过创造性的工作，21世纪的中国科学家和工程师将比20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，中国将涌现出一批无愧于21世纪的世界级科学大师和工程技术大师。”（记者李斌）新华社香港2002年４月１６日电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，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）第23页/共40页三、内容第24页/共40页生物学动物学植物学微生物学化学生物学生物化学第25页/共40页生物化学的概念生物化学主要是应用化学的理论和方法来研究生命现象，阐明生命现象的化学本质。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生物分子的化学组成、结构和性质；生物分子的结构、功能与生命现象的关系；生物分子在生物机体中的相互作用及其变化规律。生命的化学，化学的生命第26页/共40页内容：生物大分子的结构与功能：蛋白质、核酸化学、酶、维生素与微量元素物质代谢：糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢，生物氧化、代谢调节遗传信息的传递规律：DNA复制、RNA转录、蛋白质生物合成、基因表达调控、基因工程、基因组学器官生化（重要组织器官的代谢特点）:肝胆、血液、结缔组织骨牙、感觉系统化学、神经系统化学专题：细胞信息传递、细胞生长调控与肿瘤、生物信息学第27页/共40页生物大分子基本特征生物分子中最重要的是糖、酯、核酸和蛋白质四类物质，分子量一般都很大，所以又称为生物大分子。生物信息大分子具有如下特征：（1）由结构小分子结构单元组成.（2）顺序排列。（3）结构复杂：线性信息，三维信息第28页/共40页生物大分子的一级结构：构成生物分子的结构单元分子按不同的排列组合，形成数量庞大，结构复杂的线性分子或环状分子。通常将只涉及结构单元的排列顺序的结构类型称为一级结构。第29页/共40页生物大分子的立体结构生物大分子在线性或环状结构基础上，通过分子内或分子之间的基团（包括极性、非极性和带电荷基团）相互作用，可以进一步形成非常复杂的立体结构。例如盘绕成螺旋形，折叠成片层状。有的以线状存在，而有的则形成球状等。第30页/共40页四、生化魅力第31页/共40页所有生物学科都不是孤立的，而是相互联系、相互补充、相互渗透，其基础就是“生命的化学语言”。换而言之，生物化学是联系生物学科之间的桥梁。有用第32页/共40页可实现许多个人愿望。有趣第33页/共40页可成名20世纪Nobel生理学、化学奖中半数以上在生物化学领域取得重大突破第34页/共40页可获利无形资产有形资产第35页/共40页五、学习方法第36页/共40页一条主线：生命的化学、化学的生命一个中心：认识生命、改造生命万能方法：理解＋记忆第37页/共40页参考书BergJM,TymoczkoJL,StryerL,ClarkeND：Biochemistry(5thed).WHFreeman&Co.NewYork,2002NelsonDL,CoxMM：LehningerPrinciplesofBiochemistry，WorthPublishers，NewYork，2000MurrayRK,GrannerDK,MayesPA,RodwellVW:Harper’sBiochemistry.(25thed).北京:科学出版社.2000LodishH,BaltimoreD,BerkA,ZipurskySLetal:MolecularCellBiology(4thed).,ScientificAmericaBooks,WHFreeman&Co.,NewYork.,2000KarpG:CellandMolecularBiologyConceptsandexperiments(3rded).JohnWiley&Sons,NewYork.2002第38页/共40页沈同、王镜岩主编，生物化学。高等教育出版社出版童坦君:生物化学。北京:北京大学医学出版社.2