生物化学导论绪论课件

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基础生物化学

黄卓列朱利泉主编中国农业出版社参考书目参考书目：基础生物化学第二版主编吴显荣中国农业出版社生物化学主编沈同王镜岩高等教育出版社出版电子教案：实验及答疑地点：实验大楼六楼东侧生化教研室电话：

课程学时安排（54）第一章生物化学导论2第二章蛋白质化学6第三章核酸的结构与功能6第四章酶6第五章维生素与辅酶53第六章糖类化合物代谢7第七章生物氧化和氧化磷酸化3第八章脂类代谢3第九章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢3第十章核酸的酶促降解及核苷酸代谢3第十一章核酸的生物合成3第十二章蛋白质的生物合成3第十三章代谢调控3第十四章DNA重组技术的基本原理

3生命大分子生物代谢能量的产生和储藏及大分子前体的生物合成遗传信息的存储传递和表达

主要内容:介绍生物化学的概念、研究内容、学科发展历史和前景及其与其它科学的关系。对本课程的内容、进度和要求作具体安排。返回第一章生物化学导论（绪论）化学生物学生物化学Biochemistry生物化学－－－生命的化学－－－一门边缘学科生物化学的研究范围大致可包括下列几个方面：1、生物体是由哪些物质组成的？它们的结构和性质如何？1903年提出Biochemistry，生物化学才成为一门独立的学科，在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前）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生物分子/BiologicalMolecules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：Saccharide(糖)、lipids(脂)、NucleicAcids(核酸)、protein(蛋白质)维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。生物分子中最重要的是糖、脂、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。2、这些物质在生物体内发生什么变化？是怎样变化的？变化过程中能量是怎样转变的？也就是说这些物质在生物体内是怎样进行物质和能量代谢的?新陈代谢同化作用assimilation环境生物小分子吸能反应异化作用dissimilation环境小分子分解代谢体内生物大分子放能反应合成代谢大分子机体能量代谢物质代谢动态生物化学时期（二十世纪前半叶）3、这些物质的结构、代谢和生物功能及复杂的生命现象（如生长、生殖、遗传、运动等）之间有什么关系？复杂的生命现象是如何有条不紊进行？是受到怎么样的精确调控的？

物质代谢是如何相互联系的?机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五十年代以后）分子生物学概念及研究内容广义:研究蛋白质及核酸等生物大分子结构、构象和功能，也就是从分子水平阐明生命现象的规律和本质的科学。

狭义:偏重于核酸(或基因)的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，也涉及这些过程中有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。生命的特征具有复制的能力具有催化的能力具有突变的能力新陈代谢由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。生命的基本单位：细胞生命体必要的要素：1所有的独立的生命体都有一个界面与外界分隔；在地球的生命体中这个界面就是生物膜原核生物的简单质膜和真核生物的内膜系统都是由脂质双分子层构成膜在生物体中的重要作用膜的研究膜生化生命是物质的实体！DNA的双螺旋结构1953年，Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构。细胞中的DNA分子几乎都是由两条多聚脱氧核苷酸链构成的。DNA的二级结构就是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。划时代的里程碑，现代生物科学的奠基石。3所有的独立的生命体都有蛋白质的合成系统：蛋白质是生物体生物功能的执行者。没有蛋白质也就没有生命4所有的的生命体都有能量的获得方式（系统）研究领域的细化动物生化（zoic~）、植物生化（botanic~）、微生物生化（microbial~）、普通生化（general~）进化生化（Evolutional~）或比较生化（Comparative~）生理化学（physiological~）医学生化（medicinal~）、农业生化（agricultural~）、工业生化（industrial~）、Cellular~细胞生物化学、Functional~机能生化,功能生化、Marine~海洋生物化学、Molecular~分子生物化学、Radiation~辐射生物化学。Return生物化学与有关科学的关系包含、交叉、基础、延伸化学（chemistry）生理学(physiology)遗传学(genetics)生态学(ecology)细胞生物学(cytobiology)微生物学(microbiology)分类学(taxolgy)Return

其它物理学、数学及信息学等学科在现代的生物化学研究中发挥着重要作用RootsofBiochemistryWohler'ssynthesisofureaBuchners'fermentationofsugarfromyeastextractsSumner'scrystallizationofureaseWatsonandCrick'sstructureofDNA1835JonsBerzeliuswritesapaperonchemicalcatalysis,usesamylaseasanexample.1859CharlesDarwinpublishesOntheOriginofSpecies.1860LouisPasteurrecognizesthatfermationwascatalyzedbyenzymes,buthebelievestheyarepartofthe"essence"ofyeast.1865GregorMendelpublisheshistheoryofgenetics.1869FredrickmeischerdiscoverseDNAincellnuclei.1897EduardandHansBuchnerextractsmaterielfomyeastthatcatalyzestheconversionofglucosetoalcohol.1900GregorMendel'sworkongeneticsisrediscovered.1914FritzLipmannelucidatestheroleofATPinenergymetabolism.1926JamesSumnerobtainscrystallinejackbeanureaseanddemostratesthatitisaprotein.1926ThomasHuntMorganwritesTheTheoryoftheGene.1934ArnoldBeckmandevelopesthefirstpHmeter.1937HansKrebsdiscoversthecitricacidcycle(TCAcycle).1941GeorgeBeadle&Edwardtatumproposetheone-gene,one-enzymehypothesis.1944OswaldAvery,ColinMacLeod,andMaclynMcCarthyusechemicalmethodstoestablishthatDNAisthegeneticmaterial.1950EdwinChargaffpublishesobservationthatA=T,G=C(Chargaff'srules).1952LinusPaulingandRobertCoreyproposethea-helixandtheb-pleatedsheetstructuresforproteins.1952AlfredHersheyandMarthaChaseprovideadditionalsupportforDNAasgeneticmaterial.

1953JamesWatsonandFrancesCrickputforththedoublehelixmodelDNA.1953FredrickSangerdeterminesthefirstaminoacidsequenceofaprotein(insulin).1956EarlSutherlandisolatescyclicAMP.1957MatthewMeselsonandFranklinStahlcarryoutexperimenttodemonstratesemiconservativeDNAreplication.1960JohnKendrewandMaxPertuzobtainthefirstthreedimensionalstructureofproteins(hemoglobinandmyoglobin).1960JeraldHuritzandSamuelWeissdiscoverRNApolymerase.1961FrancoisJacobandJaquesMonodpropoundtheoperonmodelofgenecontrol.1963Allostericmodelforinhibitionofenzymes(Jean-pierrreChanguex,F.jacob,andJ.Monod).1964Acrylamidegelelectrophoresisofproteinsisdeveloped.1965MarshalNirenberg,H.GobindKhorana,andseveroOchoacompletetheelucidationofthegeneticcode.19653-Dmodeloffirstenzyme(lysozymebyDavidPhillips.1965RobertHolleydeterminesthestructureofatransfer-RNA.1965JeromeVinograddiscoverssuperhelicaltwisting.1968MarkPtashneandWalterGilbertidentifythefirstrepressorgenes.1969PaulaDeLuciaandJohnCairnsisolateamutantofE.colicalledpolA1.1969Firstsynthesisofanenzyme(ribonuclease).1970HamiltonSmithdiscoversrestrictionendonucleases.1970HowardteminandDavidBaltimorediscoverreversetranscriptase.1973StanleyCohenandHerbertBoyerpreparerecombinantDNA.1974Sung-HouKim,ducethefirstX-raystructureoftransferRNA.1977CesarMilsteindiscovershowtoproducemonoclonalantibodies.1977AllanMaxamandWaltergibertdevelopachemistryforsequencingDNA.1977FredrickSanger,S.NicklenandA.R.CoulsondevelopachemistryforsequencingDNA.1977PhillipSharpandRichardRobertsdiscoverintons(interveningsequences).1982Firstx-raystructureofamembraneproteinReturn生物化学的应用简介1.作为其它生命科学的理论基础对各种生命现象和生物生产过程进行机理和本质解释2.作为方法与工具直接应用于生产过程生物产品生产制备提取加工等3生物操作技术进行创造和改造生物生物化学的最终目的是了解、控制生命过程，为人类的健康与工农业生产服务。

TheUsesofBiochemistry:

Agriculture

Medicine

Nutrition

ClinicalChemistry

Pharmacology

Toxicology

IndustryA.战胜生理疾病疾病的诊断与病理分析、新药物的开发设计、各类保健品开发、基因疗法、器官克隆等临床生化诊断：血糖浓度→糖尿病，血清酸性磷酸酶→前列腺癌，碱性磷酸酶→骨癌…治疗：口服胃蛋白酶、胰蛋白酶