生物化学绪论

生物化学绪论生物化学绪论第1页讲课人：钟德桥职称：副教授职务：江汉大学医学院-----

医学试验教学中心副主任、生物化学教研室主任电话小灵通)电子邮件：zdq1007@.163.com.生物化学绪论第2页绪论

生物化学绪论第3页生物化学概念生物化学就是硕士命化学（化学分子、化学反应等）。它是在分子水平上探讨生命本质，即硕士物体分子结构与功效、物质代谢与调整、遗传信息传递与表示等科学。

#53.生物化学主要内容生物化学绪论第4页对象和方法研究对象：主要在分子水平上硕士物体。研究方法：主要利用化学尤其是有机化学原理和方法，同时也包括物理学、生物学、生理学等很多学科。

生物化学绪论第5页生物化学是一门相对年青科学，但也是发展最快科学之一。咱们在这里回顾它历史，看看它现在，展望它未来，是很有必要。

生物化学绪论第6页第一节

生物化学发展简史生物化学绪论第7页生物化学起始研究即使可上溯至18世纪，但直到20世记初才作为一门独立学科。近50多年来又有许多重大进展和突破，总说，还是比较年青学科。生物化学绪论第8页本学科历史大致分三个阶段，但互有交叉：

一、叙述（静态）生物化学：18世纪中叶至19世纪末------硕士物体分子结构与功效二、动态生物化学阶段：20世纪上半叶------物质代谢与调整三、分子生物学阶段：

20世记中叶至现在------遗传信息传递与表示#53.生物化学主要内容生物化学绪论第9页一、叙述（静态）生物化学阶段：

时间：18世纪中叶至19世纪末及20世纪初。

内容：主要探讨生物体化学组成、生命分子种类及结构。生物化学绪论第10页1829年将淀粉转化为葡萄糖(法国盖·吕萨克)。1831年首先发觉细胞核(英国罗·布朗)。1835年提出化学反应中催化和催化剂概念，证实催化现象在化学反应中是非常普遍(瑞典柏齐力阿斯)。1848—1849年发觉脂肪伯胺、仲胺、叔胺，其性质类似于氨，并从而证实氨最简化学式。(法国沃尔茨，德国奥·霍夫曼)。1850—1855年发觉肝脏有合成肝糖功效，并分离出肝糖(法国贝尔纳)。1851年用甘油和脂肪酸合成油脂，发觉酵母可转化醣为醇(法国拜特洛)。阅读材料生物化学绪论第11页1857年证实乳酸发酵是微生物引发(法国巴斯德)。1866年发表《植物杂交试验》一文，提出遗传学两个基础定律(奥地利孟德尔)。1869年从绷带浓血中分离出去氧核糖核酸即DNA(瑞士米歇)。1877年，德国Hopp.Segler首次提出了“生物化学”术语。他对生物组织进行了大量研究，第一个取得了蛋白质结晶。阅读材料生物化学绪论第12页1882年，德国Fischer确定了蛋白质是由氨基酸组成，并成功地用化学方法合成了由18个氨基酸组成肽。他对酶也有祥细研究，还首先确定了嘌呤和嘧啶结构等。所以后人称之生物化学奠基人。1884—1885年，证实细胞核是遗传基础(德国赫脱维奇、斯特劳伯格、克里克尔、魏斯曼)。1890年人工合成葡萄糖，指出糖有D、L两种，生命组织中都是D型。确定了嘌呤结构(德国埃·费歇)。1892年，发表相关烟草花叶病论文，首次发觉病毒(俄国伊凡诺夫斯基)。1897年，从磨碎酵母中分离出一个酵素，开创了酶研究(德国布希纳)。阅读材料生物化学绪论第13页重点（第一阶段）：

1869年，瑞士外科医生FridriMiescher从脓细胞核中首次分离出DNA。1877年，德国HoppSegler首次提出了“生物化学”术语。他对生物组织进行了大量研究，第一个取得了蛋白质结晶。1882年，德国Fischer确定了蛋白质是由氨基酸组成，并成功地用化学方法合成了由18个氨基酸组成肽。他对酶也有祥细研究，还首先确定了嘌呤和嘧啶结构等。所以后人称之生物化学奠基人。生物化学绪论第14页总之，这段时期，主要是对生物组织进行化学分析，进而基础说明了生物体化学组成、生命分子种类及结构。

生物化学绪论第15页二、动态生物化学阶段

时间：20世纪上半叶内容：研究物质代谢过程与调整（调控）。尤其是前者。生物化学绪论第16页1897年，Buchner氏弟兄发觉糖发酵转变为乙醇和C02能够不在“活生物体”作用下进行。此成为研究细胞内代谢过程序幕。1905年英国科学家哈顿开始认识磷酸基在生物化学各领域中主要作用。1907年德国科学家艾·费歇，经过五年研究，证实蛋白质是由简单氨基酸相连而成，首次人工合成由十八个氨基酸组成多肽，这是蛋白质结构与合成开始。1909—1929年发觉核糖(五碳糖)存在于一些核酸中，发觉脱氧核糖，它存在于另一些核酸中，认识到核酸就分为核糖核酸和脱氧核糖核酸这两类(美籍俄国人勒温)。阅读材料生物化学绪论第17页1910—1926年确定醣类含有五环糖和六环糖两种基础结构(英国霍沃斯)。1926年，Sumner首次证实酶化学本质是蛋白质。1926年首次制成结晶尿素酶，开辟了酶化学发展道路(美国萨姆纳)。1929年发觉三磷酸腺苷(ATP)(德国罗曼)。1932年，Krebs提出鸟氨酸循环。1935年首次提纯烟草花叶病毒，并取得病毒体结晶体(美国斯坦来，英国鲍登)。阅读材料生物化学绪论第18页1937年发觉三羧基循环即Krebs循环(英籍德国人克勒勃斯)。明确维生素参加辅酶个别而发挥生化功效(美国爱尔维杰)。1941年，发觉三磷酸腺苷(ATP)高能键在生物体碳水化合物代谢过程中所起主要作用，认为ATP是生命体能源(德国弗·李普曼)。1944年用肺炎双球菌转化试验，第一次证实了遗传物质基础是脱氧核糖核酸(DNA)(加拿大爱威瑞.OswaldAvery.)。1947年人工合成二磷酸腺甙(ADP)及三磷酸腺甙(ATP)(英国托德)。1947—1951年发觉控制碳水化合物转为脂肪乙酰辅酶A，是说明人体中三羧酸循环化学机制进展(美籍德国人弗·李普曼)。阅读材料生物化学绪论第19页

重点（第二阶段）：

1897年，Buchner氏弟兄发觉糖发酵转变为乙醇和C02能够不在“活生物体”作用下进行。此成为研究细胞内代谢过程序幕。有些人作过形象描述“当CO2从波氏弟兄试管中冒出时，历史宣告生物化学诞生。”

1926年，Sumner首次证实酶化学本质是蛋白质。1932年，Krebs提出鸟氨酸循环。1937年，Krebs公布了三羧酸循环研究结果。

1940年，德国科学家公布了糖醇解路径。随即，脂酸氧化路径和核苷酸代谢路径也相继被说明。

生物化学绪论第20页总之，这个期间将生物体物质代谢（如三大物质代谢、能量代谢等）大个别化学反应过程基础说明，同时深入了解各种生物分子组成、结构、功效及它们之间相互作用。生物化学绪论第21页

三、(当代)分子生物学阶段

时间：20世记中叶至现在。内容：DNA双螺旋结构、遗传信息传递与表示、细胞信息传递等。生物化学绪论第22页分子生物学概念

分子生物学是从分子水平硕士命本质科学。它主要是研究核酸和蛋白质等生物大分子结构及其在遗传信息和细胞信息传递中作用。它是生命科学中发展最快，它内容也越来越丰富，所以当前有将它单独作为一门学科（课）现象，但从广义上说，它还是应属于生物化学。在医学院更是如此。生物化学绪论第23页下面是分子生物学(早期)重点

（个别内容与遗传学交叉）

1865年孟德尔发觉遗传分离规律、自由组合规律。1929年摩尔根证实有基因存在。1944年爱威瑞著名“肺炎双球菌转化试验”,证实核酸（DNA）决定遗传。但DNA是怎样决定遗传呢？多年一直悬而未决。生物化学绪论第24页当代分子生物学建立和发展阶段这一阶段是从50年代初到至今，以1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型作为当代分子生物学诞生里程碑，并开创了当代分子生物学基础理论建立和发展黄金时代。生物化学绪论第25页

1.DNA双螺旋结构被发觉1953年4月25日，英国著名《自然》杂志登载了由Watson和Crick发表《核酸分子结构---DNA一个模型》论文，首次从分子水平上揭开了遗传秘密，当前，大多数人认为，这“标志着当代分子生物学诞生”。年末，由美国一个著名科学机构所做调查：什么是二十世纪最伟大发觉----进化论、相对论、量子力学、高能物理、大陆板块及漂移学说…最终竟是这篇文章所揭示DNA结构及功效。生物化学绪论第26页

DNA双螺旋发觉最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递基础方式；从而最终确定了核酸是遗传物质基础，为认识核酸与蛋白质关系及其在生命中作用打下了最主要基础。生物化学绪论第27页1972年Berg将外源DNA（SV-40）与噬菌体P22DNA体外重组成功。1977年Boyer等将人工合成生长激素释放抑制因子基因在大肠杆菌中表示成功。1981年Taniguchi用基因克隆技术制造出人类成纤维细胞干扰素。1983年-Mullis创造“聚合酶链式反应”（PCR）1990年-年人类基因组计划基础完成。

2.DNA克隆使基因操作无所不能生物化学绪论第28页3.基因组学说及其它组学研究1990年-年人类基因组计划基础完成。人类基因组计划于20世纪80年代中期提出，1990年正式开启，原计划需15年左右，但伴随技术伎俩飞速发展，终于在年2月基础完成。这无疑是人类生命科学史上一个重大里程碑。生物化学绪论第29页基因组学蛋白质组学转录组(RNA组)学代谢组学糖组学生物信息学生物化学绪论第30页分子生物学可是考研大热门！

当前，以生物化学（含分子生物学）为主要基础生物信息学是最活跃、发展速度最快学科之一，与电子信息学、新材料技术并列为当代三大高新科技。生物化学绪论第31页本课程在考研时可能很主要！生物化学与分子生物学已广泛深入到生命科学各个领域，在咱们医学领域也是如此！所以在考研时，不论哪门专业，必定都会大量包括本学科内容，有很多干脆就以本学科作为考试课程（专业基础课）。生物化学绪论第32页生物化学主要性及学科地位因为生物化学（包含分子生物学）每一个进步，哪些是一小步，往往在科学上就有重大意义。半个多世纪以来，生物化学（包含分子生物学）学科及相关领城就荣获了诺贝尔化学奖和生理学与医学奖40余次。这在全部科学学科中是绝无仅有。

本学科可是Nobel（诺贝尔）奖得奖“专业户”！

生物化学绪论第33页生化重点是什么？据不完全统计，从至1953年至年诺贝尔奖中，有43个奖中主要包括本学科及对应交叉学科。其中其中有8届两奖均是。在上述第二、第三阶段几乎全部较大进展即同学们学习中所碰到大一点重点（如考试中大个别叙述题）、或者说咱们书本大一点重点往往是取得过诺贝尔奖。同学们能够查查资料，重点不就“一目了然”吗。生物化学绪论第34页瑞典卡罗琳医学院瑞典皇家科学院生物化学绪论第35页阅读材料年美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录分子基础”研究领域所作出贡献而独自取得年诺贝尔化学奖生物化学绪论第36页年以色列科学家阿龙.西查诺瓦、阿弗拉姆.赫尔什科和美国科学家伊尔温.罗斯在蛋白质控制系统方面重大发觉而共同取得诺贝尔化学奖。年美国科学家彼得.阿格雷和罗德里克.麦金农关于细胞膜通道重大发觉而共同取得诺贝尔化学奖。《》

年美国科学家约翰.芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特.维特里希创造了对生与生物大分子进行识别和结构分析方法共同取得诺贝尔化学奖。英国科学家约翰·劳尔斯顿和悉尼·布雷内、美国科学家罗伯特·霍维茨在研究基因怎样控制器官发育和细胞死亡过程方面所作出贡献被授予诺贝尔生理学或医学奖。

阅读材料生物化学绪论第37页年美国科学家利兰·哈特韦尔、英国科学家蒂莫西·亨特、保罗·纳斯因发觉了细胞周期关键分子调整机制，而共同取得诺贝尔生理学及医学奖。

1999年德国科学家布洛贝尔因为发觉了“蛋白质带有控制其在细胞中移动和固定信号”而被授与诺贝尔生理学及医学奖。1998年美国科学家费里德·慕拉德、路易斯·伊格纳罗和罗伯特·佛契哥特，为表彰他们发觉一氧化氮主要生物学机制而共同取得了诺贝尔生理学及医学奖。

《》1997年美国科学家保罗.博伊尔、英国科学家约翰.约克因说明了ATP在体内形成生物催化原理与发觉钠、钾ATP酶丹麦科学家延斯.斯科而共同取得诺贝尔化学奖。

美国科学家普鲁西纳因发觉了一个全新蛋白致病因子—朊蛋白，并在其致病机理研究方面做出了出色贡献，而取得诺贝尔医学及生理学奖。阅读材料生物化学绪论第38页1995年美国埃德华·刘易斯和埃里克·威德豪斯、德国克里斯蒂纳·伏尔加德，为表彰他们在研究基因是怎样在子宫里控制人体器官发育所取得结果而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。

1994年美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发觉G蛋白及其在细胞中转导信息作用，而共同取得诺贝尔医学及生理学奖。《》1993年美国科学家穆利斯因创造“聚合酶链式反应”法，在遗传领域研究中取得突破性成就、加拿大籍英裔科学家史密斯因开创“寡聚核甙酸基定点诱变”方法而共同取得诺贝尔化学奖。英国科学家罗伯茨、美国科学家夏普因发觉断裂基因而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1992年美国科学家费希尔、克雷布斯因在逆转蛋白磷酸化作为生物调整机制发觉中作出巨大贡献而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。阅读材料生物化学绪论第39页《》1989年美国科学家切赫、加拿大科学家奥尔特曼因发觉核糖核酸催化功效而共同取得诺贝尔化学奖。美国科学家毕晓普、瓦穆斯因发觉致癌基因是遗传物质，而不是病毒而共取得诺贝尔生理学或医学奖。1988年德国科学家戴森霍费尔、胡贝尔、米歇尔因第一次说明由膜束蛋白质形成全部细节而共同取得诺贝尔化学奖。1985年美国科学家布朗、戈尔茨坦因在胆固醇新陈代谢方面贡献而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1983年美国科学家麦克林托克因研究玉米传座因子获诺贝尔生理学或医学奖阅读材料生物化学绪论第40页1982年瑞典科学家伯格斯特龙、萨米尔松、英国科学家范恩因对前列腺化学与生物学研究而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1980年美国科学家伯格因研究操纵基因重组DNA分子、美国科学家吉尔伯特、英国科学家桑格因创建DNA结构化学和生物分析法而共同取得诺贝尔化学奖。《》1978年英国科学家米切尔因生物系统中能量转移过程获诺贝尔化学奖。瑞士科学家阿尔伯、美国科学家史密斯、内森斯因发觉并应用脱氧核糖核酸限制酶而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。阅读材料生物化学绪论第41页1974年美国科学家克劳德因研究细胞结构和功效、比利时科学家德·迪夫因发觉溶酶体、美国科学家帕拉德因发觉核糖核蛋白质而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1972年美国科学家穆尔、斯坦因因研究核糖核酸梅分子结构而共同取得诺贝尔化学奖。《》1971年加拿大科学家赫茨伯格因研究分子结构、美国科学家安芬森因研究核糖核酸梅分子结构而共同取得诺贝尔化学奖。英国科学家萨瑟兰因在分子水平上说明激素作用机理获诺贝尔生理学或医学奖。《》1970年阿根廷科学家莱格伊尔因发觉糖核甙酸及其在碳水化合生物合成中作用获诺贝尔化学奖。美国科学家阿克塞尔罗德、英国科学家卡茨、瑞典科学家奥伊勒因发觉神经传递化学基础而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。

阅读材料生物化学绪论第42页1969年美国科学家德尔布吕克、赫尔希、卢里亚因研究并发觉病毒和病毒病而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1968年美国科学家霍利、科拉纳、尼伦伯格因解释遗传密码而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1965年法国科学家F.雅各布，J.L.莫诺，A.M.雷沃夫研究相关酶和细菌合成中遗传调整机构（操纵子学说）共同取得诺贝尔生理学或医学奖。美国科学家伍德沃德因人工合成类固醇、叶绿素等物质获诺贝尔化学奖。1964年美国科学家布洛赫、德国科学家吕南因发觉胆固醇和脂肪酸代谢而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。《》1962年英国科学家肯德鲁、佩鲁茨因研究蛋白质分子结构获诺贝尔化学奖。英国科学家克里克、威尔金斯、美国科学家沃森因发觉脱氧核糖核酸分子结构而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。阅读材料生物化学绪论第43页1961年美国科学家卡尔文因研究植物光合作用中化学过程获诺贝尔化学奖。1959年美国科学家奥乔亚、科恩伯格因人工合成核酸，并发觉其生理作用而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。1958年英国科学家桑格因确定胰岛素分子结构获诺贝尔化学奖。1957年英国科学家托德因研究核苷酸和核苷酸辅酶获诺贝尔化学奖。奖。

阅读材料生物化学绪论第44页《》1955年美国科学家迪维格诺德因第一次合成多肽激素获诺贝尔化学奖。瑞典科学家西奥雷尔因发觉氧化酶性质和作用获诺贝尔生理学或医学奖。1953年美国科学家李普曼因发觉辅酶A及其中间代谢作用、英国科学家克雷布斯因说明合成尿素鸟氨酸循环和三羧循环而共同取得诺贝尔生理学或医学奖。阅读材料生物化学绪论第45页四、我国科学家对生物化学发展贡献我国在生物化学上还是发展很快。如在上世纪上半叶，吴宾等创建了血糖测定“福----吴氏法”，另外在蛋白质变性、营养学等也有所建树。1919年，北京协和医学院就成立了“生物化学”系，教材直接引用最新原版。生物化学绪论第46页

我国（解放后）在生物化学上重大成就1965年，中科院上海生化所在邹鲁承等领导下于世界上首次人工合成出蛋白质----牛结晶胰岛素。1983年，也是他（他）们一样首次合成出RNA---酵母丙氨酸。1999年，我国继美、日、英、法、德后成为又一参加“人类基因组计划”课题组国家，并提前完成1%测序任务。当前，仍在此课题组，并负担了更多“后基因组计划”任务。生物化学绪论第47页本学科学生较易出国！生物化学尤其是分子生物学是全球、首先是美国最活跃领域，而且商机无限。它是试验科学，需要大量含有相当学历背景；又能没日没夜在试验室、拿着相对较低工资高级“打工仔”、“打工妹”。这就是本专业学生轻易在国外找工作原因。生物化学绪论第48页第二节当代生物化学研究主要内容生化内容很多，不一样专业也有不一样。依据本专业及本教材，主要内容可归纳为四、三、二。生物化学绪论第49页什么是“四”？本教材由4篇共21章组成第一篇：生物大分子结构与功效（共3章）第二篇：物质代谢及其调整（共6章）第三篇：基因信息传递（共5章）第四篇：专题篇（共7章）生物化学绪论第50页主要糖、脂、蛋白质、核酸等。另外，还有激素、各种递质、介质、细胞因子等。第一篇：生物大分子结构与功效（共3章）阅读材料生物化学绪论第51页上述诸物质(主要糖、脂、蛋白质、核酸等)代谢路径---在体内起源、去路、转化甚至排泄，它们之间联络及调控。第二篇：物质代谢及其调整（共6章）阅读材料生物化学绪论第52页此为分子生物学中关键内容。主要为复制、转录、翻译。它们之间联络及调控。基因工程等。第三篇：基因信息传递（共5章）阅读材料生物化学绪论第53页

分子生物学其它个别及技术、临床生化等。比如细胞信息传递、胆色素代谢、分子生物学常见技术等。第四篇：专题篇（共7章）阅读材料生物化学绪论第54页什么是“三”？3大基础+专题。第一篇：生物大分子结构与功效（共3章）第二篇：物质代谢及其调整（共6章）第三篇：基因信息传递（共