生物化学绪论

职

称：副教授单位：江大医学院生化教研室电

话子邮箱：zdq1007@.163.com.授课教师：钟德桥生物化学与分子生物学BiochemistryandMolecularBiology绪论

生物化学概念生物化学（Biochemistry）就是研究生命的化学（化学分子、化学反应等）。它是在分子水平上探讨生命的本质，即研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节、遗传信息的传递与表达等的分子基础与调控规律科学。

对象和方法研究对象：主要在分子水平上研究生物体。研究方法：主要运用化学特别是有机化学的原理和方法，同时也涉及物理学、生物学、生理学等诸多学科。

分子生物学概念

分子生物学是从分子水平研究生命本质的科学。它主要是研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用。分子生物学是在生物化学基础上发展起来的一门新兴学科，它是生命科学中发展最快的，它的内容也越来越丰富，所以目前有将它单独作为一门学科（课）的现象，但从广义上说，它还是应属于生物化学。在医学院更是如此。第二节当代生物化学与分子生物学研究的主要内容1.生物分子的结构与功能生物分子是很多的。一个典型的细胞含有1万至10万种分子，其中约一半是生物分子。

生物分子：概念：生物中的有机分子。例如：氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、酶、糖、多糖、(蛋白)聚糖、脂类、复合脂类、维生素、核苷酸、多肽、激素、神经递质等。

生物大分子：概念：一些分子量较大的生物分子（大于1万道尔顿dalton）的称为生物大分子。也称为生物高分子或生物信息分子。它们功能相对更重要。例如：蛋白质、核酸、(蛋白)聚糖、多糖、复合脂类等。其中最主要就是蛋白质与核酸。注意：生物大分子一般由各自基本组成单位构成的多聚体。（有人称之：分子的集群）。2.物质代谢及其调节上述诸物质(主要糖、脂、蛋白质、核酸等)代谢途径---在体内的来源、去路、转化甚至排泄，它们之间的联系及调控。目前，生物体内的主要物质代谢途径已基本清楚，但仍有众多问题有待探讨。3.基因传递及其调控此为分子生物学中的核心内容。主要为复制、转录、翻译、DNA损伤与修复、基因表达调控等。生物化学的主要(基础)内容

实际上1、2就是传统的“生物化学”，加上3就是当前的“生物化学”，但分子生物学已单独成一门学科，当然在医学院等很多学校还只作为一门课。因此，常常可听到“生物化学及分子生物学……”注意：更为简洁的说:

本课程由以下二个部分组成:传统的生物化学

（生物大分子组成、结构、基本功能十物质代谢）现代分子生物学

（遗传信息的传递、调控及基因工程十细胞信息传递）生物化学与分子生物学

学科特点和学习方法附加内容学习本课的难点：

本课是医学生公认的最难学的课程(之一)，也是不及格率最高的课程(之一)，为什么？1.内容繁杂，而学时？2.化学反应多，难记，不象其它医学课直观易懂。3.重点难抓。学习本课的方法及注意事项

1.一定要予习，并结合化学、生物学书本及知识。2.首先理解、记住框架，再弄懂（并不都祥记）细节。3.抓重点。方法很多呢！多画图。如重要的化学反应途径、重要的交叉点等。书上如要点、特点、基本（过程、途径…），并且标有1.2.3…的。书上有“最”的。听老师说重点，并自己领悟。4.上课听讲，课间抢做笔记。第一节生物化学与分子生物学发展简史自学为主生物化学是一门相对年青的科学，但也是发展最快的科学之一。我们在这里回顾它的历史，看看它的现在，展望它的未来，是很有必要的。

本学科历史大致分三个阶段，但互有交叉：

1.叙述（静态）生物化学：18世纪中叶至19世纪末------研究生物体的分子结构与功能2.动态生物化学阶段：20世纪上半叶------物质代谢与调节3.现代分子生物学阶段：

20世记中叶至现在------遗传信息的传递与表达#53.生物化学的主要内容1.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：主要探讨生物体的化学组成、生命分子的种类及结构。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，第一个获得了蛋白质结晶。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个氨基酸组成的肽。他对酶也有祥细的研究，还首先确定了嘌呤和嘧啶的结构等。所以后人称之生物化学的奠基人。这段时期，主要是对生物组织进行化学分析，进而基本阐明了生物体的化学组成、生命分子的种类及结构。

2.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节（调控）。特别是前者。1897年，Buchner氏兄弟发现糖发酵转变为乙醇和C02可以不在“活生物体”作用下进行。此成为研究细胞内代谢过程序幕。有人作过形象的描述“当CO2从波氏兄弟的试管中冒出时，历史宣告生物化学的诞生。”

1926年，Sumner首次证明酶的化学本质是蛋白质。1932年，Krebs提出鸟氨酸循环。1937年，Krebs公布了三羧酸循环的研究结果。

1940年，德国科学家公布了糖醇解途径。随后，脂肪酸氧化途径和核苷酸代谢途径也相继被阐明。

总之，这个期间将生物体的物质代谢（如三大物质代谢、能量代谢等）的大部分化学反应过程基本阐明，同时进一步了解各种生物分子的组成、结构、功能及它们之间的相互作用。

3.现代分子生物学阶段

时间：20世记中叶至现在。内容：DNA双螺旋结构、遗传信息的传递与表达、细胞信息传递等。

现代分子生物学的诞生

1953年4月25日，英国著名的《自然》杂志刊登了由Watson和Crick发表《核酸的分子结构---DNA的一个模型》的论文，首次从分子水平上揭开了遗传的秘密，目前，大多数人认为，这“标志着现代分子生物学的诞生”。2000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的发现----进化论、相对论、量子力学、高能物理、大陆板块及漂移学说…最后竟是这篇文章所揭示的DNA结构及功能。

DNA双螺旋发现的最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。

现代分子生物学的发展

1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶；1957年Hoagland、Zamecnik及Stephenson等分离出tRNA，并对它的功能提出了假设；1958年Weiss及Hurwitz等发现依赖于DNA的RNA聚合酶；1958年Meselson及Stahl用同位素标记和超速离心分离实验为DNA半保留模型提出了证明；

1961年Hall和Spiege-lman阐明了RNA转录合成的机理。1965年Nirenberg、Ochoa以及Khorana等破译遗传密码，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。1968年Okazaki（冈畸）提出DNA不连续复制模型；19