吉林省-《生物化学》电子教案-绪论(人卫版)

PAGEPAGE2生物化学精品课程第一章绪论【授课时间】0.5学时

【目的要求】

1．掌握生物化学的概念。2．熟悉生物化学研究的主要内容及其与医学的关系。3．了解生物化学的发展史。【教学内容】

1．一般介绍：生物化学发展简史2．一般介绍：当代生物化学研究的主要内容3．一般介绍：生物化学与医学【教学重点】1．生物化学、分子生物学的概念。2．生物化学的研究内容

第一章绪论（Introduction）第一节生物化学发展简史第二节生物化学研究内容第三节生物化学与医学第一节生物化学发展简史

时间5ˊ教学内容生物化学（biochemistry）是研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学。它主要采用化学以及物理学和免疫学等原理和方法，从分子水平来探讨生命现象的本质，故又称生命的化学。分子生物学（molecularbiology）是对生物大分子的结构、功能及其代谢调控等方面的研究。故从广义的角度可将分子生物学视为生物化学的重要组成部分。生物化学既是重要的基础医学学科，又与其它基础医学学科有着广泛的联系与交叉。生物化学是一门既古老又年轻的学科。在我国可追溯到公元前21世纪，在欧洲约为200年前。但直到20世纪初才引用“生物化学”这个名称而成为一门独立的学科。18世纪中至20世纪初：初期阶段。对糖、脂及氨基酸的性质进行了系统研究。发现了核酸，合成了简单的多肽等。20世纪初期：蓬勃发展阶段。发现了必需脂肪酸、必需氨基酸及多种维生素；发现了多种激素；酶晶体的分离、合成；基本确定了脂肪酸β-氧化、尿素合成及三羧酸循环等代谢途径。20世纪50年代：分子生物学的崛起。1951年，LinusPauling（诺贝尔奖，1954）和RobertB.Corey发现了蛋白质的α-螺旋（α-helix）结构，1953年，FrederickSanger采用化学方法完成了胰岛素（insulin）序列分析（诺贝尔奖，1958）；1953年J.D.Watson和F.H.Crick提出了DNA的双螺旋结构(doublehelixmodel)(诺贝尔奖，1962)模型；1968年提出了遗传信息传递的中心法则。20世纪70年代：基因表达调控机制的研究。重组DNA技术在转基因动植物、基因除、基因诊断与基因治疗等方面的广泛应用；核酶的发现，PCR技术的发明等。1973年，PaulBerg、HerbertBoyer和StanleyCohen在体外完成DNA克隆（clone）（诺贝尔奖，1980）。1985年，KaryMullis发明了聚合酶链式反应（PCR）（诺贝尔奖，1993）。20世纪90年代：1990年人类基因组计划正式启动，2000年6月,NCHGR和塞莱拉(Celera)公司联合宣布人类基因组序列草图。1997IanWilmut等克隆绵羊Dolly诞生。功能基因组研究的崛起，以及蛋白质组学的提出又为生物化学的研究提出了新的挑战。我国科学家对生物化学家发展的贡献：公元前21世纪我国人民能用曲（酶）造酒。公元前12世纪，人们能利用豆、谷、麦等为原料，制成酱、饴和醋，饴是淀粉酶催化淀粉水解的产物。公元7世纪孙思邈用猪肝（富含维生素A）治疗雀目的记载。近代我国生物化学家吴宪创立了血滤液的制备和血糖测定法；提出了蛋白质变性学说。1965年我国首先人工合成了牛胰岛素，1981年合成了酵母丙氨酰tRNA。近年来我国在基因工程、蛋白质工程、新基因的克隆与功能、疾病相关基因的克隆及其功能已经均取得重要成果，特别是，人类基因组草图的完成也有我国科学家的一份贡献。备注

第二节生物化学研究内容

时间10ˊ教学内容一、人体的物质组成人体→组织器官→细胞→亚细胞→化学物质。构成人体的主要物质包括水（55%～67%）、蛋白质（15%～18%）、脂类（10%～15%）、无机盐（3%～4%）、糖类（1%～2%）等，此外，还有核酸、维生素、激素等多种化合物。由于蛋白质、核酸、多糖及复合脂类等都属于体内的大分子有机化合物，故简称生物分子。二、生物分子的结构与功能人体是由生物分子按照一定的布局和严格的规律组合而成。对生物分子的研究，重点是研究其空间结构及其与功能的关系。结构是功能的基础，功能是结构的体现。生物大分子的功能还可通过分子之间的相互识别和相互作用来实现。所以分子结构、分子识别和分子间的相互作用是执行生物信息分子功能的基本要素。三、物质代谢及其调节生命活动的基本特征是新陈代谢。正常的物质代谢是生命过程的必要条件，推测人的一生中与环境进行的物质交换：水约60000kg、糖类10000kg、蛋白质1600kg、脂类1000kg。此外，还有其它小分子物质和无机盐类。体内各种代谢途径之间存在着密切而复杂的关系，为使各种物质代谢途径按照一定规律有条不紊地进行，需要精确的调节来完成，若调节紊乱、物质代谢异常则可引起疾病。物质代谢中的绝大部分化学反应由酶催化，酶结构和酶含量的变化对物质代谢的调节起着重要作用。此外，细胞信息传递参与多种物质代谢的调节。物质代谢途径物质代谢途径四、基因信息传递及调控基因信息传递涉及到遗传、变异、生长、分化等生命过程，与遗传性疾病、恶性肿瘤、代谢异常性疾病、免疫缺陷性疾病、心血管病等多种疾病的发病机制有关。遗传的主要物质基础是DNA，生物化学与分子生物学除进一步研究DNA的结构与功能外，更重要的是研究DNA复制、RNA转录、蛋白质生物合成等基因信息传递过程的机制及基因表达调控的规律。重组DNA技术、转基因动植物、基因剔除、新基因克隆、人类基因组计划及蛋白质组计划等将进一步推动生物化学的发展。备注图图

第三节生物化学与医学

时间10ˊ教学内容生物化学既是重要的医学基础学科，又与医学的发展密切相关相互促进。各种疾病发病机制的阐明，诊断手段、治疗方案、预防措施等的实施，都无一不依据生物化学的理论和技术。如糖类代谢紊乱导致的糖尿病，脂类代谢紊乱导致的动脉粥样硬化，氨代谢异常与肝性脑病，胆色素代谢异常与黄疸，维生素缺乏与夜盲症和佝偻病等都早已为世人所公认。体液中各种无机盐类、有机化合物和酶类等的检测，早已成为疾病诊断的常规指标。分子病是指由于基因突变，导致蛋白质一级结构异常而造成功能障碍的疾病。如镰刀状红细胞性贫血。由于基因突变，导致遗传性酶缺陷或酶结构和酶活性异常而造成代谢障碍或紊乱的疾病，称为先天性代谢缺陷病。如Ⅰ型糖原累积病，就是缺乏葡萄糖-6-磷酸酶所致；苯丙酮尿症，是因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致。目前已发现有2000余种先天性代谢缺陷和分子病。因此只有扎实地掌握生物化学的基本理论和基本技能，才能有望成为合格的医务工作者。生物化学是联系生物学各学科的“桥梁”生物化学是现代医学发展的“催化剂”生物化学加速了生物产业的崛起生物化学特点及学习方法特点：各章节之间联系紧密，与其它学科也有很大联系。因此，在学习过程中必须加强相关章节、相关学科知识的学习，特别是必须在学好有机化学、生物学等学科的基础上，才能较好地理解生物化学的有关内容。内容较抽象，自学难度较大，必须进行课前预习，充分利用老师的课堂讲授理解所学的内容，课后及时复习，一定的习题练习也有助于理论知识的理解。学习的课程多，学习任务繁重，因此，必须根据教学大纲，抓住重点，有目的地对要求掌握的内容在理解的基础上进行记忆。可采用循环学习法以达到巩固知识的目的。方法：（1）抓住重点，掌握规律，记住要点生物化学代谢反应过程十分复杂，学习中应侧重于反应性质、条件及生理意义，掌握代谢规律，不要死记硬背，否则将事倍功半；（2）抓主线、抓框架结构、按层次纲目清楚，多而不乱；（3）循序渐进，前后联系教材前面