生物化学第一章 绪论（下）.pptx

1、2020/8/5,1,生物化学的发展时间史,18世纪下半叶,现代生物化学之父:法国化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸,开始现代生物化学; 1903年,Neuberg 首先使用“生物化学”一词; 1944年,麦克劳德(Macleod)和麦卡蒂(Mc Carty) (美)证明DNA是遗传物质; 1953年,Watson和Crick 提出DNA双螺旋结构模型; 1955年,Sanger (英)确定牛胰岛素的一级结构; 1965年,首次人工合成有活性的结晶牛胰岛素-中国; 1973年,基因重组技术建立.(美) 1981年又成功合成了酵母丙氨酰tRNA -中国; 2000年,人类基因组计划完成.,2020/8/

2、5,2,1953年，WatsonCrick确定DNA双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理、医学奖。 1955年，英国生物化学家（Sanger）确定牛胰岛素结构，获1958年诺化学奖。 1980年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列的方法，1980化学奖。 1984年，化学奖，Bruce Merrifield（美国），建立和发展蛋白质化学合成方法。 1994年，生理、医学，Alfred G.Gilman（美国），发现G蛋白及其在细胞内信号转导中的作用。 1、Rechard J.Roberts(美)等，发现断裂基因化学奖 2Karg B. Mallis(美)发明PCR方法。 3Mi

3、chaet Smith(加拿大)建立DNA合成用与定点诱变研究 1996年，Petr c. Doherty（美）等，发现T细胞对病毒感染细胞的识别和MHC(主要组织相容性复合体)限制。生理医学奖 1997年，1.stanley B.prusiner(美)发现一中新型的致病因子感染性蛋白颗粒“pnion”（疯牛病）生理医学奖 2 paul D.Boyer（美）等，说明ATP酶促成机制化学奖 3 Jens c. skon(丹麦)发现输送离子的Na+K+_ATP酶。 1998年，生理、医学，Rolert F. Furchgott（美国），发发现NO是心血管系统的信号分子。,2020/8/5,3,人类

4、基因组计划的出现,20世纪70年代，Sanger等开始病毒全基因组测序 1984年，完成了噬菌体X174(5386bp)、人线粒体基因组(16kb)等的全测序 1984年，美国Utah州，能源部召开的会议上讨论了测定整个基因组DNA的意义与前景 1985年，美国能源部的HGP草案形成 1986年，Dulbecco在Science发表HGP的短文 1988年，Watson主持成立美国国家人类基因组研究中心 1990年，美国国会批准本国的HGP，正式启动,2020/8/5,4,癌症研究的转折点人类基因组的全序列分析 Renato Dulbecco， Science 1986,回顾了70年代以来癌症

5、研究的进展，使人们认识到包括癌症在人类疾病的发生，都与基因直接、间接有关；同时指出，要么仍处在零打碎敲的方法研究，要么从整体上研究和分析整个人类基因组及其序列。这一计划的意义重大。这样的工作是任何一个实验室难以单独承担的项目。这个世界所发生的一切事情，都与这一人类的DNA序列息息相关。,2020/8/5,5,HGP的研究目标及内容,总体目标：15年内投入30亿美元，完成人类23对 染色体的3109 bp核苷酸序列分析 1993年马里兰会议上进行修订，内容包括： 1. 基因组制图（遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱） 2. 基因的定位与分析 3. 基因组研究技术的建立、改进 4. 模式生物基

6、因组的图谱绘制及测序 5. 相关课题的研究,2020/8/5,6,人类基因组计划的步伐,1990 年，HGP正式启动 1991年，人类染色体基因组数据库（GDB）建立 1992年，低分辨率人类基因组遗传图谱发表 1993年，对HGP的目标进行了修正 1994年，遗传图谱比原目标提前一年完成 1995年，最小的细菌生殖器支原体测序完成 1996年，真核生物酵母基因组测序完成 1997年，大肠杆菌基因组测序完成 1998年，秀丽线虫基因组测序完成；同年5月，celera公司宣布加入HGP。HGP的进程走了一半,2020/8/5,7,人类基因组计划的步伐,1999年初 celera公司宣布果蝇的测序

7、完成 1999年9月 中国获准加入该计划，测1的基因组，也就是3号染色体上的30Mb。 1999 年12月，国际人类基因组计划联合研究小组宣布对第一条人类染色体22号染色体测序完成 2000年4月，中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了1%人类基因组的工作框架图 2000年5月，人类第21号染色体的测序完成 2000年6月26日，HGP科学家、美国总统克林顿以及celera公司负责人同时宣布人类基因组序列的“工作框架图”完成,2020/8/5,8,人类基因组计划的步伐,2001年2月，Science和Nature分别发表了经过整理、分类和排列的基因组“精细图”及初步分析结果。同年，人类

8、第20号染色体测序完成。 2002年12月，小鼠基因组序列草图发表 2003年1月，人类第14号染色体测序完成 2003年4月14日，人类基因组计划宣布完成,2020/8/5,9,人类基因组计划的研究价值,医学领域：将人类感知生命的里程提高到分子水平阶段，大大加速人们对疾病基因的鉴定 生命科学领域：阐明基因的结构与功能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发生的机理等，有利于理解生物是如何进化的 促进生命科学与信息科学相结合：生物信息学 技术经济价值：医药、保健、农业和食品制造等产业,2020/8/5,10,下一阶段：后基因组研究,功能基因组学：基因功能鉴定、基因表达分析及突变检测 蛋白

9、质组学：分析基因编码产物蛋白质的结构、功能和蛋白质群体内相互作用,2020/8/5,11,生物化学与其它学科的关系,生物学,动物学,植物学,微生物学,化学,生物学,生物化学,2020/8/5,12,生物化学是生命科学的重要基础科学(应用于) 医药：人体本身 农业：动植物育种 工业：大规模培养生产（改造生物、利用生物）,2020/8/5,13,生物化学是基础, 是桥梁。其重要性可见于 (一)国外 1.美国著名大学(哈佛、麻省、斯坦福、普林斯顿)主理皆必修生物化学 2.上世纪三个计划：阿波罗、曼哈顿、HGP 3. 诺贝尔奖：化学、生理、医学、文学、和平、经济 (一)国内：有喜有忧 生物化学作为生物

10、、医学专业的专业课，但未作为基础课得到普及，另外我国的生化工业还远远不如欧美列强,2020/8/5,14,中国近代生物化学的发展, 吴宪与汪猷、张昌颍等人一起完成了蛋白质变性理论、血液生化检测和免疫化学等一系列有重大影响的研究，成为我国生物化学界的先驱。 1965年，我国首次人工合成了有活性的结晶牛胰岛素。 1981年又成功合成了有活性的酵母丙氨酸tRNA。 本世纪末我国参与了人类基因组计划。,2020/8/5,15,2020/8/5,16,2020/8/5,17,曹谊林教授,2020/8/5,18,生物化学与分子生物学 同有关学科的关系,1.生物化学与分子生物学是生物学深层次问题的研究和探索

11、，已深入到生命科学的各个分支学科。 2.生物化学与分子生物学是对化学领域最复杂研究对象的研究和探索，引起化学工作者广泛的关注。 3.生物化学与分子生物学为农学、医学和食品科学提供理论依据和研究手段，推动了这些学科的长足发展。 4.物理学、信息科学和数学为生物化学与分子生物学提供研究手段，是生命科学的重要基础。同时，生物化学与分子生物学可以促进这些学科的理论和技术进步。,2020/8/5,19,生物技术,生物化学,三.生物化学与分子生物学同生产实践的关系,2020/8/5,20,1900年Mendel遗传理论的确认与证实,绿色革命,1940s-1970s,抗生素,生物遗传理论 (孟德尔、摩尔根)

12、,农业生产的发展,基因的证实,医学，药学的发展,矿质营养理论（李比希）,有机合成理论（缪勒）,杂优利用,化肥施用,农药使用,人类对生命现象的认识,中心法则的补充,基因的克隆,生物个体的克隆,2020/8/5,21,人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源,二十一世纪 科学的世纪,2020/8/5,22,你们的任务!?,2020/8/5,23,课程特点及学习与安排,内容多 复杂而繁琐 按生物分子的功能分类（不同于化学的结构和官能团分类） 理论性强、概念多且前后交错,随时消化温故知新 及时总结归纳比较分类 理解的基础上必要的记忆,2020/8/5,24,如何学习生物化学 对教材内容作全面了解

13、, 分析比较，明确概念; 从化学本质和结构特点出发，联系物质的性质和功能; 对每章的重点内容应深入钻研，弄懂, 记熟, 轮番复习默念以加强记忆。在学习过程中与先修和并修课程内容相联系，以促进理解，加强记忆。 * 课前预习, 课中记笔记, 课后做作业、复习 * 复习: 1 复习要及时 荻兹根：重复是学习之母；苏东坡：故书不厌百回读，熟读深思子自如 2 尽早利用尝试重现 3 要科学地分配时间 4 复习方式多样化 * 记忆: 信心是成功之母 要有兴趣和好奇心 要保持乐观态度 善于劳逸结合 要集中注意力 要井井有条,2020/8/5,25,作业:,一、问答 1什么是生物化学？它主要研究哪些内容？ 2生

14、物化学经历了哪几个发展阶段？各个时期研究的主要内容是什么？,2020/8/5,26,参考书目,使用教材： 生物化学简明教程（第三版） 主编 罗纪盛，张丽萍，杨建雄等高等教育出版社出版,1999 生物化学（第四版） 主编吴梧桐.人民卫生出版社出版，2003 现代生物化学实验技术教程 宋宏新，李敏康陕西人民出版社，2002 生物化学（适用于工业发酵专业） 魏述众中国轻工业出版社，1996 食品生物化学 郭志均西北大学出版社，1996 生物化学与分子生物学原理 王联结科学出版社，2003。,2020/8/5,27,参考书目： 生物化学（第三版） 王镜岩、朱圣庚等主编，北京，高等教育出版社 2002.

15、9 普通生物化学 郑集等编著，高等教育出版社，2002.10 蛋白质与核酸王琳芳,杨克恭. 北京. 北京医科大学，中国协和医院大学联合出版社1998. 现代分子生物学（第二版）朱玉贤，李毅. 北京. 高等教育出版社. 2002.7. 现代生物化学理论与研究技术孙志贤北京.军事医学科学出版社1995 生物化学学习指南习题与解答王延枝武汉大学出版社。 佐贝生物化学，复旦大学译。 Stryer生物化学，北大译。 Biochemistry: An introduction (Second Edition) Trudy Mcke (影印版) 科学出版社 2000 Instant notes in bio

16、chemistry B.D. Hames N.M.Hooper (影印及翻译版) 科学出版社 2000,2020/8/5,28,2020/8/5,29,2020/8/5,30,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,2020/8/5,31,生命体的元素组成,组成生命体的物质是极其复杂的。但在地球上存在的92种天然元素中，只有30余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,大量元素。 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