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1、生生 物物 化化 學學Biochemistry生物化學理論課生物化學理論課:學時學時生物化學試驗課生物化學試驗課:學時學時上課老師：上課老師：劉小林劉小林聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：第一章 生物化學生物化學導論導論第一節(jié)、生物化學概念和研究內(nèi)容第一節(jié)、生物化學概念和研究內(nèi)容1.生物化學概念生物化學概念 （Biochemistry/Biological chemistry)生物化學生物化學是研究生命現(xiàn)象的化學本質(zhì)的科學是研究生命現(xiàn)象的化學本質(zhì)的科學.介于生物學與化學之間的一門新興的邊緣學科介于生物學與化學之間的一門新興的邊緣學科研究生物的化學組成研究生物的化學組成研究生命過程中化學變化研究生命過程中化學

2、變化 2.研究內(nèi)容研究內(nèi)容（1）生物體組成成分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)）生物體組成成分的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關系與功能的關系 糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸 C,H,O,N,S Fe,Cu(2)研究生物體的新陳代謝研究生物體的新陳代謝（metabolism)生物體最顯著的特征生物體最顯著的特征:新陳代謝新陳代謝 能量代謝、能量代謝、物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝 同化作用、同化作用、異化作用異化作用 糖、脂、蛋白質(zhì)糖、脂、蛋白質(zhì)的代謝作用的代謝作用 酶酶-在代謝中的重要作用在代謝中的重要作用w生物體具備一個遺傳信息傳遞的機制生物體具備一個遺傳信息傳遞的機制:w 核酸起著攜帶和傳遞遺傳信息的作

3、用。核酸起著攜帶和傳遞遺傳信息的作用。w 貯貯存存于于DNA分分子子上上的的遺遺傳傳信信息息十十分分穩(wěn)穩(wěn)定。定。w 遺遺傳傳信信息息以以四四種種基基本本單單核核苷苷酸酸單單位位的的形式按特定順序排列在形式按特定順序排列在DNA分子上。分子上。w 通通過過DNA的的復復制制、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄和和翻翻譯譯將將遺遺傳傳信息傳遞給子代。信息傳遞給子代。生物化學的最終目標還在于：生物化學的最終目標還在于：在在地地球球的的早早期期歷歷史史階階段段，某某些些無無生生命命的的有有機機物物如如何何組組織織起起來來成成為為第第一一個個“活活”的的機機構(gòu)構(gòu)原始細胞？原始細胞？原原始始細細胞胞怎怎樣樣通通過過進進化化繁繁衍衍

4、為為我我們們今今天天這這樣多種多樣、五花八門的生物種類？樣多種多樣、五花八門的生物種類？如如何何從從分分子子水水平平描描述述由由簡簡單單的的細細胞胞間間聯(lián)聯(lián)系系水水平平開開始始，上上升升到到整整合合機機能能、到到記記憶憶、到到行為以致于到思維行為以致于到思維。生物化學的任務：總結(jié)7條w.生物大分子生物大分子及其復合物的及其復合物的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能w蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是怎樣工作的是怎樣工作的w.遺傳信息遺傳信息是怎樣表達和傳遞的是怎樣表達和傳遞的w.生物大分子生物大分子如何被合成如何被合成w.細胞內(nèi)成千上萬個細胞內(nèi)成千上萬個生化反應如何協(xié)調(diào)生化反應如何協(xié)調(diào)w.細胞細胞生長與分化的機制生長與分化的機

5、制w.生命的起源生命的起源第二節(jié) 生物化學發(fā)展簡史w盡盡管管在在上上古古時時期期，人人們們在在勞勞動動生生產(chǎn)產(chǎn)實實踐踐中中已已逐逐漸漸積積累累了了不不少少的的生生物物化化學學知知識識，例例如如在在我我國國古古代代，人人們們已已掌掌握握了了釀釀酒酒、造造醋醋、制制醬醬及及生生產(chǎn)產(chǎn)麥麥芽糖的技術(shù)。芽糖的技術(shù)。w但但是是，生生物物化化學學還還是是在在物物理理、化化學學、生生物物學學與與醫(yī)學有了一定發(fā)展后才出現(xiàn)的。醫(yī)學有了一定發(fā)展后才出現(xiàn)的。w它它作作為為一一門門獨獨立立的的自自然然科科學學大大約約有有200年年的的歷歷史史，直直到到19世世紀紀20年年代代后后才才逐逐步步形形成成。在在18世世紀紀下

6、下半葉產(chǎn)生了一定的奠基工作半葉產(chǎn)生了一定的奠基工作w20世紀世紀40年代，分析鑒定技術(shù)發(fā)展年代，分析鑒定技術(shù)發(fā)展（放射性同放射性同位素示蹤技術(shù)位素示蹤技術(shù)），闡明了酶化學本質(zhì)、能量代闡明了酶化學本質(zhì)、能量代謝有關的物質(zhì)代謝途徑。謝有關的物質(zhì)代謝途徑。w1926年年,Sumner首次制備了脲酶的結(jié)晶首次制備了脲酶的結(jié)晶w我我國國早早期期的的生生物物學學家家，在在吳吳憲憲教教授授的的領領導導下下，完完成成了了蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)變變性性理理論論，血血液液的的生生物物化化學學檢檢測測研研究究、免免疫疫化化學學研研究究、素素食食營營養(yǎng)養(yǎng)研研究究、內(nèi)內(nèi)分分泌泌研究，等等，做出了重要貢獻。研究，等等，做出了重要貢

7、獻。w50年代，年代，電鏡技術(shù)、超速離心技術(shù)、各種色譜電鏡技術(shù)、超速離心技術(shù)、各種色譜技術(shù)和電泳技術(shù)技術(shù)和電泳技術(shù)x-射線晶體衍射技術(shù)射線晶體衍射技術(shù)等 ，w分離提純，測定其化學組成、序列、空間結(jié)構(gòu)分離提純，測定其化學組成、序列、空間結(jié)構(gòu)與生物學功能聯(lián)系，進而發(fā)展到人工合成、人與生物學功能聯(lián)系，進而發(fā)展到人工合成、人工摹擬，并創(chuàng)立了基因工程。工摹擬，并創(chuàng)立了基因工程。w1953年年,Watson,Click提提出出了了DNA分分子子的的雙雙螺螺旋旋模型模型.奠定了分子生物學的基礎奠定了分子生物學的基礎.w我我國國于于1965年年用用化化學學方方法法成成功功地地完完成成了了人人工工合合成成具有生

8、物學活性的蛋白質(zhì)具有生物學活性的蛋白質(zhì)-結(jié)晶牛胰島素結(jié)晶牛胰島素.w我我國國1983年年又又采采用用有有機機合合成成和和酶酶促促合合成成相相結(jié)結(jié)合合的的方方法法，完完成成了了酵酵母母丙丙氨氨酸酸t(yī)RNA的的人工合成。人工合成。w此外，我國在酶的作用機理，血紅蛋白變異、生物膜結(jié)構(gòu)與功能等方面都有國際水平的研究成果。第三節(jié)生物化學與人們的生產(chǎn)和生活的關系生物化學與人們的生產(chǎn)和生活的關系w生生物物化化學學在在工工業(yè)業(yè)上上的的應應用用十十分分廣廣泛泛。食食品品工工業(yè)業(yè)、發(fā)發(fā)酵酵工工業(yè)業(yè)、抗抗菌菌素素制制造造工工業(yè)業(yè)、制制藥藥工工業(yè)業(yè)、生生物物制制品品工工業(yè)業(yè)、化化工工工工業(yè)業(yè)、皮皮革革工工業(yè)業(yè)以以至至

9、石石油油開開采采和和照照相相業(yè)業(yè)都都與與生生物物化化學學有有密切關系。密切關系。w生物化學研究不但為這些生產(chǎn)過程建立科學基礎，并為它們的技術(shù)革命、技術(shù)改造創(chuàng)造條件。w生物化學在農(nóng)業(yè)上有很大實用意義。生物化學在農(nóng)業(yè)上有很大實用意義。w如可采用以如可采用以基因工程基因工程為主的現(xiàn)代生物技術(shù)，為主的現(xiàn)代生物技術(shù)，改良和創(chuàng)造出動植物新品種，以滿足農(nóng)牧改良和創(chuàng)造出動植物新品種，以滿足農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的需要。業(yè)生產(chǎn)的需要。w我們研究動植物的新陳代謝，便有可能調(diào)我們研究動植物的新陳代謝，便有可能調(diào)控動植物的生長發(fā)育，了解體內(nèi)各種物質(zhì)控動植物的生長發(fā)育，了解體內(nèi)各種物質(zhì)代謝規(guī)律，在一定條件下，便可獲得優(yōu)質(zhì)代謝規(guī)律，

10、在一定條件下，便可獲得優(yōu)質(zhì)的動、植物產(chǎn)品。的動、植物產(chǎn)品。w同時研究各種器官的新陳代謝以及外界條同時研究各種器官的新陳代謝以及外界條件對它們代謝的影響，對產(chǎn)品的合理件對它們代謝的影響，對產(chǎn)品的合理加工、加工、貯藏以至運輸貯藏以至運輸都有十分重要意義。都有十分重要意義。w研究家畜、家禽的營養(yǎng)對提高肉類、蛋類研究家畜、家禽的營養(yǎng)對提高肉類、蛋類產(chǎn)量都有實際意義。產(chǎn)量都有實際意義。w在醫(yī)學上在醫(yī)學上，人們根據(jù)發(fā)病機理以及病原體，人們根據(jù)發(fā)病機理以及病原體與人體在代謝和調(diào)控上的差異，設計和篩與人體在代謝和調(diào)控上的差異，設計和篩選出各種高效低毒的藥物。選出各種高效低毒的藥物。w若沒有生化知識難以確診疾病

11、和給以適當若沒有生化知識難以確診疾病和給以適當治療，臨床上的生化診斷于今天已成為一治療，臨床上的生化診斷于今天已成為一種不可缺少的診斷方法。種不可缺少的診斷方法。w在臨床治療上的酶療法，特別是某些固定在臨床治療上的酶療法，特別是某些固定化酶用于治療各種疾病已十分普遍?；赣糜谥委煾鞣N疾病已十分普遍。w各種疫苗、激素、血液制品、維生素、氨基酸、核苷酸、抗菌素和抗代謝藥物等已廣泛用于醫(yī)藥實踐。w近年來新興的基因療法乃是當今醫(yī)學上的熱點，人們期待著它的推廣應用，為疾病患者帶來福音。w生物化學乃是預防醫(yī)學的重要基礎，增進人體健康是預防疾病的一種積極因素，如何供給人體以適當營養(yǎng)，增進人體健康，是生物化學

12、的一個重要內(nèi)容。w按照生長發(fā)育的需要配制合理的飲食，喚隹以預防而且可以治療疾病，實踐中許多食品添加劑、營養(yǎng)補劑等已得到廣泛應用。生化課的重要性 w1.國際形勢國際形勢.美國的著名大學（哈佛、麻省、斯坦佛、普美國的著名大學（哈佛、麻省、斯坦佛、普林斯頓等）文理皆必修生化。林斯頓等）文理皆必修生化。.人體基因工程計劃：上個世紀的三個計劃：人體基因工程計劃：上個世紀的三個計劃：曼哈頓、阿波羅、人體基因工程：人類曼哈頓、阿波羅、人體基因工程：人類23對染對染色體（色體（23對對DNA分子）測序，幾十萬個基因，分子）測序，幾十萬個基因，大腸桿菌大腸桿菌8000個基因，基因改造（治?。┑葌€基因，基因改造（

13、治?。┑葁.諾貝爾獎金（90多萬美元，最高榮譽）的分布：w化學，醫(yī)學生理學領域不說獨占鰲頭也是多搶多占，如蛋白質(zhì)的螺旋和折迭（化學）、G蛋白、第二信使學說的三代科學家三次獲獎，光合作用機制，更不要說核酸領域了（復制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復制等中心法則中的內(nèi)容）2.國內(nèi)形勢w在1994年廣州中山大學召開的生物科學前沿研討會上，北大教授、中科院院士瞿中和說得非常尖銳：取消生物考試，瞧不起人類本身，搞不好農(nóng)業(yè)、計劃生育、環(huán)保，是將我國教育事業(yè)引向歧途。w在我國，生物化學還是一門非常專業(yè)的學科未能得到普及，雖然，生化專業(yè)一直都是個重點大學的熱門，另外，我國的生化工業(yè)遠遠落后于日本和歐美列強，給畢業(yè)生就業(yè)帶來了困難。怎樣學好生物化學w從師兄師姐中得到秘笈從師兄師姐中得到秘笈w有機化學基礎有機化學基礎w用動態(tài)的觀點學習生物化學用動態(tài)的觀點學習生物化學w在學習過程中應與先修或并修課程（如化學、生理學、微生物學、遺傳學等）的內(nèi)容相聯(lián)系，以促進理解、強化記憶；w重視實驗課，提高動手能力，以促進理論聯(lián)系實際；w認真完成練習題，培養(yǎng)并提高分析和解決問題的能力。主要參考書w1.生物化學沈同，王竟巖等，第二、三版。w2.生物化學鄭集，少而精，通俗易懂。w3 生物化學許鳳彩.