生物化学-教程与原理.ppt

生物化学生物化学教程生物化学生物化学原理 绪论绪论w1 生物化学的涵义及其研究范围生物化学的涵义及其研究范围w2 生物化学的发展简史生物化学的发展简史w3 生物化学与其他学科的关系生物化学与其他学科的关系w4 生物化学的应用和发展前景生物化学的应用和发展前景w5 学习生化的方法学习生化的方法1.1 生物化学的涵义生物化学的涵义w生物化学：生物化学：生命的化学。生命的化学。是研究生命是研究生命有机体有机体化学化学组成组成、化学、化学变化变化规规律、生命物质的律、生命物质的结构功能与生命现象结构功能与生命现象的关系，的关系，即即研究生命活动化学本质的科学研究生命活动化学本质的科学。（用（用化学化学的的理论及方法理论及方法，来研究，来研究生物生物生命生命的化的化学学组成组成、化学、化学变化变化规律、生命规律、生命现象现象活动活动化学本质化学本质的科学）的科学）1.2生物化学的研究范围生物化学的研究范围w1.2.1 构成生物机体的物质基础构成生物机体的物质基础(静态生化静态生化)主要研究组成主要研究组成生物机体生物机体的的物质物质的的化学化学组成，组成，结构和性质结构和性质,以及它们在体内的分布。以及它们在体内的分布。在生物在生物体内主要存在以下几类物质体内主要存在以下几类物质:*糖类糖类及其衍生物及其衍生物 *脂类脂类及其衍生物及其衍生物 *由由氨基酸组成的氨基酸组成的蛋白质蛋白质和多肽和多肽 *由含氮杂环化合物构成的由含氮杂环化合物构成的核核(苷苷)酸酸等等 *维生素维生素,激素激素及其他小分子及其他小分子1.2.2 生命物质在生物体内的运动规律生命物质在生物体内的运动规律(动态生化动态生化)生命物质生命物质在体内的化学在体内的化学变化变化，以及各种，以及各种生命物质在变化中的生命物质在变化中的相互关系相互关系，即：，即：新陈代谢新陈代谢:物质代谢：物质代谢：分解、合成、转化分解、合成、转化 能量代谢：储存、释放、转换能量代谢：储存、释放、转换 信息代谢：代谢调控信息代谢：代谢调控1.2.3 生命物质的结构、功能与生命现象生命物质的结构、功能与生命现象的关系（功能或机能生化）的关系（功能或机能生化）生命大分子的生命大分子的结构结构（状态）（状态）、功能功能与与生命现象生命现象（活动、过程活动、过程）的关系；的关系；2.生物化学发展简史生物化学发展简史w18世纪下半叶到世纪下半叶到19世纪末世纪末(静态生化研静态生化研究阶段究阶段)w20世纪初到世纪初到20世纪世纪40年代年代(动态生化研动态生化研究阶段究阶段)w20世纪中叶至今是学科综合发展的黄金世纪中叶至今是学科综合发展的黄金时期时期 十九世纪末随着医学、发酵工业的十九世纪末随着医学、发酵工业的发展而逐渐形成的一门独立的学科，与发展而逐渐形成的一门独立的学科，与化学、有机化学的发展密切相关，涉及化学、有机化学的发展密切相关，涉及农业、工业、医药、国防等各个方面。农业、工业、医药、国防等各个方面。早期的生物化学：十八世纪早期的生物化学：十八世纪 拉瓦锡拉瓦锡（Attoine-Laurent Lavoisier,17431794，法国）法国）研究燃烧和呼吸现研究燃烧和呼吸现 象，推翻象，推翻”燃素学说燃素学说”舍舍 勒勒 (Carl Wilhelm Scheele,瑞典）与瑞典）与Joseph Priestly 于于1774年分离出氧，奠定了生命过程中的氧化基础年分离出氧，奠定了生命过程中的氧化基础.十九世纪物理学、化学、生物学的发展促进十九世纪物理学、化学、生物学的发展促进了生物化学的极大发展，步入现代生物化学阶了生物化学的极大发展，步入现代生物化学阶段：段：1804 道尔顿原子论道尔顿原子论1824 维勒维勒Whler首次从异氰酸酯合成尿素首次从异氰酸酯合成尿素1835 贝采利乌斯发现催化作用贝采利乌斯发现催化作用1845 柯尔柏合成醋酸（木炭，硫磺，氯气和水）柯尔柏合成醋酸（木炭，硫磺，氯气和水）1848 Helmholtz发现肌肉热能来源，发现肌肉热能来源，Nernard 发现肝脏生糖功能发现肝脏生糖功能1854 人工合成甘油及脂肪人工合成甘油及脂肪1858 凯库勒、勒贝尔提出有机化合物碳的四价概念凯库勒、勒贝尔提出有机化合物碳的四价概念1859 达尔文发表达尔文发表“物种起源物种起源”1861 布特列洛夫用多聚甲醛与石灰水合成糖类化合物布特列洛夫用多聚甲醛与石灰水合成糖类化合物1865 凯库勒发现苯环结构凯库勒发现苯环结构1869 门捷列夫发现元素周期率门捷列夫发现元素周期率1874 范荷夫、勒贝尔提出分子的立体概念范荷夫、勒贝尔提出分子的立体概念 十九世纪德国的生物化学、有机化学等十九世纪德国的生物化学、有机化学等领域领先于世界各国，美国等落后于德领域领先于世界各国，美国等落后于德国，德国生物化学较强的大学有：国，德国生物化学较强的大学有：Leipzigs大学和大学和Heidelbergs大学。大学。二十世纪：德、美、英、法等国相继成立生物化学二十世纪：德、美、英、法等国相继成立生物化学研究中心，在蛋白质、酶、维生素、激素及代谢、氧化研究中心，在蛋白质、酶、维生素、激素及代谢、氧化取得较大进展，各国政府及投资家重视生物化学的研究，取得较大进展，各国政府及投资家重视生物化学的研究，条件改善。条件改善。英国剑桥生物化学中心英国剑桥生物化学中心：论文发表较多，获得资助，成立实验室，购进新仪器设备，扩大研究队伍，获得 成果。霍普金斯Sir Frederick Gowwland Hopkins,1861-1947,发现维生素，色氨酸，谷胱甘肽等。成立学派。德国在生理化学及有机化学方面有突出贡献的科学家有：德国在生理化学及有机化学方面有突出贡献的科学家有：Emil Fischer 1852-1919,普鲁士化学家研究糖 嘌呤类物质，合成了苯肼，确定了糖的分子结构，也从事蛋白质、酶的研究。Hans Fischer 1881-1945,德国生物化学家，确定血红素及叶绿素结构Otto Meyerhof,1881-1951,德国生物化学家，肌肉的糖原乳酸循环Adolf Windaus,1876-1959,德国有机化学家，研究维生素D，胆固醇的转化，促进了治疗心脏疾病的药物研究。美国美国：多数为留德学者，研究集中在耶鲁大学耶鲁大学，哈佛大学哈佛大学，哥伦比亚大学哥伦比亚大学，营养学，疾病的临床诊断等分析方法研究生物化学研究方法的改进：生物化学研究方法的改进：如分配色谱，电泳，如分配色谱，电泳，离心机，同位素示踪，荧光分析法，电子显离心机，同位素示踪，荧光分析法，电子显微镜的应用，生物化学分离、纯化和鉴定方微镜的应用，生物化学分离、纯化和鉴定方法向微量、快速、精确、简便和自动化方向法向微量、快速、精确、简便和自动化方向发展。发展。多学科合作研究：多学科合作研究：物理、化学、遗传、仪器等物理、化学、遗传、仪器等专家的合作研究，如蛋白质专家的合作研究，如蛋白质X-射线晶体衍射射线晶体衍射测定蛋白质结构，测定蛋白质结构，DNA测序等。测序等。我国的现代生物化学研究起步较晚，由留美、德、我国的现代生物化学研究起步较晚，由留美、德、法、英等学者开始主要有吴宪教授，王英睐，曹天钦，法、英等学者开始主要有吴宪教授，王英睐，曹天钦，邹承鲁等教授。邹承鲁等教授。1965年上海有机化学研究所汪猷、北京大学邢其毅年上海有机化学研究所汪猷、北京大学邢其毅教授用化学法人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛教授用化学法人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素。素。小结：小结：不同学科的合作与交流是推动生不同学科的合作与交流是推动生物化学前进的基本因素。多学科合作，物化学前进的基本因素。多学科合作，有机化学基础，分离与分析技术的发展，有机化学基础，分离与分析技术的发展，研究方法与仪器设备的结合，是生化发研究方法与仪器设备的结合，是生化发展的主要动力。展的主要动力。经典生物学经典生物学化学化学,物理物理生物化学生物化学分子生物学分子生物学生物工程生物工程基因工程基因工程酶工程酶工程蛋白质工程蛋白质工程细胞工程细胞工程发酵工程发酵工程3.生化与其他学科关系生化与其他学科关系遗传学，微生物学遗传学，微生物学4 生物化学的应用生物化学的应用医学：医学：病理学，疾病诊断，生化指标如血脂心血管疾 病，血糖糖尿病，尿蛋白肾病等测定生化药物：生化药物：治疗作用，从动植物分离提取而来如激素，细胞色素C，多肽激素等发酵工业发酵工业：新陈代谢，酒精，氨基酸，抗菌素，酶等基因工程、蛋白质工程及酶工程：基因工程、蛋白质工程及酶工程：具有治疗作用的各种 干扰素，重组产品如水蛭素，t-PA,endostatin等。农业：农业：产品品质改良，生物农药，生物肥料，农产品加 工与贮藏，如棉花基因改良，抗旱抗盐耐碱植物，植物育苗与脱毒，转基因食品等。人类基因组计划的成功实施：人类基因组计划的成功实施：w通过对人类基因组图谱人类基因组图谱的初步分析，科学家们已初步确定了几十种致病基因几十种致病基因，而随着下一步对人体各种致病基因展开全面大搜索，以及对各种基因功能及基因之间相互作用了解的加深，科学家们将在分子水平上深入了解疾病的根本发病机理，将为各种疾病的诊断、防治和新药的开发提供有力武器。人类基因组计划的最大影响，将体现在与人们生活息息相关的医疗保健领域。基因诊断、基因疗法和基因药物基因诊断、基因疗法和基因药物等的开发，有可能成为未来医学发展的重要分支。人类基因组计划将为推动医学进步带来空前机遇。人类基因组计划将为推动医学进步带来空前机遇。生物化学的发展前景生物化学的发展前景w借助于现代科技成果，高速发展生化理论与技术，促进生物学理论技术及生物工程学的发展。5.学习生化的方法学习生化的方法 A.教材作用教材作用（借鉴、利用借鉴、利用 学习生化科学的知识体系）学习生化科学的知识体系）a.主要参考体系，主要参考体系，其他资料利用其他资料利用 b.合理取舍合理取舍(知识系统知识系统 时间、专业时间、专业)：讲课：重点（讲课：重点（核心核心）与线条结合；）与线条结合；学习：全面学习：全面理解理解 重点重点掌握掌握 B.学习方法：学习方法：*知识体系的主干与枝叶，基础与重点知识体系的主干与枝叶，基础与重点*理解基础上的记忆理解基础上的记忆*动静结合，宏观与微观结合动静结合，宏观与微观结合*理论联系实际，做好实验理论联系实际，做好实验*多做题练习（必作题：多做题练习（必作题：保存待查；参考题保存待查；参考题）参考书目参考书目w生物化学生物化学 沈同沈同.王镜岩主编王镜岩主编(上下册上下册)w生物化学教程生物化学教程（13版）张洪渊版）张洪渊w生物化学原理生物化学原理 张洪渊张洪渊w生化实验技术生化实验技术w生物化学与生物物理进展生物化学与生物物理进展w中国生物化学与分子生物学报中国生物化学与分子生物学报w生命的化学生命的化学