基础生物化学第一章绪论.ppt

基础生物化学第一章绪论n n第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论 2 2 2 2n n第二章第二章第二章第二章 蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学 8 8 8 8n n第三章第三章第三章第三章 酶酶酶酶 6 6 6 6n n第四章第四章第四章第四章 核酸的结构与功能核酸的结构与功能核酸的结构与功能核酸的结构与功能 6 6 6 6n n第五章第五章第五章第五章 脂类与生物膜脂类与生物膜脂类与生物膜脂类与生物膜 2 2 2 2n n第六章第六章第六章第六章 生物氧化与氧化磷酸化生物氧化与氧化磷酸化生物氧化与氧化磷酸化生物氧化与氧化磷酸化 4 4 4 4n n第七章第七章第七章第七章 糖类分解代谢糖类分解代谢糖类分解代谢糖类分解代谢 6 6 6 6n n第八章第八章第八章第八章 糖的生物合成糖的生物合成糖的生物合成糖的生物合成 2 2 2 2n n第九章第九章第九章第九章 脂类代谢脂类代谢脂类代谢脂类代谢 4 4 4 4n n第十章第十章第十章第十章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢蛋白质酶促降解和氨基酸代谢蛋白质酶促降解和氨基酸代谢蛋白质酶促降解和氨基酸代谢 2 2 2 2n n第十一章第十一章第十一章第十一章 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 2 2 2 2n n第十二章第十二章第十二章第十二章 核酸降解和核苷酸代谢核酸降解和核苷酸代谢核酸降解和核苷酸代谢核酸降解和核苷酸代谢 2 2 2 2n n第十三章第十三章第十三章第十三章 核酸的生物合成核酸的生物合成核酸的生物合成核酸的生物合成 6 6 6 6n n第十四章第十四章第十四章第十四章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 4 4 4 41 绪绪 论论1.1.1 生物体的化学组成生物体的化学组成p元素：元素：C、H、O、N、P、Sp化合物：化合物：p有机化合物：有机化合物：蛋白质、核酸、多糖、脂类蛋白质、核酸、多糖、脂类 可溶性糖、有机酸、维生素、激素可溶性糖、有机酸、维生素、激素p无机化合物：水、无机盐无机化合物：水、无机盐1.1 生物化学的研究范围生物大分子生物大分子组成、结构、性质、功能组成、结构、性质、功能1 绪绪 论论1.1.2 生物体的物质代谢、能量转换和代谢调节生物体的物质代谢、能量转换和代谢调节 生生命命活活动动的的过过程程是是由由成成千千上上万万个个生生物物化化学学反反应应组组成成，但这些反应并非杂乱无章，而是以网络状的途径形式存在。但这些反应并非杂乱无章，而是以网络状的途径形式存在。例如在生物体内合成乳酸反应。例如在生物体内合成乳酸反应。1.1 生物化学的研究范围1 绪绪 论论1.1.3 生物体的信息代谢生物体的信息代谢 1.1 生物化学的研究范围蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录逆转录逆转录复制复制复制复制DNADNARNARNA1 绪绪 论论研究生物体内各种化合物的结构、研究生物体内各种化合物的结构、研究生物体内各种化合物的结构、研究生物体内各种化合物的结构、化学性质和功能（主要有糖类、化学性质和功能（主要有糖类、化学性质和功能（主要有糖类、化学性质和功能（主要有糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生脂类、蛋白质、核酸、酶、维生脂类、蛋白质、核酸、酶、维生脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素、激素、可溶性糖、有机酸等）素、激素、可溶性糖、有机酸等）素、激素、可溶性糖、有机酸等）素、激素、可溶性糖、有机酸等）研究构成生物体的基本物质在生研究构成生物体的基本物质在生研究构成生物体的基本物质在生研究构成生物体的基本物质在生命活动中进行的化学变化，即新命活动中进行的化学变化，即新命活动中进行的化学变化，即新命活动中进行的化学变化，即新陈代谢及代谢过程中能量的转换陈代谢及代谢过程中能量的转换陈代谢及代谢过程中能量的转换陈代谢及代谢过程中能量的转换和调节和调节和调节和调节1.1 生物化学的研究范围1 绪绪 论论代谢与能量代谢与能量代谢与能量代谢与能量蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学酶酶酶酶核酸化学核酸化学核酸化学核酸化学糖类化学糖类化学糖类化学糖类化学脂类化学脂类化学脂类化学脂类化学糖类代谢糖类代谢糖类代谢糖类代谢脂类代谢脂类代谢脂类代谢脂类代谢蛋白质代谢蛋白质代谢蛋白质代谢蛋白质代谢核酸代谢核酸代谢核酸代谢核酸代谢代谢调节代谢调节代谢调节代谢调节1.1 生物化学的研究范围1 绪绪 论论1.2 生物化学的发展简史第一阶段第一阶段18世世纪纪70年年代代以以后后，随随着着近近代代化化学学和和生生理理学学的的发发展，展，生物化学学科开始形成生物化学学科开始形成v1770-1774年，英国J.Priestly发现了氧气，并指出动物消耗氧而植物产生氧v1770-1786年，瑞典人C.W.Scheele分离了甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸等v1779-1796年，荷兰人J.Ingenbousz证明在光照条件下绿色植物吸收CO2 并放出O2 v1828年，Wohler合成了有机物尿素1 绪绪 论论第一阶段第一阶段18世世纪纪70年年代代以以后后，随随着着近近代代化化学学和和生生理理学学的的发发展，展，生物化学学科开始形成生物化学学科开始形成v1897年，Buchner证实不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵v1903年，Neuberg首次使用“biochemistry”，生物化学作为一门新兴学科正式宣告诞生。这这这这个个个个阶阶阶阶段段段段，生生生生物物物物化化化化学学学学的的的的主主主主要要要要工工工工作作作作是是是是分分分分离离离离和和和和鉴鉴鉴鉴定定定定了了了了各各各各种种种种氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸、羧羧羧羧酸酸酸酸、糖糖糖糖类类类类，发发发发现现现现了了了了核核核核酸酸酸酸，开开开开始进行酶学研究。始进行酶学研究。始进行酶学研究。始进行酶学研究。1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论第二阶段第二阶段从从20世世纪纪初初到到20世世纪纪40年年代代，随随着着分分析析鉴鉴定定技技术术的的进进步步，尤尤其其是是放放射射性性同同位位素素技技术术的的应应用用，生生物物化学进入化学进入动态生物化学动态生物化学的时期。的时期。v1926年，美国化学家年，美国化学家J.B.Sumner首次得到脲酶结晶首次得到脲酶结晶v1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究，生物氧化得到了卓有成效的研究v30年年代代，陆陆续续得得到到了了胃胃蛋蛋白白酶酶、胰胰蛋蛋白白酶酶、胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶，从而进一步证明酶是蛋白质从而进一步证明酶是蛋白质1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论v30年代，英生化学家年代，英生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧酸循环提出尿素循环和三羧酸循环v40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了基础年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了基础v此此外外，糖糖酵酵解解途途径径、光光合合碳碳代代谢谢途途径径得得到到证证明明，发发现现了了维维生生素和激素、血红素核叶绿素等素和激素、血红素核叶绿素等这这这这个个个个阶阶阶阶段段段段，基基基基本本本本上上上上阐阐阐阐明明明明了了了了酶酶酶酶的的的的化化化化学学学学本本本本质质质质以以以以及及及及能量代谢有关的物质代谢途径。能量代谢有关的物质代谢途径。能量代谢有关的物质代谢途径。能量代谢有关的物质代谢途径。1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论第三阶段第三阶段1950年年以以来来，借借助助于于各各种种理理化化技技术术，对对蛋蛋白白质质、酶酶、核核酸酸等等生生物物大大分分子子进进行行化化学学组组成成、序序列列、空空间间结结构构及及其其生生物物学学功功能能的的研研究究，并并发发展展到到人人工工合合成，创立了基因工程。成，创立了基因工程。v1950年，年，Pauling提出蛋白质二级结构的提出蛋白质二级结构的a-螺旋螺旋v1953年，年，Watson&Crick提出了提出了DNA的双螺旋模型的双螺旋模型v1958年，年，Crick提出提出“中心法则中心法则”v1953及及1975年年，Sanger分分别别研研究究出出蛋蛋白白质质序序列列和和核核酸酸序序列列的测定方法的测定方法v1961年，年，Jacob&Monod 提出了操纵子学说提出了操纵子学说v1965年，年，Holly 排出酵母排出酵母tRNAAla 的一级结构的一级结构v1966年，年，Nirenberg&Khorana 破译了遗传密码破译了遗传密码1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论v1970年年，Temin和和Baltimore几几乎乎同同时时发发现现逆逆向向转转录录酶酶，证证实实了了Temin 1964年年提提出出的的“前前病病毒毒假假说说”，阐阐明明在在劳劳氏氏肉肉瘤瘤病病毒毒（RSV）感感染染以以后后，首首先先产产生生含含RNA病病毒毒基基因因组组全全部部遗遗传传信信息息的的DNA前前病病毒毒，而而子子代代病病毒毒的的RNA则是以前病毒的则是以前病毒的DNA为模板进行合成。为模板进行合成。v1972年年1973年年，Berg等等成成功功地地进进行行了了DNA体体外外重重组组；Cohen创创建建了了分分子子克克隆隆技技术术，在在体体外外构构建建成成具具有有生生物物学学功功能能的的细细菌菌质质粒粒，开开创创了了基基因因工工程程新新纪纪元元。在在此此同同时时，Boyer等等在在E.coli中中成成功功表表达达了了人人工工合合成成的的生生长长激激素素释放抑制因子基因释放抑制因子基因1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论v1975年年，Southern发发明明了了凝凝胶胶电电泳泳分分离离DNA片片段段的的印印迹法；迹法；v1979年年，Solomon和和Bodmer最最先先提提出出至至少少200个个限限制制性性片片段段长长度度多多态态性性（RFLP）可可作作为为连连接接人人的的整整个个基基因因组图谱之基础组图谱之基础;v1985年年，Saiki等等发发明明了了聚聚合合酶酶链链式式反反应应（PCR）；Smith等等报报导导了了DNA测测序序中中应应用用荧荧光光标标记记取取代代同同位位素素标标记的方法。记的方法。1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论v1985年年 5月月，美美 国国 Santa Cruz加加 州州 大大 学学 校校 长长 R.Sinsheimer提提出出人人类类基基因因组组研研究究计计划划，1986年年8月月美美国国科科学学院院生生命命科科学学委委员员会会确确定定由由Bruce Alberts负负责责的的15人人小小组组起起草草确确定定这这个个提提议议的的报报告告，联联邦邦政政府府1987年年正正式式开始起动这一计划开始起动这一计划;v1994年年，日日本本科科学学家家在在Nature Genetics上上发发表表了了水水稻稻基基因因组组遗遗传传图图，Wilson等等用用3年年时时间间完完成成了了线线虫虫（C.elegans）3号号染染色色体体连连续续的的2.2 Mb的的测测定定，预预示示着着百万碱基规模的百万碱基规模的DNA序列测定时代的到来序列测定时代的到来;1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论v1997年年，Wilmut等等在在英英国国罗罗斯斯林林研研究究所所首首次次不不经经过过受受精精，用用成成年年母母羊羊体体细细胞胞的的遗遗传传物物质质，成成功功地地获获得得克克隆隆羊羊多多莉莉（Dolly）。2003年年2月月14日日因因患患严严重重肺肺病病而而接接受受“安乐死安乐死”。1.2 生物化学的发展简史2001年年2月克林顿宣布人类基因组草图绘制完成月克林顿宣布人类基因组草图绘制完成 n n英国媒体英国媒体英国媒体英国媒体2007200720072007年年年年10101010月月月月6 6 6 6日报道，美国基因学家克雷格日报道，美国基因学家克雷格日报道，美国基因学家克雷格日报道，美国基因学家克雷格文文文文特尔研究小组已经合成人造染色体，地球上即将首次诞生特尔研究小组已经合成人造染色体，地球上即将首次诞生特尔研究小组已经合成人造染色体，地球上即将首次诞生特尔研究小组已经合成人造染色体，地球上即将首次诞生“人造生命人造生命人造生命人造生命”。创造新物种解决能源危机创造新物种解决能源危机 被误用来制造生化武器被误用来制造生化武器 1.2 生物化学的发展简史Eccles Mario R.Capecchi Oliver Smithies 显微镜下的未分化的人类胚胎显微镜下的未分化的人类胚胎干细胞干细胞 20072007年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖:美国犹他大美国犹他大学学Eccles Eccles 人类遗传学研究所科学家人类遗传学研究所科学家Mario R.Mario R.Capecchi(Capecchi(马里奥马里奥-R-R-卡佩奇卡佩奇 )、美国北卡、美国北卡罗来纳州大学教会山分校医学院教授罗来纳州大学教会山分校医学院教授Oliver Oliver Smithies(Smithies(奥利弗奥利弗-史密斯史密斯 )与英国科学家与英国科学家卡迪夫大学卡迪夫生命科学学院卡迪夫大学卡迪夫生命科学学院Martin J.Martin J.Evans(Evans(马丁马丁-J-J-伊文思伊文思 )因因干细胞干细胞研究研究获得此奖项。获得此奖项。n n2008200820082008年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德楚尔楚尔楚尔楚尔豪森（豪森（豪森（豪森（Harald zur HausenHarald zur HausenHarald zur HausenHarald zur Hausen）和两位法国科学家）和两位法国科学家）和两位法国科学家）和两位法国科学家弗朗索瓦丝弗朗索瓦丝弗朗索瓦丝弗朗索瓦丝巴尔西诺西（巴尔西诺西（巴尔西诺西（巴尔西诺西（Franoise Barr-Franoise Barr-Franoise Barr-Franoise Barr-SinoussiSinoussiSinoussiSinoussi）、吕克）、吕克）、吕克）、吕克蒙塔尼（蒙塔尼（蒙塔尼（蒙塔尼（Luc MontagnierLuc MontagnierLuc MontagnierLuc Montagnier）。）。）。）。n n德国科学家哈拉尔德德国科学家哈拉尔德德国科学家哈拉尔德德国科学家哈拉尔德楚尔楚尔楚尔楚尔豪森（豪森（豪森（豪森（Harald zur Harald zur Harald zur Harald zur HausenHausenHausenHausen）因发现）因发现）因发现）因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌获此殊荣，获此殊荣，获此殊荣，获此殊荣，两名法国科学家弗朗索瓦丝两名法国科学家弗朗索瓦丝两名法国科学家弗朗索瓦丝两名法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西（巴尔西诺西（巴尔西诺西（巴尔西诺西（Franoise Franoise Franoise Franoise Barr-SinoussiBarr-SinoussiBarr-SinoussiBarr-Sinoussi）和吕克）和吕克）和吕克）和吕克蒙塔尼（蒙塔尼（蒙塔尼（蒙塔尼（Luc MontagnierLuc MontagnierLuc MontagnierLuc Montagnier）因）因）因）因发现发现发现发现人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒获此殊荣。获此殊荣。获此殊荣。获此殊荣。n n2008200820082008年年年年10101010月月月月8 8 8 8日日日日11111111时时时时45454545分左右分左右分左右分左右(北京时间北京时间北京时间北京时间10101010月月月月8 8 8 8日日日日17171717时时时时45454545分左右分左右分左右分左右)宣布，将宣布，将宣布，将宣布，将2008200820082008年度诺贝尔化学奖授予年度诺贝尔化学奖授予年度诺贝尔化学奖授予年度诺贝尔化学奖授予美国华裔化学家钱永健，以及美国科学家下村修美国华裔化学家钱永健，以及美国科学家下村修美国华裔化学家钱永健，以及美国科学家下村修美国华裔化学家钱永健，以及美国科学家下村修和马丁查尔菲。和马丁查尔菲。和马丁查尔菲。和马丁查尔菲。n n三位科学家因在发现和研究三位科学家因在发现和研究三位科学家因在发现和研究三位科学家因在发现和研究绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白方面做方面做方面做方面做出贡献而获奖。他们的研究出贡献而获奖。他们的研究出贡献而获奖。他们的研究出贡献而获奖。他们的研究为细胞生物学和神经为细胞生物学和神经为细胞生物学和神经为细胞生物学和神经生物学发展带来一场革命。生物学发展带来一场革命。生物学发展带来一场革命。生物学发展带来一场革命。n n2009200920092009年年年年10101010月月月月5 5 5 5日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2009200920092009年年年年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白布莱克布莱克布莱克布莱克本、卡萝尔本、卡萝尔本、卡萝尔本、卡萝尔格雷德和杰克格雷德和杰克格雷德和杰克格雷德和杰克绍斯塔克，以表彰他们绍斯塔克，以表彰他们绍斯塔克，以表彰他们绍斯塔克，以表彰他们“发发发发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的现端粒和端粒酶是如何保护染色体的现端粒和端粒酶是如何保护染色体的现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。n n他们的研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；如果端粒他们的研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；如果端粒他们的研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；如果端粒他们的研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；如果端粒酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老化就被延缓。延缓。延缓。延缓。n n端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域3 3 3 3方面难题，即方面难题，即方面难题，即方面难题，即“癌症、特定遗传病和衰老癌症、特定遗传病和衰老癌症、特定遗传病和衰老癌症、特定遗传病和衰老”。伊丽莎白伊丽莎白伊丽莎白伊丽莎白 布莱克本布莱克本布莱克本布莱克本卡萝尔卡萝尔卡萝尔卡萝尔 格雷德格雷德格雷德格雷德杰克杰克杰克杰克 绍斯塔克绍斯塔克绍斯塔克绍斯塔克1 绪绪 论论 从从以以上上所所述述的的生生物物化化学学的的发发展展中中，可可以以看看出出2020世世纪纪5050年年代代以以来来是是以以核核酸酸的的研研究究为为核核心心，带带动动着着分分子子生生物物学学向向纵纵深深发发展展，如如5050年年代代的的双双螺螺旋旋结结构构，6060年年代代的的操操纵纵子子学学说说，7070年年代代的的DNADNA重重组组，8080年年代代的的PCRPCR技技术术，9090年年代代的的DNADNA测测序序都都具具有有里里程程碑碑的的意意义义，将将生生命命科科学学带带向向一一个个由由宏宏观观到到微微观观再再到到宏宏观观，由由分分析析到到综综合合的的时时代代；现现代代生生物物化化学学正正在在进进一一步步发发展展，其其基基本本理理论论和和实实验验方方法法均均已已渗渗透透到到科科学学各各个个领领域域，无无论论在在哪哪个个方方面面都都在在不不断断取取得得重重大大进进展展.1.2 生物化学的发展简史1 绪绪 论论1.3 生物化学与其他学科的关系n 生物化学是一门交叉学科生物化学是一门交叉学科n 生物化学是各门生物科学的基础生物化学是各门生物科学的基础p生理学、微生物学、遗传学、细胞学、医学、分子生生理学、微生物学、遗传学、细胞学、医学、分子生物学、基因物学、基因-蛋白质组学、生物信息学。蛋白质组学、生物信息学。n 生物化学是我国高等农业院校生物学类和大多生物化学是我国高等农业院校生物学类和大多数非生物学类专业学生的学科基础课，是后继一数非生物学类专业学生的学科基础课，是后继一系列重要课程的基础课，具有举足轻重的重要地系列重要课程的基础课，具有举足轻重的重要地位。位。1 绪绪 论论1.4.1促进对人或动物致病机理的认识，提高对疾病的正确诊断 从医学方面讲，人或动物的病理状态常常是由于细从医学方面讲，人或动物的病理状态常常是由于细胞中化学成份的变化，从而引起功能的紊乱。血液中脂胞中化学成份的变化，从而引起功能的紊乱。血液中脂类物质含量增高是心血管疾病的特征之一（如冠心病、类物质含量增高是心血管疾病的特征之一（如冠心病、血管栓塞引起脑溢血、脑血栓等症状）；血红蛋白一级血管栓塞引起脑溢血、脑血栓等症状）；血红蛋白一级结构的改变可以溶血，如人被毒蛇咬伤后致人于丧命，结构的改变可以溶血，如人被毒蛇咬伤后致人于丧命，是由于蛇毒液中含有磷酸二酯酶，使血细胞溶血所致等，是由于蛇毒液中含有磷酸二酯酶，使血细胞溶血所致等，许多疾病的临床诊断愈来愈多地依赖于生化指标的测定。许多疾病的临床诊断愈来愈多地依赖于生化指标的测定。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.4.2 生物化学理论和方法促进生物药物研究与开发 生化药物是一类采用生化方法化学合成从生物体分生化药物是一类采用生化方法化学合成从生物体分离、纯化所得并用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本离、纯化所得并用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质。这些药物的特点是来自生物体，基本生化成份即物质。这些药物的特点是来自生物体，基本生化成份即氨基酸、肽、蛋白质、酶与辅酶、多糖（粘多糖类）脂氨基酸、肽、蛋白质、酶与辅酶、多糖（粘多糖类）脂质、核酸及其降解产物。这些物质成分均具有生物活性质、核酸及其降解产物。这些物质成分均具有生物活性或生理功能，毒副作用极小，药效高而被服用者接受。或生理功能，毒副作用极小，药效高而被服用者接受。生化药物在制药行业和医药上占有重要地位。生化药物在制药行业和医药上占有重要地位。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.4.3 农业生产的基础研究依赖于生物化学的理论和方法 高产农作物新品种的培育和开发依赖于生物化学的高产农作物新品种的培育和开发依赖于生物化学的基本原理和技术方法。农业生产中的两个重要问题即光基本原理和技术方法。农业生产中的两个重要问题即光合作用和氮素固定，这是制约农业生产提高的重要因素：合作用和氮素固定，这是制约农业生产提高的重要因素：大田作物一般只能利用太阳全年辐射能的大田作物一般只能利用太阳全年辐射能的0.1%1%。怎样提高对辐射能利用率和怎样提高对辐射能利用率和CO2的固定率，涉及光合作的固定率，涉及光合作用中的生物化学方面的研究；用中的生物化学方面的研究；大气中的氮气占大气中的氮气占78%，自然界中只有几种微生物能够固定氮气，如果几种主要自然界中只有几种微生物能够固定氮气，如果几种主要作物都能利用氮气，那么农业生产的产量就可大幅度地作物都能利用氮气，那么农业生产的产量就可大幅度地提高。提高。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.4.4 生化理论和方法有利于推动着我国农副产品的加工产业 我国是农业大国，农业总产值占国民经济总产值我国是农业大国，农业总产值占国民经济总产值40%。农产品产量每年以农产品产量每年以4%幅度增加，而农产品加工附加值很幅度增加，而农产品加工附加值很小。德国农产品产值与附加值之比为小。德国农产品产值与附加值之比为12.3、美国为、美国为11.8、日本、日本12.2,而我国仅而我国仅10.5，与发达国家相比相，与发达国家相比相差较大，大量农产品只作为廉价原料提供给国外，然后再差较大，大量农产品只作为廉价原料提供给国外，然后再买回别人的产品。买回别人的产品。家畜屠宰血、骨头、肉类和蔬菜加工的脚料都可加工家畜屠宰血、骨头、肉类和蔬菜加工的脚料都可加工成药品或食品添加剂。若农副产品深加工带来的附加值能成药品或食品添加剂。若农副产品深加工带来的附加值能达到国外发达国家的一半，不仅可以使农业利税增加达到国外发达国家的一半，不仅可以使农业利税增加2个个百分点，而且将帮助大量农民从事高技术含量的劳动。百分点，而且将帮助大量农民从事高技术含量的劳动。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.4.5 研究新陈代谢规律及其调控是开发微生物发酵工业的基础 氨基酸、酶（含遗传工程酶）、抗生素、植物生长激氨基酸、酶（含遗传工程酶）、抗生素、植物生长激素、维生素素、维生素C C等也可通过微生物发酵手段进行生产。发酵等也可通过微生物发酵手段进行生产。发酵产物的提炼和分离及下游加工技术也必须依赖于生物化学产物的提炼和分离及下游加工技术也必须依赖于生物化学理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其调节控理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其调节控制对于选育高产优质的菌株制对于选育高产优质的菌株筛选最佳发酵理化因子及提筛选最佳发酵理化因子及提高发酵效率具有指导意义。高发酵效率具有指导意义。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.4.6 生物化学理论和方法对改善人类生存环境具有特殊的意义 高新技术产品不断涌现但也给人类居住的环境产生巨高新技术产品不断涌现但也给人类居住的环境产生巨大的污染，严重危害人类的生存，如三废的处理、水质的大的污染，严重危害人类的生存，如三废的处理、水质的净化等。如筛选良好的微生物菌株进行转化，或微生物发净化等。如筛选良好的微生物菌株进行转化，或微生物发酵产物进行对酵产物进行对“三废三废”处理。这些都与生化理论和方法密处理。这些都与生化理论和方法密切相关。此外，海洋资源的开发利用都离不开生物化学及切相关。此外，海洋资源的开发利用都离不开生物化学及由它发展起来的生物化学工程技术。由它发展起来的生物化学工程技术。1.4 生物化学的应用1 绪绪 论论1.5.1 1.5.1 通过对通过对DNADNA序列的了解，深入研究影响个体发育和整个序列的了解，深入研究影响个体发育和整个生物体特定序列表达规律生物体特定序列表达规律即功能基因组学。即功能基因组学。该项研究就是在选择一定的典型生物材料，搞清该项研究就是在选择一定的典型生物材料，搞清全部染色体的全部序列、基因组的碱基长度、可能的全部染色体的全部序列、基因组的碱基长度、可能的编码蛋白质基因、编码的编码蛋白质基因、编码的rRNArRNA、snRNAsnRNA和和tRNAtRNA基因基因。在此基础上进一步研究全部的基因中在不同生长发育在此基础上进一步研究全部的基因中在不同生长发育期内，同时有多少基因协同表达，搞清适应于某一时期内，同时有多少基因协同表达，搞清适应于某一时期的全套基因表达谱期的全套基因表达谱。1.5 生物化学的展望1 绪绪 论论 目前用于检测分化细胞基因表达谱的方法，有目前用于检测分化细胞基因表达谱的方法，有基因基因表达连续分析法（表达连续分析法（serial analysis of gene serial analysis of gene expression,SAGEexpression,SAGE）、）、微阵列法（微阵列法（microarraymicroarray）、）、有序有序差异显示（差异显示（ordered differential display,ODDordered differential display,ODD）和和DNADNA芯片（芯片（DNA chipsDNA chips）技术等。当前，已把酵母基因组技术等。当前，已把酵母基因组作为研究真核生物基因组功能的模式，拟建立酵母基因作为研究真核生物基因组功能的模式，拟建立酵母基因组组60006000多个基因的多个基因的单突变体文库（单突变体文库（single mutant single mutant librarylibrary），并可用于其它高等真核生物基因组之并可用于其它高等真核生物基因组之“基因基因功能作图功能作图”。1 绪绪 论论1.5.2 1.5.2 以特定基因组在特定条件下所表达的全部蛋白质以特定基因组在特定条件下所表达的全部蛋白质为研为研究对象，研究细胞内蛋白质及其动态变化规律究对象，研究细胞内蛋白质及其动态变化规律 通过本项对蛋白质动态性、时空性、可调节性，以通过本项对蛋白质动态性、时空性、可调节性，以及能够在细胞和生命有机体整体水平上阐明生命现象和及能够在细胞和生命有机体整体水平上阐明生命现象和活动规律的研究，回答由于仅从活动规律的研究，回答由于仅从DNADNA序列尚不能回答的某序列尚不能回答的某些基因的表达时间，表达量，蛋白质翻译后加工和修饰些基因的表达时间，表达量，蛋白质翻译后加工和修饰及亚细胞分布状况等问题。及亚细胞分布状况等问题。1.5 生物化学的展望1 绪绪 论论 为了尽可能分辨细胞或组织内所有蛋白质，目前一为了尽可能分辨细胞或组织内所有蛋白质，目前一般采用高分辨率的双向凝胶电泳。一种正常细胞的双向般采用高分辨率的双向凝胶电泳。一种正常细胞的双向电泳图谱通过扫描仪扫描并数字化，运用二维分析软件电泳图谱通过扫描仪扫描并数字化，运用二维分析软件可对数字化的图谱进行各种图像分析，包括分离蛋白在可对数字化的图谱进行各种图像分析，包括分离蛋白在图谱上的定位，分离蛋白的计数、图谱间蛋白质差异表图谱上的定位，分离蛋白的计数、图谱间蛋白质差异表达的检测等。达的检测等。Nature,March 13,20031 绪绪 论论 从提出蛋白质组的概念到现在短短几年中，已于从提出蛋白质组的概念到现在短短几年中，已于1997年构建成第一个完整的蛋白质组数据库年构建成第一个完整的蛋白质组数据库酵母蛋酵母蛋白质数据库（白质数据库（yeast protein database,YPD），），进展速进展速度极快，新的思路和技术不断涌现，蛋白质组学这门新度极快，新的思路和技术不断涌现，蛋白质组学这门新兴学科，在今后的实践中将会不断完善，充实壮大，发兴学科，在今后的实践中将会不断完善，充实壮大，发展成为后基因组时代的带头学科。展成为后基因组时代的带头学科。1 绪绪 论论1.5.3 对对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输，建立由数据库、计算机网络和应用储、分析、模拟和转输，建立由数据库、计算机网络和应用软件三大部分组成的信息库，发展信息学。软件三大部分组成的信息库，发展信息学。建立的核苷酸数据库，已存有数百种生物的建立的核苷酸数据库，已存有数百种生物的cDNA和和基因组基因组DNA序列的信息。在已应用的软件中，有序列的信息。在已应用的软件中，有DNA分分析、基因图谱构建、析、基因图谱构建、RNA分析、多序列比较、同源序列分析、多序列比较、同源序列检索、三维结构观察与演示、进化树生成与分析等。检索、三维结构观察与演示、进化树生成与分析等。当当今及今后的研究趋势是科学家们将利用生物信息学研究今及今后的研究趋势是科学家们将利用生物信息学研究蛋白质的性质，并估计基因的功能。蛋白质的性质，并估计基因的功能。1.5 生物化学的展望1 绪绪 论论1.5.4 对生物大分子行为的研究由体外转向细胞内，将在大分对生物大分子行为的研究由体外转向细胞内，将在大分子高级结构及遗传信息传递规律的认识将有较大突破子高级结构及遗传信息传递规律的认识将有较大突破 至今为止，对生命现象本质的认识多为生命科学家至今为止，对生命现象本质的认识多为生命科学家在研究试管中的生物大分子相互作用规律中得到的。在研究试管中的生物大分子相互作用规律中得到的。由由于研究细胞内新生肽折叠的固有困难尚未解决，今天还于研究细胞内新生肽折叠的固有困难尚未解决，今天还不能进行细胞内蛋白质折叠的实时研究。故设计模拟细不能进行细胞内蛋白质折叠的实时研究。故设计模拟细胞内的条件及尽可能地在接近细胞的环境中进行研究。胞内的条件及尽可能地在接近细胞的环境中进行研究。1.5 生物化学的展望1 绪绪 论论 要舍得花时间，要长期投入。要舍得花时间，要长期投入。=扎扎实实学好每一章节，培养没有重点章节的习惯。扎扎实实学好每一章节，培养没有重点章节的习惯。=动手：记笔记。动手：记笔记。=“适当适当”做一些习题加以巩固学过的做一些习题加以巩固学过的知识。知识。=前后联系，融会贯通。前后联系，融会贯通。=阅读同类的生物化学书籍。阅读同类的生物化学书籍。重视重视实验课、练习题等过程，巩固课堂知识。实验课、练习题等过程，巩固课堂知识。1.6 怎样学好生物化学1 绪绪 论论参考书：参考书：王王静静岩岩生生物物化化学学上上、下下册册，第第三三版版，高高等等教教育育出版社出版社 20032003沈沈同同生生物物化化学学上上、下下册册，第第二二版版，高高等等教教育育出出版社版社此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!