长江大学生命科学学院.ppt

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1、长江大学生命科学学院Biochemistry绪绪 论论 生生物物化化学学（Biochemistry）是是研研究究生生物物体体中中有有机机分分子子化化学学组组成成、结结构构和和功功能能、代代谢谢变变化化和和调调节节及及其其分分析析方方法法的科学。的科学。生生物物化化学学是是研研究究细细胞胞中中生生物物分分子子运运动动的的化化学学本本质质，是是研研究究活活细细胞胞内内各各种种物物质质的的化化学学组组成成及及其其分分解解与与合合成成的的普普遍遍规规律律。因因此此,生生物物化化学学研研究究的的对对象象不不局局限限于于哪哪种种生生物物、哪哪类类细细胞胞、哪哪个个器器官官或或组组织织，而而是是以以整整个个

2、生生物物界界所所有有生生物物细细胞胞内内所所发发生生的的各各种种化化学学事事件件，研研究究其其生生物物化化学学特特性性，阐阐明明这这些些事事件件的的发发生生与与消消亡亡。它它的的研研究究对对象象具具有有普遍性和代表性。普遍性和代表性。一.生物化学的涵义-基本概念绪绪 论论 随随着着现现代代科科学学和和技技术术的的迅迅速速发发展展，生生物物学学家家正正在在不不断断揭揭开开生生命命的的分分子子奥奥秘秘。生生物物科科学学在在过过去去的的2020多多年年中中出出现现了了令令人人惊惊愕愕的的进进展展。主主要要特特点点是是：1.1.许许多多其其他他学学科科的的科科学学家家如如数数学学家家、物物理理学学家家

3、、信信息息学学家家、化化学学家家等等纷纷纷纷地地汇汇聚聚到到这这个个领领域域。2.2.最最明明显显的的一一个个特特点点就就生生物物技技术术的进步与基础领域生物化学发展紧密联系在一起。的进步与基础领域生物化学发展紧密联系在一起。一.生物化学的涵义-基本概念绪绪 论论 要要理理解解生生物物化化学学的的真真正正涵涵义义首首先先要要了了解解生生物物化化学学研研究究的的内内容容以以及及相相关关知知识识体体系系是是什什么么。与与无无机机化化学学比比较较，生生物物化化学学主主要要研研究究生生物物体体内内的的化化学学组组成成及及其其变变化化规规律律，它它是是生生命命的的化化学学。这这一一基基本本特特性性一一直

4、直相相伴伴着着的的生生物物化化学学学学科科的的诞诞生生、成成长长和和发发展展。经经过过一一个个多多世世纪纪的的不不断断地地研研究究和和探探索索，生生物物化化学学家家已已经经建建立立起起来来一一些些基基本本原原理理，一一方面已经帮助人们去理解生命的奥秘，这些原理包括：方面已经帮助人们去理解生命的奥秘，这些原理包括：一.生物化学的涵义-基本概念绪绪 论论1.所所有有不不同同类类型型的的生生物物体体几几乎乎都都利利用用一一些些相相同同的的生生物物分分子子如如碳碳水水化化合合物物、脂脂肪肪、蛋蛋白白质质、核核酸酸，而而且且这这些些生生物物体体 几几 乎乎 都都 具具 备备 合合 成成 和和 分分 解解

5、 这这 些些 分分 子子 的的 代代 谢谢 途途 径径（pathway）；）；2.生生物物体体的的宏宏观观表表型型如如生生长长、发发育育、繁繁殖殖等等都都受受细细胞胞内内DNA遗传特性的控制遗传特性的控制;一.生物化学的涵义-基本概念绪绪 论论3.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，但但这这些些反反应应并并非非杂杂乱乱无无章章，而而是是以以网网络络状状的的途途径径形形式式存存在在。例例如如在在生生物物体体内内合合成成乙乙醇醇反反应应。如如果果从从一一个个反反应应来来看看，精精确和调控这些反应（或途径）是保持正常生命活动的基础；确和调控这些反

6、应（或途径）是保持正常生命活动的基础；一.生物化学的涵义-基本概念绪绪 论论4.生生物物大大分分子子如如蛋蛋白白质质、核核酸酸的的化化学学结结构构与与特特定定功功能能是是密密切切相相关关的的，人人们们可可以以通通过过分分子子结结构构去去了了解解或或推推断断分分子子的的功能，这对理解生物分子的作用机理有很大的帮助功能，这对理解生物分子的作用机理有很大的帮助.一.生物化学的涵义-基本概念A.thaliana monosaccharide transporter(单糖转运蛋白单糖转运蛋白)部分核苷酸序列与对应氨基酸序列部分核苷酸序列与对应氨基酸序列 绪绪 论论一.生物化学的涵义-基本概念生物化学是运

7、用化学原理和方法，研究生命有机体的化生物化学是运用化学原理和方法，研究生命有机体的化学组成和化学变化的科学，即研究生命活动化学本质的学组成和化学变化的科学，即研究生命活动化学本质的科学。科学。研究动物、植物、微生物及人类等的研究动物、植物、微生物及人类等的化学组成化学组成和和生命过程中的生命过程中的化学变化化学变化。即即 运用化学的原理和方法，来探究生命现象的本质运用化学的原理和方法，来探究生命现象的本质Sumary绪绪 论论二.生物化学的内容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

8、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、维生素和激素）素和激素）素和激素）素和激素）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绪绪 论

9、论二.生物化学的内容代谢与能量代谢与能量代谢与能量代谢与能量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蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学蛋白质化学核酸化学核酸化学核酸化学核酸化学酶学酶学酶学酶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蛋白质的降解蛋白质的降解蛋白质的降解蛋白质的降解氨基酸代谢氨基酸代谢氨基酸代谢氨基酸代谢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核酸的降解核酸的降解核酸的降解核酸的降解核苷酸代谢核苷酸代谢核苷酸代

10、谢核苷酸代谢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 广义广义:研究蛋白质及核酸等生物大分子结构和功研究蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能，也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规能，也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规律。律。狭义狭义:偏重于核酸偏重于核酸(或基因或基因)的分子生物学，主要的分子生物学，主要研究基因或研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等的复制、转录、表达和调节控制等过程，也涉及这些过程中有关的蛋白质和酶的结构与过程，也涉及这些过程中有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。功能的研究。三.分子生物学的概念当今生物学的发展方向 当今生物学的发展可谓突飞猛进，

11、日新月异。当今生物学的发展可谓突飞猛进，日新月异。现代生物学有两个主要现代生物学有两个主要 发展方向：发展方向：器官分子水平亚细胞组织系统个体水平种群群落生态系统生物圈 微观方向经典生物学宏观方向（形态、解剖、分类）绪绪 论论四.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，瑞典人分离了甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸等v1779-1796年，荷兰人J.Ingenbo

12、usz证明在光照条件下绿色植物吸收CO2 并放出O2 v1828年，Wohler合成了有机物尿素绪绪 论论四.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，生物化学开始形成生物化学开始形成v1877年，Hoppe-Seyler首先使用“Biochemistry”，生物化学作为一门新兴学科诞生v1897年，Buchner证实不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵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

13、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。绪绪 论论四.生物化学的发展简史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，生生物物化学进入动态生物化学的时期。化学进入动态生物化学的时期。v1926年，美国化学家J.B.Sumner首次得到脲酶结晶v1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究v30年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋

14、白酶、胰凝乳蛋白酶，从而进一步证明酶是蛋白质绪绪 论论四.生物化学的发展简史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，生生物物化学进入动态生物化学的时期。化学进入动态生物化学的时期。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

15、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。绪绪 论论四.生物化学的发展简史第三阶段第三阶段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

16、合合成，创立了基因工程。成，创立了基因工程。v1950年，Pauling提出蛋白质二级结构的a-螺旋v1953年，Watson&Crick提出了DNA的双螺旋模型v1958年，Crick提出“中心法则”v1953及1975年，Sanger分别研究出蛋白质序列和核酸序列的测定方法v1961年，Jacob&Monod 提出了操纵子学说绪绪 论论四.生物化学的发展简史绪绪 论论四.生物化学的发展简史第三阶段第三阶段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

17、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。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绪绪 论论四.生物化学的发展简史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

18、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绪绪 论论四.生物化学的发展简史v1975年年，Southern发发明明了了凝凝胶胶电电泳泳分分离离

19、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（RELP）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。绪绪 论论四.生物化学的发展简史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

20、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

21、的到来;绪绪 论论四.生物化学的发展简史v1997年年，Wilmut等等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的遗传物质，成功地获得克隆羊胞的遗传物质，成功地获得克隆羊多莉（多莉（Dolly）绪绪 论论四.生物化学的发展简史v1998年年，Renard等等用用体体细细胞胞操操作作获获得得克克隆隆牛牛Marguerife，再再次次证证明明从从体体细细胞胞可可克克隆隆出出遗遗传传上上完完全全相相同同的的哺哺乳乳动动物物；Gene Bank公公布布最最新新人人的的“基基因因图图谱谱98”，代代表表了了30181条条基基因因定定位位的的信信息息；Venter对对人人类类基基因因组

22、组计计划划提提出出新新的的战战略略全全基基因因组组随随机机测测序序，毛毛细细血管电泳测序仪启动血管电泳测序仪启动;绪绪 论论四.生物化学的发展简史v1999年年，Gnter Blobel发发现现了了细细胞胞中中蛋蛋白白质质有有其其内内在在的的运运输输和和定定位位信信号号，并并具具体体显显示示了了这这种种信信号号发发送送过过程程中中的分子状态，为此荣获该年度诺贝尔奖的分子状态，为此荣获该年度诺贝尔奖;v2001年年，Hartwell发发现现和和研研究究细细胞胞周周期期分分裂裂基基因因；Nurse和和Hunt 分分别别发发现现调调节节细细胞胞周周期期的的关关键键分分子子周周期期蛋蛋白白依依赖赖性性

23、激激酶酶（cyclin-dependent kinases,CDKs）及调节及调节CDKs功能的因子周期蛋白功能的因子周期蛋白;绪绪 论论四.生物化学的发展简史v 2003年年，Peter Agre 和和Roderck Mackinnon发发现现真真细细胞胞膜膜水水通通道道蛋蛋白白并并描描述述特特征征；阐阐述述了了钾钾离离子子通通道道结结构构及及功功能能机机制制。两两者者均均解解决决了了前前四四次次诺诺贝贝尔尔奖奖获获得得者者所所遗遗留尚未清楚的问题。留尚未清楚的问题。绪绪 论论四.生物化学的发展简史 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5

24、050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

25、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.绪绪 论论五.生物化学课程的性质2121世世纪纪是是生生物物科科学学与与技技术术高高速速发发展展的的时时代代。它它的的发发展展使使人人类类活活动动和和生生活活方方式式发发生生了了深深刻刻变变化化，同同时时给给农农业业、轻轻工工业业、医医药药行行业业等等带带来来了了重重大大的的革革新新，而而这这些些变变化化都都离离不不开开生生物物化化学学学学科科的的发发展展。现现代代生生物物化化学学主主要要是是在在分分子子水水平平上上研研究究生生物物体体内内各各种种物物质质分分子子的的化化学学本本质质及及其其在在生生命

26、命活活动动过过程程中中的的化化学学变变化化规规律律。人人类类要要了了解解各各种种生生物物的的生生长长、生生殖殖、生生理理、遗遗传传、衰衰老老、抗抗性性、疾疾病病、生生命命起起源源和和演演化化等等现现象象，都都需需要要用用生生物物化学的原理和方法进行探讨。化学的原理和方法进行探讨。绪绪 论论四.生物化学课程的性质因因此此，生生物物化化学学是是各各门门生生物物科科学学的的基基础础，特特别别是是生生理理学学、微微生生物物学学、遗遗传传学学、细细胞胞学学等等各各科科的的基基础础，在在分分子子生生物物学学、基基因因-蛋蛋白白质质组组学学、生生物物信信息息学学等等新新兴学科中占有特别重要的位置。兴学科中占

27、有特别重要的位置。生生物物化化学学课课程程是是我我国国高高等等农农业业院院校校生生物物学学类类和和大大多多数数非非生生物物学学类类专专业业学学生生的的学学科科基基础础课课，是是后后继继一系列重要课程的基础课，具有举足轻重的重要地位一系列重要课程的基础课，具有举足轻重的重要地位。绪绪 论论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

28、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。五.生物化学地位作用绪绪 论论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

29、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。五.生物化学地位作用绪绪 论论3.农业生产的基础研究依赖于生

30、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

31、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。五.生物化学地位作用绪绪 论论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

32、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。五.生物化学地位作用绪绪 论论5.研究新陈代谢规律及其调

33、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。五.生物化学地位作用绪绪 论论6

34、.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，还有航空航天事业、海洋资源的开发利用切相关。此外，还有航空航天事业、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。都离不开

35、生物化学及由它发展起来的生物化学工程技术。五.生物化学地位作用绪绪 论论1.1.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生序列的了解，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rRNA、snRNA和和tRNA基基因因。在此基础上进一步研究全部的基因中在不同生长在此基础上进一步研究全部的基因中在不同生

36、长发育期内，同时有多少基因协同表达，搞清适应于某发育期内，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（一时期的全套基因表达谱（gene expression pattern）。）。六.生物化学学科的展望 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 expression,SAGE）、）、微阵列法（微阵列法（microarray）、）、有序差异显示有序差异显示（ordered differential display,ODD）和和DNA芯片芯片（D

37、NA chips）技术等。当前，已把酵母基因组作为研究技术等。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，拟建立酵母基因组真核生物基因组功能的模式，拟建立酵母基因组6000多多个基因的个基因的单突变体文库（单突变体文库（single mutant library），并可并可用于其它高等真核生物基因组之用于其它高等真核生物基因组之“基因功能作图基因功能作图”。六.生物化学学科的展望 绪绪 论论2.2.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（specific proteome indicates the protein expressed b

38、y a genome）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DNA序列尚不能回答的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某些基因的表达时间，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。饰及亚细胞分布状况等问题。六.生物化学学科的展望 绪绪 论论 为了尽可能分辨细胞或组织内

39、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。六.生物化学学科的展望 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

40、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。六.生物化学学科的展望 绪绪 论论3对对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、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

41、机网络和应用软件分析、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。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

42、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。六.生物化学学科的展望 绪绪 论论4对生物大分子行为的研究由转向体外细胞内，将在大分子对生物大分子行为的研究由转向体外细胞内，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

43、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。六.生物化学学科的展望 绪绪 论论七.怎样学习好生化 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 动动手手：做做作作业业勤勤抄抄结结构构式式，代代谢谢方方程程式式，及及代代谢谢途途径径。注意：抄一遍比看注意：抄一遍比看1010遍心里更踏实遍心里更踏实 至至少少阅阅读读2 2本本同同类类的的生生物物化化学学书书籍籍。绝绝对对有有好好处！处！

44、“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 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，巩固课堂知识具体的学习方法具体的学习方法绪绪 论论七.怎样学习好生化 通通过过学学习习生生物物化化学学课课程程不不但但要要学学到到课课程程的的全部内容，更重要的是要学到如何获取知识的方法全部内容，更重要的是要学到如何获取知识的方法 达到的目的达到的目的绪绪 论论参考书：参考书：沈同生物化学上、下沈同生物化学上、下 郑集普通生物化学郑集普通生物化学 Lehninger Principle of Biochemistry Davis J.等等Elementary Biochemistry,An Introduction to the Chemistry of Living Cells Donald Voet 等等Biochemistry七.怎样学习好生化