《生物化学导论》PPT课件.ppt
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1、生命科学学院 赵丹丹赵丹丹 农学楼615 周二、五 19:0020:00生生 物物 化化 学学 黑龙江大学黑龙江大学 20092010 学年第一学期学年第一学期讲师:赵丹丹1生物化学导论生物化学导论生物化学导论讲师:赵丹丹2生物化学导论授课教材授课教材p李盛贤李盛贤,刘松梅刘松梅,赵丹丹赵丹丹.生物化学生物化学.哈尔滨哈尔滨:哈尔哈尔滨工业大学出版社滨工业大学出版社,2005/2006讲师:赵丹丹3生物化学导论习题册习题册p余琼余琼,李盛贤李盛贤,赵丹丹赵丹丹.新编生物化学辅导与习题精新编生物化学辅导与习题精选选.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社,2009.讲师:赵丹丹4生物化学导论主要
2、参考书主要参考书p沈同沈同,王镜岩王镜岩.(第第2版版),1990;p王镜岩王镜岩,朱圣庚朱圣庚,徐长法徐长法.(第第3版版),2002.北京北京:高等教育出版社高等教育出版社讲师:赵丹丹5生物化学导论pDavid L.Nelson,Michael M.Cox.Lehninger Principles of Biochemistry,4th ed.New York:&Co.,2004.主要参考书主要参考书讲师:赵丹丹6生物化学导论生化图书生化图书p国内外种类繁多国内外种类繁多pReginald H.Garrett,Charles M.Grisham.Biochemistry(gravure),
3、2th ed.Beijing:Higher Education Press,2002.p周海梦等周海梦等.Lehninger生物化学原理生物化学原理(第第3版版)(中文版中文版).高等教育出版社高等教育出版社,2005.讲师:赵丹丹7生物化学导论主要内容主要内容一、生物化学的涵义一、生物化学的涵义二、生物化学的研究内容二、生物化学的研究内容三、生物化学的分类三、生物化学的分类四、生物化学的发展简史和研究现状四、生物化学的发展简史和研究现状五、学好生物化学的重要性五、学好生物化学的重要性讲师:赵丹丹8生物化学导论一、生物化学的涵义一、生物化学的涵义p生物化学生命的化学,简称生物化学生命的化学,简
4、称“生化生化”。“Biochemistry”“Chemistry of Life”?English namep生物化学与生物学生物化学与生物学&化学的关系?化学的关系?讲师:赵丹丹9生物化学导论1、生物学、生物学p生物学与生命科学生物学与生命科学p生物学是一门重要的自然科学的基础学科,它主生物学是一门重要的自然科学的基础学科,它主要研究生物间内在联系,研究生命发生和发展现要研究生物间内在联系,研究生命发生和发展现律的科学,研究生物的基本特征。律的科学,研究生物的基本特征。p生物的基本特征:结构严整(细胞是生物体的结生物的基本特征:结构严整(细胞是生物体的结构和功能的基本单位)、新陈代谢(新陈代
5、谢是构和功能的基本单位)、新陈代谢(新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础)、生长和发育、生物体进行一切生命活动的基础)、生长和发育、繁殖、遗传和变异、应激性、适应性繁殖、遗传和变异、应激性、适应性讲师:赵丹丹10生物化学导论生命多层次的现象生命多层次的现象整体(整体(individual)器官(器官(organ)组织(组织(tissue)细胞(细胞(cell)分子分子(molecule)系统(系统(system)讲师:赵丹丹11生物化学导论真核细胞的结构真核细胞的结构讲师:赵丹丹12生物化学导论2、化学、化学p化学是一门重要的自然科学的基础学科,它主要化学是一门重要的自然科学的基础学科,它主
6、要是在原子和分子的水平上研究物质的组成、结构、是在原子和分子的水平上研究物质的组成、结构、性质及化学变化的规律。性质及化学变化的规律。p与有机化学关系密切(生物分子,与有机化学关系密切(生物分子,Biomolecule)讲师:赵丹丹13生物化学导论细胞分子组成的结构层次细胞分子组成的结构层次讲师:赵丹丹14生物化学导论多样的生物享有共同的化学特征多样的生物享有共同的化学特征讲师:赵丹丹15生物化学导论3、生物化学的定义、生物化学的定义p生物化学是应用生物化学是应用物理、化学、生物学物理、化学、生物学的理论和方法去研究的理论和方法去研究生物体内各种物质的化学本质及其化学变化规律,通过对生物体内各
7、种物质的化学本质及其化学变化规律,通过对这些规律的了解,以期认识和阐明生命现象的本质,并将这些规律的了解,以期认识和阐明生命现象的本质,并将这些知识应用于工、农、医等实践领域,为人类的物质文这些知识应用于工、农、医等实践领域,为人类的物质文明和精神文明建设服务。明和精神文明建设服务。p生物化学是研究生物体的化学及其化学变化规律的科学,生物化学是研究生物体的化学及其化学变化规律的科学,它是生物学和化学相互渗透、相互交叉而产生的一门边缘它是生物学和化学相互渗透、相互交叉而产生的一门边缘学科。学科。讲师:赵丹丹16生物化学导论二、生物化学的研究内容二、生物化学的研究内容p深入了解组成生物体的物质以及
8、生物体所产生的物质的化深入了解组成生物体的物质以及生物体所产生的物质的化学组成、结构、性质和功能,对这些生物大分子进行深入学组成、结构、性质和功能,对这些生物大分子进行深入细微的结构分析。细微的结构分析。p研究这些物质在体内的化学变化,即新陈代谢过程。即这研究这些物质在体内的化学变化,即新陈代谢过程。即这些物质在酶的催化下合成或分解的过程,即物质的运转和些物质在酶的催化下合成或分解的过程,即物质的运转和能量转移过程。在此基础上阐明各种生命现象如生长、生能量转移过程。在此基础上阐明各种生命现象如生长、生殖、运动、适应、遗传、变异的分子活动规律,并应用这殖、运动、适应、遗传、变异的分子活动规律,并
9、应用这些规律为工业,农业和生物学、医学实践服务。些规律为工业,农业和生物学、医学实践服务。讲师:赵丹丹17生物化学导论三、生物化学的分类三、生物化学的分类p根据研究对象的不同:根据研究对象的不同:动物生物化学动物生物化学 植物生物化学植物生物化学 普通生物化学普通生物化学 微生物生物化学微生物生物化学p根据从分子水平深入到生命科学的不同领域:根据从分子水平深入到生命科学的不同领域:免疫生物化学、进化生物化学等免疫生物化学、进化生物化学等p根据在生产实践中的应用领域不同:根据在生产实践中的应用领域不同:工业生化、农业生化、医学生化、食品生化工业生化、农业生化、医学生化、食品生化讲师:赵丹丹18生
10、物化学导论静态静态生物化学生物化学 构成生物体的物质基础(五种碳氢化合物)构成生物体的物质基础(五种碳氢化合物)动态动态生物化学生物化学 生命物质在生物体中的运动规律生命物质在生物体中的运动规律功能功能生物化学生物化学 生命物质的结构、功能与生命现象的关系生命物质的结构、功能与生命现象的关系 p 糖类及其衍生物糖类及其衍生物p 脂类及其衍生物脂类及其衍生物p 由氨基酸组成的蛋白质和多肽由氨基酸组成的蛋白质和多肽p 由含氮杂环化合物构成的核苷酸、核酸、血红素等由含氮杂环化合物构成的核苷酸、核酸、血红素等p 维生素、激素和其它有机小分子维生素、激素和其它有机小分子p根据研究内容的不同:根据研究内容
11、的不同:讲师:赵丹丹19生物化学导论课程目录课程目录pChapter 1 CarbohydratepChapter 2 Lipid&BiomembranepChapter 3 Chemistry of ProteinpChapter 4 Nucleic AcidpChapter 5 EnzymepChapter 6 Vitamin&CoenzymepChapter 7 Biological OxidationpChapter 8 Carbohydrate MetabolismpChapter 9 Lipid MetabolismpChapter 10 Protein MetabolismpCh
12、apter 11 Nucleic Acid MetabolismpChapter 12 Biosynthesis of ProteinpChapter 13 Cell Metabolism and Regulation of Gene ExpressionDynamic BiochemistryStatic BiochemistryBiomolecules讲师:赵丹丹20生物化学导论四、生物化学的发展简史和研究现状四、生物化学的发展简史和研究现状生物化学的发展大体可分为三个阶段:生物化学的发展大体可分为三个阶段:p静态描述性阶段静态描述性阶段对生物体各组成进行分离、对生物体各组成进行分离、纯化
13、、结构测定合成及理化性状的研究。纯化、结构测定合成及理化性状的研究。p动态生化阶段动态生化阶段 研究生物体内代谢途径。研究生物体内代谢途径。p机能生化阶段机能生化阶段研究生物大分子的结构和功能。研究生物大分子的结构和功能。讲师:赵丹丹21生物化学导论1、第一阶段:从、第一阶段:从19世纪末世纪末-20世纪世纪30年代年代静态描述性阶段静态描述性阶段对生物体各组成进行分离、纯化、结构对生物体各组成进行分离、纯化、结构测定合成及理化性状的研究。主要成就包括:测定合成及理化性状的研究。主要成就包括:p E.fischer测定很多糖和氨基酸的结构,提出蛋白质由肽键测定很多糖和氨基酸的结构,提出蛋白质由
14、肽键连接;连接;p J.B Sumner于于1926年首次从刀豆中分离并制成脲酶结晶,年首次从刀豆中分离并制成脲酶结晶,证明它是蛋白质;证明它是蛋白质;p食物分析和营养研究发现维生素和激素食物分析和营养研究发现维生素和激素 讲师:赵丹丹22生物化学导论2、第二阶段:、第二阶段:1930-1950动态生化阶段动态生化阶段研究生物体内代谢途径。研究生物体内代谢途径。利用离体器官、组织切片、组织匀浆及精制的纯酶等方法,利用离体器官、组织切片、组织匀浆及精制的纯酶等方法,进一步研究生物体内各种组成物质的代谢变化,以及生物进一步研究生物体内各种组成物质的代谢变化,以及生物活性物质在代谢变化中的作用。主要
15、成就包括:活性物质在代谢变化中的作用。主要成就包括:p 糖酵解和三羧酸循环途径糖酵解和三羧酸循环途径(EMP-TCA)p脂肪酸分解途径脂肪酸分解途径(-氧化氧化)p氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等生物合成途径等。氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等生物合成途径等。p新技术的产生:同位素标记、电镜、新技术的产生:同位素标记、电镜、X衍射、层析、电泳、衍射、层析、电泳、超离心等超离心等讲师:赵丹丹23生物化学导论3、第三阶段:第、第三阶段:第20世纪世纪50年代初年代初-80年代年代机能生化阶段机能生化阶段研究生物大分子的结构和功能。研究生物大分子的结构和功能。主要成就包括:主要成就包括:p蛋白质方面:蛋白质
16、方面:1953年年Sanger首次测定牛胰岛素的化学结构;首次测定牛胰岛素的化学结构;60年代测定了肌红蛋白、血红蛋白的立体结构。年代测定了肌红蛋白、血红蛋白的立体结构。p核酸方面:核酸方面:1953年年Watson和和Crick提出了提出了DNA双螺旋结构;双螺旋结构;1958年年Crick提出了中心法则;提出了中心法则;1961-1965年,年,Nirenbery破译全部遗传密码。破译全部遗传密码。讲师:赵丹丹24生物化学导论p其他方面:其他方面:1960Jacob提出了操纵子模型等提出了操纵子模型等1961年年Mitchell创立了化学渗透学说创立了化学渗透学说1964年年Monod提出
17、酶与蛋白质的变构效应提出酶与蛋白质的变构效应1978年年F.Sanger提出了末端终止法测定核苷酸顺序提出了末端终止法测定核苷酸顺序 1982年等在四膜虫中发现了具有催化活性的年等在四膜虫中发现了具有催化活性的RNARibozyme1997年英国年英国I.Wilmut等运用羊的体细胞(乳腺细胞)克隆出等运用羊的体细胞(乳腺细胞)克隆出了羊了羊克隆羊多莉。克隆羊多莉。讲师:赵丹丹25生物化学导论4、生物化学研究的诺贝尔奖、生物化学研究的诺贝尔奖p1902 Emil Fischer(sugar and purine syntheses).p 1907 Eduard Buchner(cell-fre
18、e fermentation).p 1910 Albrecht Kossel(cell chemistry made through work on proteins,including the nucleic substances).p 1915 Richard Willsttter(plant pigments).p 1922 Archibald V.Hill(production of heat in the muscle),Otto Meyerhof(fixed relationship between the consumption of oxygen and the metabol
19、ism of lactic acid in the muscle)p 1923 Frederick G.Banting,John Macleod(insulin).p 1927 Heinrich Wieland(bile acids).讲师:赵丹丹26生物化学导论p 1929 Arthur Harden,Hans von Euler-Chelpin(fermentation of sugar and fermentative enzymes).p1929 Christiaan Eijkman(antineuritic vitamin),Sir Frederick Hopkins(growth-
20、stimulating vitamins).p1930 Hans Fischer(haemin and chlorophyll).p1931 Otto Warburg(nature and mode of action of the respiratory enzyme).p1937 Albert Szent-Gyrgyi(biological combustion,vitamin C and the catalysis of fumaric acid).p1937 Norman Haworth(carbohydrates and vitamin C),Paul Karrer(caroteno
21、ids,flavins and vitamins A and B2).讲师:赵丹丹27生物化学导论p1939 Adolf Butenandt(sex hormones),Leopold Ruzicka(terpenes).p1943 Henrik Dam,Edward A.Doisy(vitamin K).p1945 Sir Alexander Fleming,Ernst B.Chain,Sir Howard Florey(penicillin).p1946 James B.Sumner,John H.Northrop,Wendell M.Stanley(enzyme and protein
22、cystallization).p1947 Carl Cori,Gerty Cori(catalytic conversion of glycogen),Bernardo Houssay(hormone of the anterior pituitary lobe in the metabolism of sugar).p1947 Sir Robert Robinson(alkaloids).p1948 Arne Tiselius(electrophoresis,serum proteins).讲师:赵丹丹28生物化学导论p1950 Edward C.Kendall,Tadeus Reichs
23、tein,Philip S.Hench(hormones of the adrenal cortex).p1952 Selman A.Waksman(streptomycin).p1952 Archer J.P.Martin,Richard L.M.Synge(partition chromatography).p1953 Hans Krebs(citric acid cycle),Fritz Lipmann(co-enzyme A).p1953 Hermann Staudinger(macromolecular chemistry).p1954 Linus Pauling(structure
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