四川农业大学生物化学课程组.ppt

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1、四川农业大学生物化学课程组 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一章第一章 绪论绪论 主主要要内内容容:介介绍绍生生物物化化学学的的概概念念、研研究究内内容容、学学科科发发展展历历史史和和前前景景及及生生物物化化学学与与其其它它科科学学的的关关系系。对对本本课课程程的的内内容容、进进度度和和要求作具体安排。要求作具体安排。生物体所具有的独特性质生物体所具有的独特性质 1 1、具有高度的化学复杂性性和精细的微观组织；、具有高度的化学复杂性性和精细的微观组

2、织；2 2、有着从环境中吸收、转化和使用能量的系统；、有着从环境中吸收、转化和使用能量的系统；3 3、具有精确的自我复制和自组装能力；、具有精确的自我复制和自组装能力；4 4、能感受到环境改变并有做出反应的能力；、能感受到环境改变并有做出反应的能力；5 5、内内部部的的化化学学成成分分及及它它们们之之间间有有规规律律的的相相互互作作用用个个具有独特的功能；具有独特的功能；6 6、衍衍生生自自相相同同的的进进化化祖祖先先，使使用用相相同同的的遗遗传传密密码码，拥有共同的基本结构单位和相同类型的生物大分子。拥有共同的基本结构单位和相同类型的生物大分子。生物化学就是要研究由成千上万不同的无生命的生物

3、化学就是要研究由成千上万不同的无生命的生物分子怎样产生有显著特征的活的有机体的。当这生物分子怎样产生有显著特征的活的有机体的。当这些分子独立存在时，他们服从所有用于描述无生命物些分子独立存在时，他们服从所有用于描述无生命物质行为的物理和化学定律，而且所有发生在有机体中质行为的物理和化学定律，而且所有发生在有机体中的过程也服从这些定律。生物化学要揭示为什么这些的过程也服从这些定律。生物化学要揭示为什么这些构成活机体的无生命分子的组合和相互作用，就能维构成活机体的无生命分子的组合和相互作用，就能维持和繁衍这么多活生生的生命？持和繁衍这么多活生生的生命？什么是生物化学？生生物物化化学学的的任任务务是

4、是在在分分子子水水平平描描述述所所有有生生物物体体共共同同的的结结构构、工工作作机机制制和和化化学学过过程程，了了解解支支配配所所有有不不同同生生命命形形式式的的基基本本原原理理，即即所所谓谓生生命命的的分分子子逻逻辑辑（the the molecular molecular logic logic of of lifelife），它它的的最最终终目目标标是揭示生命现象本质。是揭示生命现象本质。生物化学它的最终目标是揭示生命现象本质生物化学它的最终目标是揭示生命现象本质生物化学是怎样发展的？生物化学是怎样发展的？两个历史的突破：两个历史的突破：证实了证实了酶作为生物催化剂的作用酶作为生物催化剂

5、的作用 证实证实核酸作为遗传信息载体的作用核酸作为遗传信息载体的作用两座历史的丰碑：两座历史的丰碑：1953 1953年年WatsonWatson和和CrickCrick推导出推导出DNADNA的的双螺旋结构双螺旋结构 世纪之交人类及一些模式生物世纪之交人类及一些模式生物基因组的框架图基因组的框架图、序列图绘制成功序列图绘制成功第一次突破：证实酶作为生物催化剂的作用第一次突破：证实酶作为生物催化剂的作用 人们逐渐认识到酶是一切生命活动的基础，是机人们逐渐认识到酶是一切生命活动的基础，是机体内一切化学变化的激发促进者，并结合体内体外实体内一切化学变化的激发促进者，并结合体内体外实验，弄清了体内一

6、些主要物质的化学变化途径。验，弄清了体内一些主要物质的化学变化途径。18331833年，年，PayenPayen和和PersozPersoz用麦芽提取物使淀粉转化成糖用麦芽提取物使淀粉转化成糖；1878年，年，Kuhne将细胞中有催化活性的物质定义为酶将细胞中有催化活性的物质定义为酶(enzyme);1897年，年，Buchner用酵母无细胞提取液使葡萄糖发酵产生乙醇用酵母无细胞提取液使葡萄糖发酵产生乙醇和和CO2，证实了酶的催化作用，开启了在体外分析生物体内化，证实了酶的催化作用，开启了在体外分析生物体内化学反应的道路；学反应的道路；1926年，年，Sumner首次从刀豆中得到脲酶结晶，并证

7、明其本质为首次从刀豆中得到脲酶结晶，并证明其本质为蛋白质。蛋白质。第二次突破：证实第二次突破：证实DNADNA是遗传信息载体是遗传信息载体III S型细胞型细胞（有毒）（有毒）II R型细胞型细胞（无毒）（无毒）破碎细胞破碎细胞DNAase降降解后的解后的DNAII R型细胞接受型细胞接受III S型型DNA只有只有II R型型大多数仍大多数仍为为II R型型少数少数II R型细胞被转化型细胞被转化产生产生III S型荚膜型荚膜S(光滑型光滑型)SRRR(粗糙型粗糙型)+DNA1944年：年：Averry肺炎球菌转化实验肺炎球菌转化实验1952年年 Hershey-Chase用病毒用病毒T T

8、2 2感染大肠杆菌实验感染大肠杆菌实验细菌细胞细菌细胞蛋白衣壳蛋白衣壳DNA放射性蛋白衣壳放射性蛋白衣壳32P实验实验35S实验实验非放射性细胞非放射性细胞放射性细胞放射性细胞非放射性非放射性蛋白衣壳蛋白衣壳放射性放射性DNA注射注射DNA剪切搅拌使衣壳剪切搅拌使衣壳离开细菌细胞离开细菌细胞离心作用使细离心作用使细胞与衣壳分离胞与衣壳分离非放射性非放射性DNA第一个里程碑：第一个里程碑：1953年年证实证实DNA双螺旋结构双螺旋结构James WatsonFrancis CrickDNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型DNADNA的的X X射线衍射图谱射线衍射图谱DNADNA的半保留复制的半

9、保留复制（Meselson&Stahl,1958Meselson&Stahl,1958）19581958年年:Crick:Crick 揭示遗传信息传递的中心法则揭示遗传信息传递的中心法则 蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录反转录反转录复制复制复制复制DNARNA 中中心心法法则则总总结结了了生生物物体体内内遗遗传传信信息息的的流流动动规规律律，揭揭示示遗遗传传的的分分子子基基础础，不不仅仅使使人人们们对对细细胞胞的的生生长长、发发育育、遗遗传传、变变异异等等生生命命现现象象有有了了更更深深刻刻的的认认识识，而而且且以以这这方方面面的的理理论论和和技技术术为为基基础础发展了基因工程，给人类的生产和生活

10、带来了深刻的革命。发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。第二个里程碑：人类基因组计划的第二个里程碑：人类基因组计划的科学目标和精神科学目标和精神 前基因组计划：前基因组计划：获得获得四张图谱四张图谱（遗传图、物理图、转录（遗传图、物理图、转录图、序列图），这四张图组成为人类不同层次的、分子水平图、序列图），这四张图组成为人类不同层次的、分子水平的的“第二张解剖图第二张解剖图”，成为人类认识自我的新的知识源泉。，成为人类认识自我的新的知识源泉。并催生了一门新的学科并催生了一门新的学科生物信息学。生物信息学。后基因组计划：后基因组计划：对基因组对基因组DNADNA的信息进行解读，即基

11、因组的信息进行解读，即基因组功能信息的提取、鉴定和开发利用，以及与此相关的数据资功能信息的提取、鉴定和开发利用，以及与此相关的数据资料和技术手段的储存和使用，开展功能基因组学、蛋白质组料和技术手段的储存和使用，开展功能基因组学、蛋白质组学的研究。学的研究。人类基因组计划的科学精神：人类基因组计划的科学精神：全球共有，国际合作，即时公布，免费共享全球共有，国际合作，即时公布，免费共享人类基因组的四大图谱人类基因组的四大图谱遗传图谱遗传图谱物理图谱物理图谱转录图谱转录图谱序列图序列图谱谱完完整整的的基基因因组组家系研究家系研究筛选大片段克隆筛选大片段克隆确定基因先后确定基因先后染色体定位染色体定位

12、部部分分已已测测序序的的生生物物Arabidopsisthaliana(mustard plant)2,500DrosophiaMelanogaster(fruit fly)13,061SaccharomycesCervisiae(bakers yeast)6,034CaenorhaboditisElegans(roundworn)19,099生物化学研究些什么？生物化学研究些什么？理论研究：理论研究：研究生命的化学组成研究生命的化学组成 研究生命的新陈代谢研究生命的新陈代谢 研究生命体的自我复制研究生命体的自我复制应用研究：应用研究：运运用用生生物物化化学学原原理理和和方方法法，为为农农业业

13、、工工业业、医医药药卫卫生生、环环境境保保护护等等服服务务，开开拓拓富富有有经经济济价价值值的的生生物物资资源源（酶酶制制剂剂、药品、食品添加剂、杀虫剂药品、食品添加剂、杀虫剂）生物化学与其他学科有什么关系？生物化学与其他学科有什么关系？生物化学的发展来自于其他许多学科有机化学、生物化学的发展来自于其他许多学科有机化学、生物物理学、微生物学、生理学、细胞生物学、遗生物物理学、微生物学、生理学、细胞生物学、遗传学、医学、营养学等的成就；传学、医学、营养学等的成就；生物化学的形成和发展又反过来推动其他学科的生物化学的形成和发展又反过来推动其他学科的发展，使从分子水平来探讨生命以及与生命相关的发展，

14、使从分子水平来探讨生命以及与生命相关的理论问题和实践问题成为可能。理论问题和实践问题成为可能。生物化学发展越来越迅速，涉及的领域越来越生物化学发展越来越迅速，涉及的领域越来越广，它的成就有力地推动了其他生物学科的研究，广，它的成就有力地推动了其他生物学科的研究，不同程度地促进了其他生物学科的进步，生物化学不同程度地促进了其他生物学科的进步，生物化学已经成为生物学领域的带头学科之一。已经成为生物学领域的带头学科之一。如何学习生物化学？如何学习生物化学？在理解的基础上掌握生物化学基本原理、重要代谢过在理解的基础上掌握生物化学基本原理、重要代谢过程的特点以及重要生物分子的基本分子结构和符号程的特点以

15、及重要生物分子的基本分子结构和符号 学习利用生物化学基本原理解释生命现象及相关问题学习利用生物化学基本原理解释生命现象及相关问题 学习和掌握生物化学研究的基本方法和技能，为解决学习和掌握生物化学研究的基本方法和技能，为解决实际问题打好基础实际问题打好基础 生物化学是一个趣味的、生动的学科，当你进入这生物化学是一个趣味的、生动的学科，当你进入这个领域，你就踏上了探索生命本质之旅。你将发现化学个领域，你就踏上了探索生命本质之旅。你将发现化学如何使生命成为可能，又如何使生命变得更美好！如何使生命成为可能，又如何使生命变得更美好！第一章第一章 绪论绪论 1 1 第二章第二章 蛋白质化学蛋白质化学 6第

16、三章第三章 核酸化学核酸化学 3 3第四章第四章 酶酶 5 5第五章第五章 维生素与辅酶维生素与辅酶 1 1第六章第六章 生物膜的结构和功能生物膜的结构和功能 2 2 第七章第七章 糖类代谢糖类代谢 5第八章第八章 能量代谢能量代谢 3 3 第九章第九章 脂类代谢脂类代谢 3 3 第十章第十章 氨基酸代谢氨基酸代谢 3 3 第十一章第十一章 核苷酸代谢核苷酸代谢 1 1 第十二章第十二章 DNA DNA的生物合成的生物合成 4 4 第十三章第十三章 RNA RNA的生物合成的生物合成 2 2 第十四章第十四章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 3 3第十五章第十五章 代谢途径的相互联系调控代谢

17、途径的相互联系调控 2 2 生命大分子的生命大分子的结构和功能结构和功能主要物质代谢主要物质代谢及能量代谢及能量代谢遗传信息的存遗传信息的存储传递和表达储传递和表达课程内容课程内容学时安排学时安排教材赵武玲，陈惠，高玲基础生物化学中国农业赵武玲，陈惠，高玲基础生物化学中国农业大学出版社，大学出版社，2008.2008.参考书参考书1 1、黄熙泰，于自然，李翠凤现代生物化学，、黄熙泰，于自然，李翠凤现代生物化学，第二版化学工业出版社，第二版化学工业出版社，2005.2005.2 2、王镜岩，朱圣庚，徐长法、王镜岩，朱圣庚，徐长法 生物化学，第三生物化学，第三版高等教育出版社，版高等教育出版社，20022002