基础生物化学第一章绪论.ppt
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1、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
2、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
3、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
4、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DNADNARNAR
5、NA1 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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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v195
12、8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
13、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
14、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
15、.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
16、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
17、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
18、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
19、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 H
20、ausen)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
21、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-Sin
22、oussiBarr-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10101
23、010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
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