生物化学与分子生物学71961-课件.ppt

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1、生物化学与分子生物学一生物化学与分子生物学的定义 生物化学是用化学的理论和方法研究生命现象的科学。分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。生物化学与分子生物学是同一个二级学科,在大学本科阶段可以作为两门课开设,也可以作为一门课开设.绪论二生物化学与分子生物学的研究范畴（一）生物体的组成物质复杂性 组成物质多；分子大；空间结构复杂。规律性元素构件小分子聚合物（生物大分子）；结构与功能相适应。（二）物质和能量代谢 复杂性多步化学反应构成代谢途径；多条代谢途径相互交织成网；物质代谢和能量代谢相互交织；调节控制有条不紊。规律性反应类型不多；反应机理符合有机化学理论；调节控制与生物学功能相适应。三.

2、生物化学与分子生物学同生产实践的关系 启蒙阶段食品选择和加工；医疗。发展阶段维生素、抗生素医疗；代谢食品、医疗；分子生物学 基因工程、蛋白质工程。发展前景生物制品；转基因动植物；基因芯片；基因诊断；基因治疗。四四.生物化学的发展史生物化学的发展史1.1.炼金术阶段炼金术阶段:现代化学起源于炼金术(alchemy)。换言之，炼金活动是化学的前史。“chemistry”一词也来自alchemy,而alchemy=al(the)+chem,其中的chem来自中国的“金”的古汉语发音。炼金术在各个古代文明中都占重要位置,并不是中国特有,一般而言都是如何将铜,铅,锡变成金、银这样的贵金属的实用学问。在西

3、方,炼金术从公元前几百年开始到17世纪为止,延续了2000年；在中国也生存了差不多同样长的时间。中国的炼金术除了得到贵金属以外，还致力于研制长生不老之药“金丹”。因此,中国的炼金术的化学成份比其他古代文明要浓。中国的炼金术随丝绸之路传到了阿拉伯文化圈,所以有了alchemy这个行业。西腊文明在欧州历史上曾一度失传,幸好阿拉伯人继承了其精华(714世纪),1113世纪十字军的侵略将散落在阿拉伯文化中的希腊文化又带回了欧洲,也顺便将中国的炼金术带进入了西方文明。此后，西方的炼金术活动朝着独自的方向发展，特别是对酸,碱,盐等物质的化学性质有了相当的知识积累。2.2.从炼金术到化学从炼金术到化学:17

4、世纪兴起的文艺复兴活动使alchemy真正向现代的chemistry过渡。当时的化学家,要么是贵族,要么是业余爱好。在与英国的Newton同时期的贵族Robert Boyle(1627-1691)对气体和真空进行了研究,写了“The Sceptical Chymist(1661)”一书,主张决别带有神秘色彩的炼金术,而以理性思考的态度来研究化学。他发现了波以尔法则 PV=Const,实际上就是现代物理化学的起点。1662英国设立了 Royal Society,1666年 Paris Academia 分别设立,为科学研究和交流提供了土壤。这是化学与炼金术决别的标志。随后,空气中含有不同成分17

5、64年CO2(Black),1766年H2(Canvendish),1772年O2(Sheele),1772年N2(Ratherford),1774年Cl2(Sheele),相继被发现。1774年Lavoisier确立了物质不灭定理,1777年确立了燃烧理论。此后的化学反应的定比例法则(Joseph Louis Proust,1799)及化学元素分析方法的发展,为有机化学的出现奠定了基础。4.4.生物化学重大发展年代表生物化学重大发展年代表1897年 Buchner 发现酵母细胞质能使糖发酵1902年 Fischer 肽键理论1926年 Sumner结晶得到了脲酶,证明酶就是蛋白质1935年

6、Schneider将同位素应用于代谢的研究 1944年 Avery等人证明遗传信息在核酸上 1953年 Sanger的胰岛素氨基酸序列测定 Waston-Click提出DNA 双螺旋模型 1958年 Perutz等解明肌红蛋白的立体结构 1970年 发现了DNA限制性内切酶 1972年 DNA重组技术的建立 1978年 DNA双脱氧测序法的成功 1990年 人类基因组计划的实施,2003年完成,进入 后基因组时代生物化学中的关键技术生物化学中的关键技术电泳（电泳（19231923）生物大分子的分离、分析生物大分子的分离、分析超离心（超离心（19251925）蛋白质、细胞亚器官的）蛋白质、细胞亚器官的 分离；分子量的确定分离；分子量的确定同位素标记（同位素标记（19341934）物质代谢途径、生）物质代谢途径、生物大分子结构测定物大分子结构测定层析（层析（1944 1944）生物大分子的分离纯化生物大分子的分离纯化X-X-光衍射、光衍射、NMRNMR：生物大分子结构测定生物大分子结构测定六学习方法积极培养学习的兴趣；记忆与理解相互促进；注重阅读和练习；注重学习科学思维的方法和实验技能；注重与数理化特别是化学知识的联系；注重与生物学功能的联系。