生物化学1.绪论.ppt

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1、生物化学生物化学(Biochemistry)(Biochemistry)参考书参考书: :生物化学生物化学（第三版）（上、下册），王镜岩、朱圣（第三版）（上、下册），王镜岩、朱圣庚、徐长法，高等教育出版社庚、徐长法，高等教育出版社普通生物化学普通生物化学（第四版），郑集、陈钧辉，高等教（第四版），郑集、陈钧辉，高等教育出版社育出版社生物化学生物化学 ( (第二版第二版) )， 澳澳P.W.P.W.库彻库彻 G.B.G.B.罗尔斯顿罗尔斯顿 等著，等著，姜招峰姜招峰 等译，科学出版社等译，科学出版社 麦格劳希尔教育出版集麦格劳希尔教育出版集团团BiochemistryBiochemistry,

2、, 高等教育出版社高等教育出版社( (影印版影印版),2002),2002年年, , R.H.Garrett & C.M.GrishamR.H.Garrett & C.M.Grisham2023-3-62生生物物化化学学w绪绪 论论w第第 一一 章章 蛋白质化学蛋白质化学w第第 二二 章章 核酸的化学核酸的化学w第第 三三 章章 酶、维生素和辅酶酶、维生素和辅酶w第第 四四 章章 生物氧化生物氧化w第第 五五 章章 糖代谢糖代谢w第第 六六 章章 脂类的代谢脂类的代谢w第第 七七 章章 蛋白质与氨基酸分解代谢蛋白质与氨基酸分解代谢w第第 八八 章章 核酸与核苷酸代谢核酸与核苷酸代谢w第第 九九

3、 章章 物质代谢的调节控制物质代谢的调节控制w第第 十十 章章 DNA的复制与修复的复制与修复w第十一章第十一章 转录与基因表达调控转录与基因表达调控w第十二章第十二章 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成绪绪 论论w生物化学的涵义及内容生物化学的涵义及内容w生物化学与药学科学生物化学与药学科学w生物化学学科的发展史生物化学学科的发展史w生物化学的学习策略生物化学的学习策略1. 生物化学的涵义及内容生物化学的涵义及内容1. 1 生物化学的涵义生物化学的涵义 生物化学是关于生命的化学，是研究生物生物化学是关于生命的化学，是研究生物体的化学组成，生物物质的结构与功能，生体的化学组成，生物物质的结构与功

4、能，生命过程中物质与能量变化的规律，以及一切命过程中物质与能量变化的规律，以及一切生命现象的物质基础的科学。生命现象的物质基础的科学。 w现代定义现代定义：运用现代科学技术和方法从分子：运用现代科学技术和方法从分子水平探讨生命现象的水平探讨生命现象的化学本质化学本质、生命活动过、生命活动过程中程中化学变化规律化学变化规律的科学。的科学。w研究方法研究方法 主要采用主要采用化学化学、物理学和生物学的理论和、物理学和生物学的理论和方法；方法； 与数学、物理学、生理学、细胞生物学、与数学、物理学、生理学、细胞生物学、遗传学等学科相联系和交叉。遗传学等学科相联系和交叉。 从学科范围上来讲，生物化学是由

5、生物学从学科范围上来讲，生物化学是由生物学和化学交叉发展形成的边缘科学，是和化学交叉发展形成的边缘科学，是以化学以化学方法为主要手段来研究生物（生命活动）的方法为主要手段来研究生物（生命活动）的一门科学一门科学。化学化学生物学生物学生物化学生物化学生物化学的定义中包含了几层意思：生物化学的定义中包含了几层意思：1）生物体的化学组成生物体的化学组成：生物体的四大类基本物质（糖、蛋白质、核酸、脂类），三大活性物质，以及各种有机小分子等等。2）结构与功能结构与功能：生物分子的结构、功能，结构与功能的内在关系。3）物质和能量的转化：）物质和能量的转化：生物体内大分子、小分子之间的相互转化，以及伴随的能

6、量变化。4）一切生命现象的新陈代谢，包括：）一切生命现象的新陈代谢，包括：生长、分化、运动、思维等；以及自我复制如： 繁殖、遗传等。生生物物化化学学的的研研究究内内容容研究生物体内各种化合物研究生物体内各种化合物的组成、结构、性质和功的组成、结构、性质和功能（主要有糖类、脂类、能（主要有糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生蛋白质、核酸、酶、维生素和激素）素和激素）研究构成生物体的基本物质研究构成生物体的基本物质在生命活动中进行的化学变在生命活动中进行的化学变化，即新陈代谢及代谢过程化，即新陈代谢及代谢过程中能量的转换和调节中能量的转换和调节静态生物化学静态生物化学动态生物化学动态生物化学1.2

7、生物化学的内容生物化学的内容1）生物体的化学组成）生物体的化学组成 四类基本生物大分子：四类基本生物大分子： 糖糖 由单糖组成由单糖组成 脂类脂类 由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱等组成由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱等组成 蛋白质蛋白质 由氨基酸（由氨基酸（20种）组成种）组成 核酸核酸 由核苷酸组成，而核苷酸又由碱基、戊糖、由核苷酸组成，而核苷酸又由碱基、戊糖、 磷酸组成磷酸组成 研究生物大分子及其构成它们的前体小分子物质的结构、研究生物大分子及其构成它们的前体小分子物质的结构、性质、功能，以及结构与性质、功能之间的内在联系。性质、功能，以及结构与性质、功能之间的内在联系。 三大活性物质三大活性物

8、质：酶、维生素、激素：酶、维生素、激素。 它们的结构、特性、作用方式和机理。它们的结构、特性、作用方式和机理。 由于这部分内容研究的是生物分子的静态特征，被称为由于这部分内容研究的是生物分子的静态特征，被称为静态静态生化生化。2）新陈代谢的研究）新陈代谢的研究 事实上，生物分子在生物体内并不是静态的，而是在事实上，生物分子在生物体内并不是静态的，而是在时时刻刻的发生变化，包括：时时刻刻的发生变化，包括： 生物大分子生物大分子 小分子小分子 小分子小分子 小分子小分子 体外物质体外物质 体内物质体内物质从一种生物分子转化为另一种生物分子所经历的化学反应从一种生物分子转化为另一种生物分子所经历的化

9、学反应过程称为代谢途径，这其中又伴随着能量的变化（放能和过程称为代谢途径，这其中又伴随着能量的变化（放能和需能）。生物体内各种不同的代谢途径构成复杂的代谢网需能）。生物体内各种不同的代谢途径构成复杂的代谢网络，各种生物分子通过这张络，各种生物分子通过这张代谢网络代谢网络进行相互转化。进行相互转化。降解合成转化运输分泌3）遗传的分子基础和代谢的调节控制）遗传的分子基础和代谢的调节控制 遗传的分子基础在内容上属于分子生物学，讲述的遗传的分子基础在内容上属于分子生物学，讲述的是是核酸和蛋白质的合成核酸和蛋白质的合成代谢，包括：代谢，包括： DNA RNA 蛋白质蛋白质该法则是生物体传递并表达遗传信息

10、的基础。该法则是生物体传递并表达遗传信息的基础。 生物体内的代谢网络非常复杂，而生物体的各种反生物体内的代谢网络非常复杂，而生物体的各种反应却能有条不紊的进行，这是受到精密的调节机制调控应却能有条不紊的进行，这是受到精密的调节机制调控的，其中包括细胞或酶水平的调节以及激素和神经系统的，其中包括细胞或酶水平的调节以及激素和神经系统的调节。的调节。2）和）和 3）这部分内容反映生物体内物质能量转化的动态）这部分内容反映生物体内物质能量转化的动态过程，被称为过程，被称为动态生化动态生化。复制复制转录逆转录翻译2. 生物化学与药学科学生物化学与药学科学 生物化学是一门重要的医药学基础课程，也生物化学是

11、一门重要的医药学基础课程，也是现在发展最快的学科之一，它从分子水平阐明是现在发展最快的学科之一，它从分子水平阐明生命现象本质，是学习、认识疾病，认识药物治生命现象本质，是学习、认识疾病，认识药物治病原理不可缺少的基础。同时，生物化学基础研病原理不可缺少的基础。同时，生物化学基础研究及其技术的发展与现代药学科学的发展具有越究及其技术的发展与现代药学科学的发展具有越来越来密切的联系，呈现了巨大的应用潜力。来越来密切的联系，呈现了巨大的应用潜力。 生化往往是阐明机理，选择合理工艺途径，生化往往是阐明机理，选择合理工艺途径，提高产品质量，探索新工艺，研制新产品的理论提高产品质量，探索新工艺，研制新产品

12、的理论基础。基础。生物化学与药学科学生物化学与药学科学生理学有机化学生物化学分子生物学医学学科药学学科新药研究开发生物制药化学制药基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程药理学药物化学生物药剂学中药学诊断医学预防医学.1.1 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

13、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。 1.2 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离、生化药物是一类采用生化方法化学合成从生物体分离、纯化所得并用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质。这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

14、药物的特点是来自生物体，基本生化成份即氨基酸、肽、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）脂质、核酸及其降解蛋白质、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或生理功能，毒副作用产物。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。生化药物在制药行业和医药极小，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。如氨基酸、核苷酸（所谓基因营养物）、上占有重要地位。如氨基酸、核苷酸（所谓基因营养物）、SODSOD、 紫杉醇等已经应用于临床治疗。紫杉醇等已经应用于临床治疗。 1.3

15、研究新陈代谢规律及其调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、植物生长氨基酸、酶（含遗传工程酶）、抗生素、植物生长激素、维生素激素、维生素C C等也可通过微生物发酵手段进行生产。发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理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其化学理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其调节控制对于选育高产优质的菌株调节控制对于选育高产优质的菌株筛选最佳发酵理化筛选最佳发酵理化因子及提高发酵效率具有指导意义。因子及提高发酵效率具有指导意义。 转人生长

16、素基因的小鼠（右）转人生长素基因的小鼠（右）1.4 分子生物学与生物技术的迅速发展为重组生物药物发展奠定基础国际生物化学的发展国际生物化学的发展概况概况3. 生物化学的发展史生物化学的发展史拉瓦锡（Lavoisier 17431794 ）法国化学家，他在17801789年之间研究了“生物体的燃烧”，指出此类燃烧并放出二氧化碳。后人称之为生物化学之父瑞典化学家舍勒（C.W.Scheele，1742-1786），舍勒和他的同事对生物体的有机物质进行了详细的研究，确定了生物体内的许多化学物质，如氨基酸和柠檬酸、苹果酸等有机酸 。3.1 3.1 18 18世纪（启蒙期）世纪（启蒙期）3.2 19世纪（发展期） n1828年，德国化学家魏勒从无机物氰酸铵合成尿素，是人工合成有机物的创始人。n德国化学家李比希(Liebig)是生理化学和碳水化合物化学的创始人之一，研究了大量的有机分子和生物组织提取物，并于1842年首次提出了“新陈代谢”这个学术名词。n1877年，德国医生霍佩-赛勒(Hoppe-Seyler)首次提出“Biochemie”这个名词，译为英文是“Biochemistry”,汉译为生物