生物化学第一章 绪 论36 PPT课件
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《生物化学》 PPT课件
2、生物分子是分级的 (1)代谢物和大分子 无机物分子 →（同化）转变成代谢物（氨基酸、糖、核苷 酸、脂肪酸和甘油）→（通过共价）键构成大分子(蛋白质、多 糖、DNA和RNA以及脂类) →（大分子间的相互作用导致）超分 子复合物（酶复合物、核糖体、染色体和细胞骨架系统）（图1 －2） (2)细胞器 细胞器是生物分子等级中较高层次的一级。细胞器仅在真核 生物细胞中发现。 (3)膜 膜是细胞和细胞器的边界（但将膜归为超分子装配体或者归 为细胞器都不太适合，虽然它们具有两者共有的性质）。 (4)细胞是生命的基本单位 细胞是生命的单位，是唯一能展现生命特征（生长、代谢、 刺激应答和复制）的最小实体。细胞可分为两种类型，即真核生 物细胞和原核生物细胞。真核生物细胞具有复杂的内部结构。
一、生命系统的独特性质 ●生物最显著的性质是它们具有复杂的结构和高度的组织形 式。 ●生命系统能活跃地进行能量转换，生物高度组织化的结构 和生命活动的维持依赖于从环境捕获能量的能力。被生物利 用的能量形式是特殊的生物分子。ATP和NADPH是其中最 重要的富含能量的生物分子，代表着生物在化学上可利用的 能量的贮存形式。 ●生命系统具有显著的自我复制能力。生物能一代一代地繁 衍与它们自身相同的后代。 二、生命分子 生命物质的元素组成明显不同于地球外壳元素的元素组 成。H、O、C和N构成了人体原子总量的99%以上，其中大 多数H和O以H2O形式出现。
Section 2
水
在生物化学中，水存在的意义是显而易见的：①几乎 所有生物分子随环境中水的物理和化学性质而呈现它们的 形态。②大多数生物化学反应的介质是水,代谢反应的反应 物和产物在细胞范围内和细胞间运输都依赖于水。③水本 身活跃地参与支撑许多化学反应，水的离子化组分(H＋和 OH－)往往作为真正的反应物参与反应。事实上，生物分子 的许多功能基团的反应性取决于环境介质中的H＋和OH－的 相对浓度。④水的氧化产生的分子氧(O2)是通过光合作用完 成的。⑤水的离子化产物(H＋和OH－)是蛋白质、核酸以及 膜的结构与功能的关键决定者。⑥在膜的内外两侧的氢离 子浓度的差异代表了能量转化的生物学机制所必需的能化 状态。
04688_《生物化学课件绪论》PPT课件
2024/1/24
药物研发
通过蛋白质组学和基因组 学技术寻找药物靶点，加 速新药研发进程。
个性化医疗
基于患者的基因和蛋白质 信息，制定个性化的治疗 方案。
26
未来发展趋势和前景展望
发展趋势
多学科交叉融合
高通量、高灵敏度技术发展
2024/1/24
27
未来发展趋势和前景展望
数据驱动的生物化学研究
前景展望
通过生物化学手段可以研究药物与靶 标之间的相互作用，为新药研发提供 理论支持。
2024/1/24
6
02
生物大分子结构与功 能
2024/1/24
7
蛋白质结构与功能
蛋白质的基本组成单位
氨基酸的种类、结构和性质
蛋白质的空间结构
二级、三级和四级结构的特征及其与功能的 关系
2024/1/24
蛋白质的一级结构
2024/1/24
氮代谢的调控
氮代谢受到多种因素的调控，如饮食中的蛋 白质摄入量、激素水平等。
14
04
基因表达调控与疾病 关系
2024/1/24
15
基因表达调控基本概念和原理
01
基因表达调控定义
指生物体内基因在转录、翻译及蛋白质加工等水平上受到的各种调节控
制，以确保细胞、组织或生物体在特定生理条件下的正常功能。
02
基因表达调控的层次
包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和翻译后水平调控
。
2024/1/24
03
基因表达调控的分子机制
主要涉及顺式作用元件（如启动子、增强子等）和反式作用因子（如转
录因子、RNA结合蛋白等）的相互作用。
16
基因表达异常与疾病发生关系
药物研发
通过蛋白质组学和基因组 学技术寻找药物靶点，加 速新药研发进程。
个性化医疗
基于患者的基因和蛋白质 信息，制定个性化的治疗 方案。
26
未来发展趋势和前景展望
发展趋势
多学科交叉融合
高通量、高灵敏度技术发展
2024/1/24
27
未来发展趋势和前景展望
数据驱动的生物化学研究
前景展望
通过生物化学手段可以研究药物与靶 标之间的相互作用，为新药研发提供 理论支持。
2024/1/24
6
02
生物大分子结构与功 能
2024/1/24
7
蛋白质结构与功能
蛋白质的基本组成单位
氨基酸的种类、结构和性质
蛋白质的空间结构
二级、三级和四级结构的特征及其与功能的 关系
2024/1/24
蛋白质的一级结构
2024/1/24
氮代谢的调控
氮代谢受到多种因素的调控，如饮食中的蛋 白质摄入量、激素水平等。
14
04
基因表达调控与疾病 关系
2024/1/24
15
基因表达调控基本概念和原理
01
基因表达调控定义
指生物体内基因在转录、翻译及蛋白质加工等水平上受到的各种调节控
制，以确保细胞、组织或生物体在特定生理条件下的正常功能。
02
基因表达调控的层次
包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和翻译后水平调控
。
2024/1/24
03
基因表达调控的分子机制
主要涉及顺式作用元件（如启动子、增强子等）和反式作用因子（如转
录因子、RNA结合蛋白等）的相互作用。
16
基因表达异常与疾病发生关系
生物化学--绪论 ppt课件
生物化学的研究目的是从分子水平阐明各种生命现象的化 学基础，其任务是为诊断、预防和治疗疾病，提高人类健 康水平提供理论基础。
5
四、生物化学的学习目标
学习生物化学在于掌握、熟悉和了解人体化学物 质组成、新陈代谢的基础理论和基本知识；掌握 基本的生物化学实验技能，培养、提高运用生物 化学基本理论与知识，分析问题、解决问题的能 力 。在医 学教学 环节中 ，为后 续医学 基础课 程 （如病理学、药理学等）和其他临床医学、护理 专业课程打下必需的学习基础。
10
第三节 生物化学发展史简介
中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐。 18世纪下半叶，居住瑞典的德国药师舍勒 (K．Scheele)首次从动植物 材料中，分离出乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、尿酸和甘油等。
1785年，法国学者拉瓦锡(A.L．Lavoisier)提出呼吸的本质是有机物 在体内的氧化作用。这一发现被视为生物氧化研究的开端。
消化系统 器官（肝脏）
窦状小管
肝细胞
细胞核
分子（DNA）
3
二、生物化学的研究对象
生物化学以生物（植物、动 物、微生物）为研究对象， 是现代生物科学的一个重要 分支，在医学科学中，以人 体为研究对象，称为医学生 物化学。
动物细胞
粗糙性 内质网
核糖体 原生质膜
植物细胞
4
原核细胞
细胞壁
三、生物化学的目的和任务
• 20世纪初期，费歇(E．Fischer)在发现缬氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸之后，又用
化学方法合成了18个氨基酸的多肽。E.菲舍尔首次测定了糖和氨基酸的分子结构， 确定糖分子构型，指出肽键是蛋白质的主要化学键。 • 1926年，J.B.萨姆纳提取制备了脲酶（urease）结晶，首次证明酶是蛋白质。 • 1929年，美国塞鲁斯·费斯克（Cyrus H.Fiske）、耶拉普拉伽达·苏巴罗夫 （Yellapragada Subbarow）和德国的卡尔·罗曼（Karl Lohman）分别发现了腺 苷三磷酸（adenosine triphosphate,ATP）。 • 1930年，约翰·诺尔瑟普（John H.Northrop）（1946年诺贝尔奖）连续结晶了 多种水解蛋白质的酶，制备了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶，酶结晶获得成功。酶制 备为体外酶学研究提供重要手段，结合X线衍射分析及多肽成分分析，确立了酶 的化学本质是蛋白质。 • 1931年，中国生物化学家吴宪等在血液分析方面，创立了血滤液的制备及血糖 的测定等方法，并在蛋白质的研究中，首次提出了蛋白质变性的概念。
生物化学绪论(精品课程课件)
It is the combination of biology and chemistry or the application of chemical principles to understanding biology.
3. What are the questions for biochemists to
制药工业： 链激酶、 尿激酶、 氨基酸、 核甘酸（所谓基 因营养物）、SOD、 MT、 紫杉醇等。
生物制品： 疫苗、 Only one、
皮革工业： 角质酶脱毛
生物化学不但为这些生产过程建 立了科学基础并为其技术改造创 造了条件
3.与农业方面有密切联系
举例
作物病理研究
a.玉米大斑病（每年损失20-40%产量）
物理的、化学的和生物学的关系准备一种平衡理念）
3. To project a clear and repeated emphasis major themes, especially those relating to evolution, thermodynamics, regulation, and the relationship between structure and function.（计划一些清晰并反复强调的主题，特别是与进化、热力学、调节和结构与功能关系
(6) What is the carrier of genetic information and how is it expressed and transmitted (information pathway)? (preserved faithfully)
(7) How do cells and organisms grow, differentiate, and reproduce?
3. What are the questions for biochemists to
制药工业： 链激酶、 尿激酶、 氨基酸、 核甘酸（所谓基 因营养物）、SOD、 MT、 紫杉醇等。
生物制品： 疫苗、 Only one、
皮革工业： 角质酶脱毛
生物化学不但为这些生产过程建 立了科学基础并为其技术改造创 造了条件
3.与农业方面有密切联系
举例
作物病理研究
a.玉米大斑病（每年损失20-40%产量）
物理的、化学的和生物学的关系准备一种平衡理念）
3. To project a clear and repeated emphasis major themes, especially those relating to evolution, thermodynamics, regulation, and the relationship between structure and function.（计划一些清晰并反复强调的主题，特别是与进化、热力学、调节和结构与功能关系
(6) What is the carrier of genetic information and how is it expressed and transmitted (information pathway)? (preserved faithfully)
(7) How do cells and organisms grow, differentiate, and reproduce?
生物化学 绪论(共46张PPT)
二十一世纪
生命科学的世纪
人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源
What is life science?
热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣
学习生命科学是一种荣幸和享受
What is life science?
生命的基本特征：
1、细胞是生物的基本单
位
生物体内的生化反应由基因控制
1962年 J.D.沃森（美）、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯（英）
发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性
1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格（美）
研究遗传信息的破译及其在蛋白质合
成中的作用
诺贝尔生理或医学奖
1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）
发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱
分析法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
2003年 彼得·阿格雷（美）、罗德里克·
麦金农（美） 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2004年
阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科（以）和伊尔温-罗斯（美）
泛素调节的蛋白质降解
诺贝尔生理或医学奖
counterparts for a mean percent
Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134
What is life science?
生命的基本特征：
4、生物具有个体发育和进化的历史
正常的生物都具有从生到死的完整生命 过程，即生活史。
生物个体不断繁衍后代，无数个体失 活史串联起来就构成了生物的进化史， 遗传和变异结合的后果。
【医学ppt课件】生物化学(Biochemistry)
2003年版； 3. Hames B et al., Instant notes in biochemistry(影印版)，
1999年版。
10
物质代谢变化与生理机能的关系——机能生物化学。
5
（三） 基因表达及其调控
转录
翻译
DNA
RNA
Pr
基因： 携带一定遗传信息的特定DNA片断以及相关的 调控序列；
（四） 专题生化
肝胆生化、水盐代谢和酸碱平衡等。
6
四. 生 物 化 学 与 医 药 学 的 关 系
与医学关系 2. 与药学关系 3. 与其他学科关系
【医学ppt课件】生物化学 (Biochemistry)
第一章 绪 论 （introduction)
2
一. 生物化学
主要是运用化学的理论和方法，从分子水平研究生 物体的化学组成及其在生命活动过程中化学变化规律 的一门学科，从而揭示生命现象的化学本质。
又称生命的化学(chemistry of life)。
3
二. 研 究 对 象
（主要针对组成生物体的六大营养素）： 糖、脂、蛋白质、核酸、水和无机盐等
4
三. 主要内容
（一）生物体的物质组成及其结构和功能
蛋白质、核酸和多糖 —— 生物大分子 / 生物信息分子 物质的组成、结构与化学性质等 —— 静态生物化学；
（二） 物质代谢及其代谢调节
物质在体内的代谢变化规律、能量代谢及其代谢调节是生 物化学的中心内容——动态生物化学；
7
五. 学 习 生 化 的 目 的
1. 了解生物体内物质的化学变化过程； 2. 从分子水平阐明疾病发生、发展的机制； 3. 更科学、有效地诊断与防治疾病，并帮助阐明中医
药的作用机理； 4. 指导新药的研制、提高对重大疾病的防治水平； 5. 为其他医药学基础课及临床医学打下扎实的基础。
1999年版。
10
物质代谢变化与生理机能的关系——机能生物化学。
5
（三） 基因表达及其调控
转录
翻译
DNA
RNA
Pr
基因： 携带一定遗传信息的特定DNA片断以及相关的 调控序列；
（四） 专题生化
肝胆生化、水盐代谢和酸碱平衡等。
6
四. 生 物 化 学 与 医 药 学 的 关 系
与医学关系 2. 与药学关系 3. 与其他学科关系
【医学ppt课件】生物化学 (Biochemistry)
第一章 绪 论 （introduction)
2
一. 生物化学
主要是运用化学的理论和方法，从分子水平研究生 物体的化学组成及其在生命活动过程中化学变化规律 的一门学科，从而揭示生命现象的化学本质。
又称生命的化学(chemistry of life)。
3
二. 研 究 对 象
（主要针对组成生物体的六大营养素）： 糖、脂、蛋白质、核酸、水和无机盐等
4
三. 主要内容
（一）生物体的物质组成及其结构和功能
蛋白质、核酸和多糖 —— 生物大分子 / 生物信息分子 物质的组成、结构与化学性质等 —— 静态生物化学；
（二） 物质代谢及其代谢调节
物质在体内的代谢变化规律、能量代谢及其代谢调节是生 物化学的中心内容——动态生物化学；
7
五. 学 习 生 化 的 目 的
1. 了解生物体内物质的化学变化过程； 2. 从分子水平阐明疾病发生、发展的机制； 3. 更科学、有效地诊断与防治疾病，并帮助阐明中医
药的作用机理； 4. 指导新药的研制、提高对重大疾病的防治水平； 5. 为其他医药学基础课及临床医学打下扎实的基础。
生物化学绪论ppt课件(完整版)
作是最早的一部生物化学著作。 1864 Ernst Hoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。 1865 Johann Gregor Mendel提出“遗传因子”概念。 1868 Friedrick Miescher发现“核素”（核酸早期命名）。 1877 Ernst Hoppe-Seyler创立《生理化学杂志》。
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说（Justus Von Liebig，19世纪20年 代） —动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄 取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体 温，维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分，并提出物质，生物化学是一门边缘学科，也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念：
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学，它在分子水平上探讨生命的本质， 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段：生物体内的物质，如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等，它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物：有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢，遗传与繁殖
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说（Justus Von Liebig，19世纪20年 代） —动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄 取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体 温，维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分，并提出物质，生物化学是一门边缘学科，也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念：
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学，它在分子水平上探讨生命的本质， 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段：生物体内的物质，如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等，它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物：有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢，遗传与繁殖
《绪论生物化学》PPT课件
利用计算机技术对生物信息进行 存储、管理和分析，如基因组学 、蛋白质组学等。
24
生物化学在医学领域应用前景展望
01
疾病诊断
通过检测生物标志物 的变化，实现疾病的 早期诊断和个性化治 疗。
02
药物研发
利用生物化学原理， 设计高效、低毒的药 物，提高治疗效果。
03
基因治疗
通过改变患者的基因 信息，治疗遗传性疾 病和某些难治性疾病 。Leabharlann 2024/1/2419
细胞信号传导途径和受体类型介绍
01
02
03
细胞信号传导途径
包括细胞外信号分子与受 体结合、信号转导分子激 活、细胞内信号传递和细 胞应答等步骤。
2024/1/24
受体类型
主要有G蛋白偶联受体、 酪氨酸激酶受体、离子通 道偶联受体等。
信号分子
如激素、神经递质、生长 因子等，与受体结合后引 发细胞内的信号转导。
达模式，与多种疾病的发生发展密切相关。
微生物感染与基因表达异常
03
微生物感染可引起宿主基因表达的改变，导致免疫应答失调、
代谢紊乱等病理过程。
17
靶向药物设计原理举例
靶向转录因子的小分子药物
通过干扰转录因子的功能，调控特定基因的表达，如针对肿瘤相关转录因子的抑制剂。
2024/1/24
靶向信号传导通路的药物
2024/1/24
12
脂类代谢及调控机制
2024/1/24
脂肪酸的合成与分解
脂肪酸是脂类的主要组成部分，其合成主要发生在肝脏和 脂肪组织，而分解则主要发生在脂肪组织。脂肪酸的合成 与分解受到多种激素和酶的调节。
甘油三酯的代谢
甘油三酯是体内脂类储存的主要形式。其在脂肪组织中的 合成与分解受到胰岛素、胰高血糖素等激素的调节。
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生物化学在医学领域应用前景展望
01
疾病诊断
通过检测生物标志物 的变化，实现疾病的 早期诊断和个性化治 疗。
02
药物研发
利用生物化学原理， 设计高效、低毒的药 物，提高治疗效果。
03
基因治疗
通过改变患者的基因 信息，治疗遗传性疾 病和某些难治性疾病 。Leabharlann 2024/1/2419
细胞信号传导途径和受体类型介绍
01
02
03
细胞信号传导途径
包括细胞外信号分子与受 体结合、信号转导分子激 活、细胞内信号传递和细 胞应答等步骤。
2024/1/24
受体类型
主要有G蛋白偶联受体、 酪氨酸激酶受体、离子通 道偶联受体等。
信号分子
如激素、神经递质、生长 因子等，与受体结合后引 发细胞内的信号转导。
达模式，与多种疾病的发生发展密切相关。
微生物感染与基因表达异常
03
微生物感染可引起宿主基因表达的改变，导致免疫应答失调、
代谢紊乱等病理过程。
17
靶向药物设计原理举例
靶向转录因子的小分子药物
通过干扰转录因子的功能，调控特定基因的表达，如针对肿瘤相关转录因子的抑制剂。
2024/1/24
靶向信号传导通路的药物
2024/1/24
12
脂类代谢及调控机制
2024/1/24
脂肪酸的合成与分解
脂肪酸是脂类的主要组成部分，其合成主要发生在肝脏和 脂肪组织，而分解则主要发生在脂肪组织。脂肪酸的合成 与分解受到多种激素和酶的调节。
甘油三酯的代谢
甘油三酯是体内脂类储存的主要形式。其在脂肪组织中的 合成与分解受到胰岛素、胰高血糖素等激素的调节。
精品课件-生物化学PPT课件
生物化学 的概念
生物化学是阐明生物分子是如何相互作用而形成 复杂而高效的生命现象的科学。
生物化学是一门运用化学的原理和方法研究生命 现象的本质，揭示生命奥秘的科学。
简单地说生物化学就是生命的化学。
生物化学的 研究内容
① 研究构成生物体的分子基础生物分子的 化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学阶段：奠基时期(20世纪初-1950年)
由于分析鉴定技术的进步，尤其是放射性同位素示踪技术的 应用，生物化学进入深入发展时期。 –科学家对生物物质代谢进行了广泛深入的研究，基本阐明:
（1）酶的化学本质 （2）与能量代谢有关的物质代谢途径
机能生物化学阶段：大发展时期（1950- ）
素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。 其余都是某些生物小分子的聚合物，分子量很大，一
般在一万以上，有的高达1012，因而称为生物大分子，
如 多糖、脂、核酸和蛋白质。
1、碳架是生物分子结构的基础
• 碳元素一般占细胞干重的50％以 上。
• 碳原子既难得到电子，又难失去 电子，最适于形成共价键。
• 碳原子成键能力很强，且是四面 体构型，因此它自相结合可以形 成结构各异的生物分子骨架（碳 架）。
– 科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、 亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术（电镜、超 离心、色谱、电泳等）的不断改进，使得对生物大分 子结构及功能的研究也更加深入。
– 50年代以后生物化学迅猛发展，每年的诺贝尔生理 学/医学奖和化学奖的大部分奖项都是与生物化学领 域相关的。
– 美国、法国、德国、英国在近代生物化学发展史贡献 突出。
5、遗传学，研究核酸、蛋白质的生 物合
生物化学的应用
生物化学的原理和技术在生产实践中也得到 广泛的应用。如与农学、某些轻工业(如制药、酿 造、皮革、食品等)、医学都有密切关系，很多问 题都需要从生化的角度、利用生化的方法才能了 解。
《生物化学导论绪论》PPT课件
DNA的双螺旋结构
1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA双 螺旋结构。
细胞中的DNA分子几乎 都是由两条多聚脱氧 核苷酸链构成的。
DNA的二级结构就是指 两条多核苷酸链反向 平行盘绕所生成的双 螺旋结构。
划时代的里程碑，现代生物完科整学版课的件p奠pt 基石。
21
3 所有的独立的生命体都有蛋白质的合成系统：
生物分子的主要类型包括：
Saccharide(糖)、lipids(脂)、Nucleic Acids(核酸)、protein(蛋白质)
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。
生物分子中最重要的是糖、脂、核酸和蛋白 质四类物质，分子量一般都很大，所以又称 为生物大分子。
完整版课件ppt
11
生命的物质组成 多酶复合体
Biochemistry Seeks to Explain Life in Chemical Terms
Chemical processes associated with living things.
Biochemistry may be defined as the study of the molecular basis of life.
蛋白质是生物体生物功能的执行者。没有蛋白质也就没有生命
氨基酸 含N碱 核糖
肽 核苷
蛋白质 核苷酸
染色体 生物膜
细胞器
葡萄糖 多聚糖
多糖
细胞
组织
脂肪酸
器官
甘油
磷脂酸
脂类
生物体
胆碱 4种生物大分子
动物植物微生物
基本生物分子
4完种整版课生件pp物t 高分子
12
2、这些物质在生物体内发生什么变化？是怎样变化的？变化 过程中能量是怎样转变 的？也就是说这些物质在生物体内是 怎样进行物质和能量代谢的?
生物化学--绪论ppt课件
我国的现代生物化学研究起步较晚，由留美、 德、法、英等学者开始主要有吴宪教授，王英睐，曹 天钦，邹承鲁等教授。
1965年上海有机化学研究所汪猷、北京大学邢其 毅教授用化学法人工合成了具有生物活性的结晶牛胰 岛素。
小结：不同学科的合作与交流是推动 生物化学前进的基本因素。多学科合作， 有机化学基础，分离与分析技术的发展， 研究方法与仪器设备的结合，是生化发 展的主要动力。
英国剑桥生物化学中心：论文发表较多，获得资助，成立实验室， 购进新仪器设备，扩大研究队伍，获得 成果。
霍普金斯Sir Frederick Gowwland Hopkins, 1861-1947, 发现维生 素，色氨酸，谷胱甘肽等。成立学派。 德国在生理化学及有机化学方面有突出贡献的科学家有：
Emil Fischer 1852-1919,普鲁士化学家研究糖 嘌呤类物质，合成了 苯肼，确定了糖的分子结构，也从事蛋白质、酶的研究。
十九世纪德国的生物化学、有机化学 等领域领先于世界各国，美国等落后于 德国，德国生物化学较强的大学有： Leipzigs大学和Heidelbergs大学。
二十世纪：德、美、英、法等国相继成立生物化学 研究中心，在蛋白质、酶、维生素、激素及代谢、氧化 取得较大进展，各国政府及投资家重视生物化学的研究， 条件改善。
发酵工业：新陈代谢，酒精，氨基酸，抗菌素，酶等 基因工程、蛋白质工程及酶工程：具有治疗作用的各种
干扰素，重组产品如水蛭素，t-PA, endostatin等。 农业：产品品质改良，生物农药，生物肥料，农产品加
工与贮藏，如棉花基因改良，抗旱抗盐耐碱植物， 植物育苗与脱毒，转基因食品等。
人类基因组计划的成功实施：
生物化学的发展前景
借助于现代科技成果，高速发展生化理 论与技术，促进生物学理论技术及生物 工程学的发展。
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本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。更为 重要的是这类元素之间能够形成稳定的共价键，如C－C，C＝
C，C≡C，C－O，C＝O，C－N，C＝N，C－H，N－H，O－
H等。
第二类元素：包括S、P、Cl、
K、 Ca、Na和Mg。这类元素
同样是组成生命体的基本元素。
S是蛋白质的重要组成元素之一；
S-氢（pro-S-H或HS）。
re 面
乙醛分子的前手性面
si 面
(c)生物大分子的手性环境对前手性分子的影响
生物大分子的手性环境对于生物分子的识别和相互作用具有重要的
影响。
例如，酶的活性中心能够识别并结合底物分子的前手性 R- 基团 （或re-face）或S-基团（或si-face)。
酶活性中心的手性环境对手性底物的识别和结合
组合，形成数量庞大、结构复杂的线性或环状分子。通常将只涉 及结构单元的排列顺序的结构类型称为一级结构。
生物大分子的立体结构：生物大分子在线性或环形结构的基础
上，通过分子内或分子之间的基团（包括极性、非极性和带电 荷基团）相互作用，可以进一步形成非常复杂的立体结构。
(3) 生物分子的手性
（a）手性分子和前手性分子 如果一个非手性分子的一个原子或基团被另一个原子或基团取代 后成为手性分子，则该分子称为前手性分子。
(c) 生物分子在生物有机体中的相互作用及其变化规律。
(3) 研究方法
用无机化学、分析化学、有机化学、物理化学及物理学的理论
和方法来研究生命现象的化学本质，但也与生理学、细胞学、 遗传学等有着广泛的联系与交叉。 1.2 生命现象中的化学问题与现代化学发展的关系 生物化学与化学科学之间的相互渗透、相互促进，对于生物化学 和化学的发展起着重要的作用。
1.3 生物体的化学组成
自然界所有
的生命物体 都由三类物 质组成:水、 无机离子和 2/3
1%
生物分子
1.3.1 生物体的元素组成
组成生命体的物质是极其复杂的，但在地球上存在的92种天然元
素中，只有28种元素在生物体内被发现。根据各种元素的重要性
和存在情况，可将其分成四类：
第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基
生 物化学
物理与化学学院
生物化学
第一章
第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
绪论
细胞和生物膜 蛋白质 酶化学 核酸 生物氧化和生物能 代谢 生物化学过程的调控
推荐的参考书：
(1) 生物化学（第二版） 张洪渊、万清海主编. 化学工业出版社，
2006。 (2) 生物化学（第四版） 吴梧桐主编. 人民卫生出版社，2003。1. Fra bibliotek物分子中的主要基团
呋喃
噻吩
吡咯
异恶唑
异噻唑
吡唑
恶唑
噻唑
咪唑
吡啶
哒嗪
嘧啶
吡嗪
苯并呋喃
苯并噻吩
吲哚
喹啉
异喹啉
嘌呤
2. 生物大分子基本特征
生物分子中最重要的是糖、脂、核酸和蛋白质，它们是构成生命
体和维持生命现象最基本的物质。
(1) 生物大分子都是由结构比较简单的小分子（结构单元分子）所 组成。
(3) 生物化——精要. 题解. 测试 朱启忠主编．化学工业出版社， 2006。
第 1章
1.1 生物化学的概念 (1) 定义
绪论
生物化学是研究生物体中化学物质组成、结构和性质及化学物
质在生命过程中的化学变化规律的科学。 (2) 研究内容
(a) 发现和阐明构成生命物体的分子基础 ——生物分子的化学组成、 结构和性质； (b) 生物分子的结构、功能与生命现象的关系；
S 构型
R 构型
ed ba
(b) 前手性碳原子、前手性氢原子和前手性面
乙醇分子是一个典型的前手性分子。其中的亚甲基碳称为前手性碳 原子。
乙醇 :
R 构型
S 构型
当氢原子被氘取代后得到的是R-构型产物时，该氢原子称为前手性
R-氢（pro-R-H或HR）。 当氢原子被氘取代后得到的是S-构型产物时，该氢原子称为前手性
(a) 构成蛋白质的结构单元分子— 20种氨基酸;
(b) 构成核酸的结构单元分子—核苷酸; (c) 构成脂的结构单元分子—甘油、脂肪酸和胆碱;
(胆碱)
(d) 构成糖的结构单元分子—单糖。
(2) 生物大分子都具有非常复杂的结构
生物大分子的结构可分为两种类型
生物大分子的一级结构：构成生物分子的结构单元按不同的排列
1.4.2 分子识别和超分子
1. 分子识别 分子识别是生命现象中的一个重要特性。本质上是生物分子之间
的一种特殊的、专一的相互作用结果。
受体-底物相互作用和识别
2. 生物超分子
通过分子间的相互作用(非共价键)而形成的分子聚积体称为生物超
分子，又称为复合物，是生物分子相互作用和识别的一种特殊的中
间过程，是许多生命现象的必需阶段。
P是核酸和ATP的基本组成元素，在生命遗传和生物能量转换
中具有重要的意义；
Ca、K、Na和Mg是生物体内存在的主要无机离子。 第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和 Zn。为生物体内存在
的主要少量元素。主要是作为酶的辅助成分。
第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、
(d)生物分子之间的相互作用和识别特性。 生物大分子与普通的小分子不同，生物大分子之间存在着一种特 殊的、专门的相互作用，其结果是导致分子之间的相互识别和形
成超分子。
1.4 生物分子的相互作用
1.4.1 生物分子之间的作用力 生物分子之间的相互作用主要是通过非共价作用力实现的。 1. 氢键 2. 正负离子之间的静电引力 3. 离域键间的π电子重叠作用力 4. 疏水键 分子中的非极性基团在水溶液中的缔合趋势。在水溶液条件下， 生物大分子中的疏水部分能够相互缔合形成疏水区。 5. 范德华力
例如酶与底物、抗体与抗原以及受体与激素之间形成的复合物，都
是生物超分子形成的例子。
1.5 生物体内的水
1.5.1 水的结构和特性 1. 水分子的结构 2. 水分子的特性 (1) 形成氢键 水分子与生物分子之 间形成氢键会对生物 分子的性质和功能产 蛋白质-水氢键与蛋白 质分子内氢键的竞争
Si和V等，是生物体内存在的微量元素，其功能有待深入研究。
1.3.2 生物分子
生物分子是生物体最重要的组成部分，约占生物体质量的三分之一 以上，是生物体和生命现象的结构基础和功能基础，是生物化学研 究的基本对象。 生物分子的主要类型包括：糖、脂、核酸和蛋白质等生物大分子以 及维生素、辅酶、激素、核苷酸等。
C，C≡C，C－O，C＝O，C－N，C＝N，C－H，N－H，O－
H等。
第二类元素：包括S、P、Cl、
K、 Ca、Na和Mg。这类元素
同样是组成生命体的基本元素。
S是蛋白质的重要组成元素之一；
S-氢（pro-S-H或HS）。
re 面
乙醛分子的前手性面
si 面
(c)生物大分子的手性环境对前手性分子的影响
生物大分子的手性环境对于生物分子的识别和相互作用具有重要的
影响。
例如，酶的活性中心能够识别并结合底物分子的前手性 R- 基团 （或re-face）或S-基团（或si-face)。
酶活性中心的手性环境对手性底物的识别和结合
组合，形成数量庞大、结构复杂的线性或环状分子。通常将只涉 及结构单元的排列顺序的结构类型称为一级结构。
生物大分子的立体结构：生物大分子在线性或环形结构的基础
上，通过分子内或分子之间的基团（包括极性、非极性和带电 荷基团）相互作用，可以进一步形成非常复杂的立体结构。
(3) 生物分子的手性
（a）手性分子和前手性分子 如果一个非手性分子的一个原子或基团被另一个原子或基团取代 后成为手性分子，则该分子称为前手性分子。
(c) 生物分子在生物有机体中的相互作用及其变化规律。
(3) 研究方法
用无机化学、分析化学、有机化学、物理化学及物理学的理论
和方法来研究生命现象的化学本质，但也与生理学、细胞学、 遗传学等有着广泛的联系与交叉。 1.2 生命现象中的化学问题与现代化学发展的关系 生物化学与化学科学之间的相互渗透、相互促进，对于生物化学 和化学的发展起着重要的作用。
1.3 生物体的化学组成
自然界所有
的生命物体 都由三类物 质组成:水、 无机离子和 2/3
1%
生物分子
1.3.1 生物体的元素组成
组成生命体的物质是极其复杂的，但在地球上存在的92种天然元
素中，只有28种元素在生物体内被发现。根据各种元素的重要性
和存在情况，可将其分成四类：
第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基
生 物化学
物理与化学学院
生物化学
第一章
第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
绪论
细胞和生物膜 蛋白质 酶化学 核酸 生物氧化和生物能 代谢 生物化学过程的调控
推荐的参考书：
(1) 生物化学（第二版） 张洪渊、万清海主编. 化学工业出版社，
2006。 (2) 生物化学（第四版） 吴梧桐主编. 人民卫生出版社，2003。1. Fra bibliotek物分子中的主要基团
呋喃
噻吩
吡咯
异恶唑
异噻唑
吡唑
恶唑
噻唑
咪唑
吡啶
哒嗪
嘧啶
吡嗪
苯并呋喃
苯并噻吩
吲哚
喹啉
异喹啉
嘌呤
2. 生物大分子基本特征
生物分子中最重要的是糖、脂、核酸和蛋白质，它们是构成生命
体和维持生命现象最基本的物质。
(1) 生物大分子都是由结构比较简单的小分子（结构单元分子）所 组成。
(3) 生物化——精要. 题解. 测试 朱启忠主编．化学工业出版社， 2006。
第 1章
1.1 生物化学的概念 (1) 定义
绪论
生物化学是研究生物体中化学物质组成、结构和性质及化学物
质在生命过程中的化学变化规律的科学。 (2) 研究内容
(a) 发现和阐明构成生命物体的分子基础 ——生物分子的化学组成、 结构和性质； (b) 生物分子的结构、功能与生命现象的关系；
S 构型
R 构型
ed ba
(b) 前手性碳原子、前手性氢原子和前手性面
乙醇分子是一个典型的前手性分子。其中的亚甲基碳称为前手性碳 原子。
乙醇 :
R 构型
S 构型
当氢原子被氘取代后得到的是R-构型产物时，该氢原子称为前手性
R-氢（pro-R-H或HR）。 当氢原子被氘取代后得到的是S-构型产物时，该氢原子称为前手性
(a) 构成蛋白质的结构单元分子— 20种氨基酸;
(b) 构成核酸的结构单元分子—核苷酸; (c) 构成脂的结构单元分子—甘油、脂肪酸和胆碱;
(胆碱)
(d) 构成糖的结构单元分子—单糖。
(2) 生物大分子都具有非常复杂的结构
生物大分子的结构可分为两种类型
生物大分子的一级结构：构成生物分子的结构单元按不同的排列
1.4.2 分子识别和超分子
1. 分子识别 分子识别是生命现象中的一个重要特性。本质上是生物分子之间
的一种特殊的、专一的相互作用结果。
受体-底物相互作用和识别
2. 生物超分子
通过分子间的相互作用(非共价键)而形成的分子聚积体称为生物超
分子，又称为复合物，是生物分子相互作用和识别的一种特殊的中
间过程，是许多生命现象的必需阶段。
P是核酸和ATP的基本组成元素，在生命遗传和生物能量转换
中具有重要的意义；
Ca、K、Na和Mg是生物体内存在的主要无机离子。 第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和 Zn。为生物体内存在
的主要少量元素。主要是作为酶的辅助成分。
第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、
(d)生物分子之间的相互作用和识别特性。 生物大分子与普通的小分子不同，生物大分子之间存在着一种特 殊的、专门的相互作用，其结果是导致分子之间的相互识别和形
成超分子。
1.4 生物分子的相互作用
1.4.1 生物分子之间的作用力 生物分子之间的相互作用主要是通过非共价作用力实现的。 1. 氢键 2. 正负离子之间的静电引力 3. 离域键间的π电子重叠作用力 4. 疏水键 分子中的非极性基团在水溶液中的缔合趋势。在水溶液条件下， 生物大分子中的疏水部分能够相互缔合形成疏水区。 5. 范德华力
例如酶与底物、抗体与抗原以及受体与激素之间形成的复合物，都
是生物超分子形成的例子。
1.5 生物体内的水
1.5.1 水的结构和特性 1. 水分子的结构 2. 水分子的特性 (1) 形成氢键 水分子与生物分子之 间形成氢键会对生物 分子的性质和功能产 蛋白质-水氢键与蛋白 质分子内氢键的竞争
Si和V等，是生物体内存在的微量元素，其功能有待深入研究。
1.3.2 生物分子
生物分子是生物体最重要的组成部分，约占生物体质量的三分之一 以上，是生物体和生命现象的结构基础和功能基础，是生物化学研 究的基本对象。 生物分子的主要类型包括：糖、脂、核酸和蛋白质等生物大分子以 及维生素、辅酶、激素、核苷酸等。