生物化学与分子生物学_某科学学院-理学院-绪论
生物化学与分子生物学的主要内容
生物化学与分子生物学的主要内容生物化学与分子生物学是研究生物体内分子结构、功能和相互作用的学科。
以下是该学科的主要内容：1. 生物分子的结构与功能：生物化学与分子生物学涉及研究生物体内各种分子的结构和功能，如蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类等。
通过研究这些分子的结构，可以了解它们在生物体内的功能和相互作用。
2. 酶与代谢：生物化学与分子生物学研究酶的结构、功能和调节机制。
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，对维持生物体的代谢过程至关重要。
通过研究酶的特性，可以深入了解代谢途径和能量转化过程。
3. 基因表达与调控：生物化学与分子生物学研究基因的表达和调控机制。
基因表达过程包括转录和翻译，通过研究这些过程可以了解基因如何转化为蛋白质，并探究基因调控对生物体发育、功能和适应性的影响。
4. 分子信号传导：生物化学与分子生物学研究细胞内外分子信号传导的机制。
细胞通过化学信号相互作用，调节各种生物学过程，如细胞增殖、分化和凋亡等。
研究分子信号传导可以揭示细胞内各种信号通路的调控机制。
5. 分子遗传学：生物化学与分子生物学研究基因的结构和功能，以及基因在遗传传递中的作用。
通过研究基因的结构和功能，可以了解基因突变对个体遗传特征的影响，并揭示基因与表型之间的关系。
6. 分子进化：生物化学与分子生物学研究生物体进化过程中分子的变化和演化。
通过比较不同物种间的分子结构和序列，可以推断它们的进化关系和演化历史，从而深入了解生物体的起源和多样性。
这些是生物化学与分子生物学的主要内容，通过研究这些领域，可以更好地理解生物体内分子的结构与功能，以及它们在生命过程中的重要作用。
分子生物学第一章绪 论
Avery 在1944年更精密的实验设计
• 提取可能的转化因子：DNA、RNA、蛋白质、荚膜进行试 验
• 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶作用于S型菌细胞抽 提物
• 组分提纯试验结果：DNA组分纯度越高，转化效率越高。
结论：使R型菌变为S型菌的物质是S型菌的DNA
• Avery在1944年的报告中这样写道：当溶 液中酒精的体积达到9/10时，有纤维状物 质析出；如稍加搅动，这种物质便会像棉 线绕在线轴上一样绕在硬棒上，溶液中的 其他成分则以颗粒状沉淀留在下面。溶解 纤维状物质并重复沉淀数次，可提高其纯 度。这一物质具有很强的生物学活性，初 步实验证实它很可能就是DNA。
4．假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因 。
5．重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠 的。
1983年，McClintock由于在50年代提出并发 现了可移动遗传因子（jumping gene或称 mobile element）而获得Nobel奖。
Barbra McClintock
• 阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生 物学的主要任务。
一、基因的发展
1. Mendel的遗传因子阶段 2. 摩尔根的基因阶段 3. 顺反子阶段 4. 现代基因阶段
Mendel的遗传因子阶段
• Mendel提出：生物的某种 性状是由遗传因子负责传 递的。是颗粒性的，体细 胞内成双存在，生殖细胞 内成单存在。遗传因子是 决定性状的抽象符号。
T2噬菌体感染试验 （1952年，Hershey & Chase）
病毒重建试验
杂种病毒的感染 特征和蛋白质外 壳的特性是由其 中的RNA决定的， 而不是蛋白质决
定的
结论
生物化学与分子生物学：绪论
分子生物学技术与应用
基因工程、基因治疗与基因诊断、常用分子生物学技术
五、为什么要学生化
1、是学习其他学科的基础 2、直接与临床诊断、治疗密切相关
多种疾病的发病机制、诊断手段、治疗 方案等，都依据生物化学的理论和技术。
六、生化课的内容特点
一、生物化学的定义: 在分子水平上研究生物体的物质组
成、结构与功能及其代谢变化规律的科 学。
分子生物学（molecular biology) : 通常 将研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功 能及基因结构、表达与调控的内容，称为分子 生物学。
广义上将分子生物学视为生物化学的重要 组成部分，是生物化学的发展和延续。
三、研究的主要内容 1、物质组成、结构与功能 2、物质代谢及其调节 3、基因信息的传递及调控 4、相关的理论、技术方法
四、课程主要内容概要
生物大分子的结构与功能
蛋白质、核酸、酶与维生素
物质代谢与调节
糖代谢、脂类代谢、生物氧化、氨基酸代谢、核苷酸代 谢、物质代谢的联系和调节、血液生化、肝胆生化
生命信息的传递与调控
➢ 闭卷
1、分子水平上探讨，看不见、摸不着 2、医用生物化学的重点内容是物质代谢 3、进展快、新内容多 4、需要较扎实的有机化学和生物学知识 5、总特点：越学越难
七、如何学：勤奋+会学 (预习 有目的听课 归纳总结）
生 物 化 学
考核法
平时考核 10％
➢实验报告 ➢课堂纪律、考勤
实验成绩 20％ 课程考试 70％
二、生物化学与分子生物学的发展史
生化的初级阶段：研究生物体内的物质，如糖
类、脂类、蛋白质和核酸等，重点关注它们的 组成、结构、性质、功能等
生物化学与分子生物学绪论
§ 1.1生物化学与分子生物学发展简史 § 1.2 生物化学、分子生物学与其他学科的关系 § 1.3 本书的主要内容
§ 1.1 生物化学与分子生物学发展简史
一、蛋白质是生命的主要基础物质； 二、物质代谢通路图的描绘； 三、生物遗传的物质基础是核酸； 四、遗传信息传递中心法则的建立； 五、基因工程技术的发展； 六、基因组研究的发展； 七、细胞信号转导机理的研究。
生物化学与分子生物学
绪论
生物化学(Biochemistry)
是一门在分子水平上研究生命现象的科学，主要 应用化学原理和方法来探讨生命的奥秘和本质, 着 重搞清组成生物体物质的分子结构和功能，维持 生命活动的各种化学变化及其与生理机能的联系。
分子生物学 (Molecular Biology )
研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特 征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类 从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地 适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学 科。
§1.2 生物化学、分子生物学与其他学科的关系
生物化学与分子生物学 分子生物学与细胞生物学 生物化学、分子生物学与基础医学 生物化学、分子生物学与临床医学
§ 1.3 本书的主要内容
生物大分子的结构与功能
蛋白质 核酸
物质代谢与调控
糖、脂、蛋白质代谢等
酶
基因信息传递及其调控: 复制、转录
翻译、调控
基因工程 细胞信号转导
要求：
抓住课堂的听讲。既要听和理解， 也要记（记忆和记笔记）。
抓紧课后复习。 要及时发现问题，解决问题 增加师生之间的互动。
遗传信息传递
调控
复制
逆转录
DNA
RNA
生物化学与分子生物学绪论
生物化学与分子生物学绪论生物化学和分子生物学的世界可真是一个让人既惊讶又着迷的地方，像是在看一部精彩的科幻电影。
想象一下，细胞里有成千上万的分子在忙碌，像小工蜂一样，整天不停地干活，真是让人捧心不已。
它们就像在舞台上跳舞，合作得那么默契，甚至连音乐都是那种微妙的化学反应。
你知道吗，咱们身体里的每一个细胞就像一个小工厂，各种各样的分子在这里生产、加工、包装，最终形成你我这样的“成品”。
说到这里，难免让人觉得，嘿，咱们真是宇宙的杰作呀。
当谈到DNA时，那可真是个有趣的家伙。
想象一下，DNA就像一本厚厚的食谱，里面详细记载着如何制作一个人。
每当你吃东西，身体就会拆解食物，提取出必要的营养，就像厨师拿着食谱开始做菜。
这个过程里，酶就像那些超级能干的助手，没它们可真是难以完成。
就好比你要做一顿丰盛的晚餐，单靠你一个人可忙不过来，还得有小伙伴帮忙。
不仅如此，DNA的双螺旋结构也像一对双胞胎，紧密相连，又各自独立。
科学家们把它称作“生命的蓝图”，可不就是因为它能告诉我们怎么长大、怎么运作吗？说到蛋白质，这可是生物化学里的一颗璀璨明珠。
它们可是咱们身体里的“多面手”，真是神奇得让人目瞪口呆。
无论是帮助你消化食物的酶，还是支撑你肌肉的蛋白质，都是通过不同的“构造”而成的。
就像你要搭建一座房子，得有不同的砖块和材料，才能完成整个工程。
每种蛋白质的结构都决定了它的功能，有些专门负责运输，有些则是保护者，真是各司其职，齐心协力。
人们常说“万事开头难”，但对于这些小家伙来说，它们总是从一个简单的氨基酸开始，一步一步，层层叠加，最终变得复杂而又优雅。
再说说细胞膜，那可是细胞的护城河，给细胞提供了保护。
就像你家门口的围墙，既防止外面的坏人进来，又不让里面的好东西跑掉。
细胞膜上有许多“小门”，这些门可不是随便开的，只有特定的分子才能通过，就像你家的密码锁，只有输入正确的密码才能进门。
膜上的那些蛋白质像守卫一样，时刻准备着，确保细胞的安全。
《生物化学与分子生物学》教学大纲全文
可编辑修改精选全文完整版《生物化学与分子生物学》教学大纲《生物化学与分子生物学》I 前言生物化学与分子生物学是研究生命化学的科学，它在分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节、及其在生命活动中的作用。
由于生物化学与分子生物学越来越多地成为生命科学的共同语言，当今生物化学与分子生物学已成为生命科学领域的前沿学科。
生物化学与分子生物学的教学任务主要是介绍生物化学与分子生物学的基本知识，以及某些与医学相关的生物化学进展，包括生物大分子的结构与功能（蛋白质、核酸、酶），物质代谢及其调节（糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢、物质代谢的联系与调节）；基因信息的传递（DNA复制、RNA转录、蛋白质生物合成、基因表达调控、重组DNA与基因工程）；相关的专题知识（细胞信息转导，血液的生物化学，肝的生物化学，维生素与微量元素，常用分子生物学技术的原理及其应用，基因组学与医学）。
本大纲适合于五年制临床医学、口腔、医学检验、影像、麻醉等专业使用，现将大纲使用中有关问题说明如下：一本大纲配套使用的教材为全国高等医学院校规划教材《生物化学》（案例版）第1版（刘新光主编）。
二本大纲内容按“掌握、熟悉、了解”三级要求学习及掌握。
其中，考试内容中“掌握”占70%左右；“熟悉、了解”的内容占30%左右。
“掌握”部分要求理解透彻，包括有关概念及其研究进展等内容细节，并能运用其理论及概念于相关学科的学习及今后的临床及科研工作；“熟悉”部分要求能熟知其相关内容的概念及有关理论，并能适当应用；“了解”部分要求能对其中的概念有一定认识，对相关内容有所了解。
三总教学参考学时为125学时，理论与实验比值约为2:1，即讲授理论学时为85学时（第一部分为生物化学部分，48学时；第二部分为分子生物学部分，37学时），实验学时为40学时。
II 正文第一部分生物化学第1章绪论熟悉“生物化学”的概念及其与“分子生物学”的关系。
了解生物化学的发展简史、当代生物化学研究的主要内容及生物化学与医学的紧密联系。
生物化学与分子生物学的主要内容
生物化学与分子生物学的主要内容1. 引言生物化学与分子生物学是研究生命现象在分子水平上的化学过程与机制的科学。
本文档将概述这两个领域的主要内容，以帮助读者更好地理解其研究对象、内容与意义。
2. 生物化学的主要内容生物化学主要研究生物体内各种化学反应的规律、过程及其作用机制。
其主要内容包括：2.1 蛋白质与核酸蛋白质与核酸是生命活动的基本执行者和遗传信息的载体。
本部分内容将介绍蛋白质的结构、功能、合成与降解，以及核酸的结构、功能、复制、转录和翻译等。
2.2 酶学酶是生物体内重要的催化剂，能够加速生物化学反应的进行。
本部分内容将介绍酶的性质、作用机制、分类、测定以及酶工程等。
2.3 碳水化合物与脂质碳水化合物与脂质是生物体内重要的能量来源和结构材料。
本部分内容将介绍碳水化合物的分类、功能、代谢，以及脂质的结构、功能、分类与代谢等。
2.4 代谢途径与调控代谢途径是生物体内各种生化反应相互联系、协同作用的网络。
本部分内容将介绍糖代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等主要代谢途径及其调控机制。
2.5 信号传导与细胞通信信号传导与细胞通信是生物体内各种生物化学过程正常进行的重要保证。
本部分内容将介绍信号分子的种类、信号传导途径、细胞通信机制及其调控等。
3. 分子生物学的主要内容分子生物学主要研究生物体内各种生物大分子（如核酸、蛋白质）的结构、功能、相互作用及其在生命活动中的作用。
其主要内容包括：3.1 分子生物学基本技术分子生物学基本技术是研究生物大分子的基本工具。
本部分内容将介绍DNA提取、PCR扩增、DNA测序、基因克隆、蛋白质表达与纯化等技术。
3.2 基因组学与遗传学基因组学研究生物体的全部遗传信息及其结构、功能与调控。
本部分内容将介绍基因组结构、基因组编辑、遗传变异、遗传病等。
3.3 蛋白质组学蛋白质组学研究生物体内所有蛋白质的结构、功能、相互作用及其动态变化。
本部分内容将介绍蛋白质组学技术、蛋白质组数据分析、蛋白质功能预测等。
生物化学与分子生物学
生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学是一门研究生物在分子水平上的结构和功能的科学。
生物化学研究的是生命体系中的生物分子，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等，并探究这些分子的结构、功能、代谢和调节等不同方面。
分子生物学则是一门理论基础更深入的学科，主要研究的是生命体系中的分子结构、功能、调控和相互作用等。
1. 生物分子生物分子在生物体内起着非常重要的作用，是生命活动的基础之一。
生物分子的种类繁多，主要包括：蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
1.1 蛋白质蛋白质是生物分子中含量最多的一种，负责构建和维护生物体内的各种组织和器官，并参与了几乎所有的生化过程。
蛋白质的结构包括四级（原型、一级、二级和三级结构），不同的结构决定了蛋白质的不同功能。
1.2 核酸核酸是生物分子中次于蛋白质的一个类别。
核酸分为DNA 和RNA两种，在遗传信息的存储和传递中起着至关重要的作用。
1.3 多糖多糖是由大量单糖分子构成的高分子化合物，在生物体内扮演着重要的结构和调节作用。
1.4 脂质脂质是一种含有脂肪酸的高分子化合物，是细胞膜的主要成分，同时还扮演着调节物质代谢、维护细胞稳态等重要作用。
2. 生物分子的结构和功能生物分子的结构和功能密不可分，不同的分子结构往往决定了不同的分子功能。
2.1 蛋白质的结构和功能蛋白质的各级结构有助于我们理解和描述其不同的功能。
原型结构是蛋白质分子最基本的结构，由一些氨基酸残基以线性方式连接而成。
一级结构是指氨基酸的线性顺序，它决定了蛋白质的空间构型。
二级结构是由局部氨基酸间氢键的形成而形成的折叠构型，主要包括α-螺旋和β-折叠。
三级结构是由不同二级结构之间的空间排列而形成的整体构型，它直接影响了蛋白质的功能。
2.2 核酸的结构和功能核酸的结构主要包括双螺旋结构和含碱基对的链状结构。
DNA具有双螺旋结构，是指两个由碱基对相互配对而形成的互补链，细长的磷酸骨架缠绕在一起，呈现出一条螺旋形状。
RNA则具有单链结构，且含有一些不同于DNA的碱基，其主要功能是复制DNA和转录DNA信息。
生物化学与分子生物学：生物化学绪论
1994年，第一个转基因植物产品--延熟保鲜转基因 番茄“Flavor Savor”获USDA和FDA批准，进入市场。
金 大 米
转基因食品对人是否安全？
苜蓿
番木瓜
油菜籽 甘蔗 糖用甜菜
西葫芦
油菜
/default.asp
转基因食品的安全性评估
What’s biochemistry？
生物化学Biochemistry (Biological chemistry)
生物：有生命现象的 物体 —— 新陈代谢， 遗传与繁殖
化学：研究物质的组 成、结构、性质、功 能
生物化学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。即从分子水平探讨生命现象的本质。
启动。 1997 Ian Wilmut等通过体细胞核转移克隆绵羊Dolly。 1998 A. Fire等报告RNA干扰（RNAi）。 1999 Dunham领导的国际基因组公布22号染色体全序列。 2000 NCHGR和塞莱拉（Celera）公司联合宣布人类基因组序
列草图。 2003 HGP完成，进入后基因组时代。
1957 Paul Zamecnik、Mary Stephenson发现氨基酸活化 需要tRNA参与。
1958 Francis Crick首次提出“中心法则” M. Meselson和F. W. Stahl证明DNA半保留复制。
1960 S. B. Weiss、A. Stevens和J. A. Hurwitz三个研究组 分别发现RNA聚合酶。
1958 年： Crick提出遗传中心法则 60年代：遗传密码的破译 70年代 DNA重组技术 80年代 PCR技术 90年代 ：个体克隆技术 人类基因组计划（HGP）
生物化学与分子生物学：绪论1
由无机物合成尿素
AgNCO + NH4Cl → (NH2)2CO + AgCl
Friedrich Wöhler (1800-1882)
1828年德国化学家韦勒(F.Wohler) 用氰酸银和氯化铵成功合成了尿素。
淀粉酶的发现
1833年法国化学家Payen和Persoz 发现淀粉酶。
Payen
核素的发现
熟悉：生物化学与分子生物学 的研究内容。
了解：生物化学与分子生物学 与医学的关系。
糖酵解作用
糖酵解（Glycolysis）是所有生物细胞糖代谢过程的பைடு நூலகம்一步。1分子葡萄 糖经过10步糖酵解酶促反应转变成2分子酮酸。
柠檬酸循环
三羧酸循环是一 系列酶促反应构成的 循环反应系统，其反 应过程首先由乙酰辅 酶A与草酰乙酸缩合 生成含有3个羧基的柠 檬酸，经过4次脱氢， 2次脱羧，生成4分子 还原当量和2分子CO2， 重新生成草酰乙酸， 形成循环反应。
生物化学与分子生物学
Biochemistry and Molecular Biology
人体组成的层次
人体组成 的层次
原子→分子→细胞→组织→器官→生物个体
绪论
一、什么是生物化学与分子生物学？ 二、为什么学习生物化学与分子生物学？ 三、怎样学习生物化学与分子生物学？
一、什么是生物化学与分子生物学？
Felix Hoppe-Seyler
德国 生物化学家费力克斯-霍佩塞勒 1877年提出“Biochemie”一词，译成英
文即“Biochemistry”。
第一个专供生物化学研究使用的实验室。
出版了第一种生化专刊。
动态生物化学时期
研究生物体内的代谢途径，确定了糖酵解、三羧酸 循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径，并对呼吸、 光合作用以及三磷酸腺苷（ATP）在能量转换中的关键 位置有了较深入的认识。
生物化学与分子生物学重点掌握内容
生物化学与分子生物学重点掌握内容1. 概述生物化学与分子生物学致力于研究生物体内分子结构、功能和相互作用的科学领域。
它涉及了生物体内所有生化反应和分子生物学过程的研究，对于理解生命的构成和运作具有重要意义。
2. 生物大分子的结构和功能2.1 蛋白质蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，具有多种生物学功能。
它们由氨基酸组成，通过肽键连接形成多肽链。
掌握蛋白质的结构和功能，能够进一步理解其与生命活动的关系。
2.2 核酸核酸是遗传信息的携带者，分为DNA和RNA。
DNA是双链结构，RNA是单链结构，它们由核苷酸组成。
了解DNA和RNA的结构和功能，对于理解遗传信息的传递和表达具有重要意义。
2.3 多糖多糖是由单糖分子组成的长链聚合物，包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在生物体内起到能量储存和结构支持的作用。
研究多糖的结构和功能，可以揭示生命活动的分子基础。
3. 代谢反应代谢反应是生物体内的化学反应网络，包括合成反应（合成大分子）和分解反应（分解大分子）。
了解代谢反应的类型、过程和影响因素，对于掌握生物体内化学变化的规律和生物体的能量平衡具有重要意义。
4. 酶的作用酶是生物体内催化化学反应的生物催化剂。
它们能够降低化学反应的活化能，加速反应速率。
理解酶的结构、功能和调控机制，对于理解生化反应的动力学过程和生物体内酶促反应的调节具有重要意义。
5. 分子生物学基础知识5.1 基因结构和表达基因是决定生物特征和功能的遗传单位。
了解基因的结构和表达，可以揭示基因组的组织和调控机制，以及基因信息的传递和表达过程。
5.2 DNA复制和DNA修复DNA复制是生物体细胞分裂和遗传信息传递的关键过程。
DNA修复是维持基因组稳定性的重要机制。
了解DNA复制和修复的过程、酶的作用和相关的分子机制，对于理解基因信息的传递和维护基因组的稳定性具有重要意义。
5.3 转录和翻译转录和翻译是基因表达的关键步骤。
转录将DNA编码的信息转化为RNA，翻译将RNA翻译成蛋白质。
分子生物学 -绪论
生物化学与分子生物学
第22章：基因结构与功能分析2h 第23章：癌基因、肿瘤抑制基因 与生长因子2h 第24章：疾病相关基因的克隆 第25章：基因诊断与基因治疗
从而逐步完善了对DNA复制机理认识。
目录
同时先后发现依赖于DNA的RNA聚合酶及RNADNA杂交实验证明了mRNA与DNA序列互补，逐 步阐明RNA转录合成的机理。
与此同时认识到蛋白质是接受RNA遗传信息而合 成。
1950年代发现微粒体是蛋白质合成场所；
1957年首先分离出tRNA，并提出了其在蛋白质
目录
医学分子生物学研究内容：
1、研究人体发育、分化和衰老的分子生物学基础 2、细胞增殖调控的分子基础 3、人体三大调控系统（神经、内分泌、免疫）的
分子生物学基础 4、基因的结构异常或调控异常与疾病发生发展之
间关系 5、应用分子生物学理论和技术体系开展疾病的基
因诊断和基因治疗、生物制药及卫生防疫。
讲授内容
目录
分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、 微生物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合 融会而产生并发展起来的。生命活动的一致性， 是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。
目录
分子生物学的延伸
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学已经成为生命科学领域的前沿学科
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
合成中转运氨基酸功能的假说；
目录
1961年观察到蛋白质合成过程中mRNA与核糖 体结合；同期科学工作者还破译了合成蛋白质的遗 传密码，并在随后研究发现遗传密码具有通用性，
生物化学与分子生物学的关键内容
生物化学与分子生物学的关键内容
生物化学与分子生物学是研究生物体分子结构、功能和生物化学过程的重要学科。
下面是这两个学科的关键内容：
生物化学
- 生物分子：生物化学研究生物体中的各种生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖和脂类等。
了解这些分子的结构、功能和相互作用对于理解生命活动至关重要。
- 代谢：生物体的代谢过程是生命活动的基础，包括能量的获取、转化和利用。
生物化学研究代谢途径、酶的作用以及代谢产物的合成和降解等过程。
- 遗传信息：生物化学研究基因的结构、表达和调控，以及遗传信息的传递和变异。
DNA和RNA的结构、蛋白质合成过程以及遗传密码的解读等都是重要的研究内容。
分子生物学
- DNA复制与转录：分子生物学研究DNA的复制和转录过程。
了解DNA的复制机制和转录调控对于理解基因表达和遗传信息传
递至关重要。
- 蛋白质合成：分子生物学研究蛋白质合成的过程和调控机制。
翻译过程、蛋白质折叠和修饰等是研究的重点。
- 基因调控：分子生物学研究基因的表达调控机制，包括转录
因子的作用、染色质结构和修饰等。
了解基因调控对于理解细胞分化、发育和疾病机制非常重要。
- 分子遗传学：分子生物学研究基因的遗传规律和变异机制。
了解基因突变、基因重组和基因传递对于遗传学研究至关重要。
以上是生物化学与分子生物学的关键内容，通过研究这些内容，可以深入理解生物体的分子机制和生命活动的本质。
第八版生物化学与分子生物学生物化学绪论
生物化学期末成绩计算方法
• 生物化学期末成绩分为2部分（期末考试、实 验）。
• 成绩计算方式： • •
期末考试 实验平时成绩
70％ 30％
古代： ‘酒曲’
现代：胰岛素的人工合成 人类基因组计划
当代生物化学研究的主要 内容
• 生物分子结构与功能 蛋白质、核酸、糖、脂
• 物质代谢与调节 体内外物质交换、代谢过程及调节
• 基因信息传递及其调控 DNA---RNA---蛋白质
四、课程描述 教学内容
生物化学课程的地位
影像医学专业四年制 制药工程专业四年制 药学专业四年制 高等护理五年制（四年制） 口腔医学五年制 临床医学五年制 临床医学与英语双专业六年制
二、生物化学与疾病的预防
• 通过基因工程技术进行疫苗制备，已经 广泛用于多种疾病的预防；特别是病毒 性疾病。
• 通过基因检测预防异常胎儿出生，来指 导隐性遗传病携带者婚姻及生育。
• 以及指导遗传病易感者的工作和生活方 式来预防家族型遗传性疾病的发生
三、生物化学与疾病的诊断
• 常规生化检验技术在疾病诊断中的作用： 血、尿等常规检测方法
• 核酸分子杂交技术、聚合酶链反应技术、 基因测序和基因芯片等疾病诊断的新技 术及其应用越来越广泛，具有高通量， 高效率的特点。
四、生物化学与疾病的治疗
• 常规生化治疗：酶制剂、降血糖、降血脂药物
• 基因治疗：基因治疗是指将外源基因或其他遗传 物质转移到患者某些细胞内，通过纠正遗传缺陷、 表达治疗性基因产物或灭活致病基因,而使相应 疾病得以防止、减轻、代偿或纠正的方法。
DNA双螺旋、 DNA克隆技术、人类基因组 计划（HGP)、蛋白质组学(Proteomics)、转 录组学(transcriptomics)、RNA组学 (RNomics)、代谢组学（metabolomics）、 糖组学（glycomics）、生物信息学 (bioinformatics)等。
生物化学与分子生物学
生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学是生物科学领域中两个重要的分支学科，它们研究生物体内发生的化学反应以及分子水平的生物过程，深入揭示了生命的本质和进化机制。
本文将介绍生物化学与分子生物学的基本概念、研究方法和在生物科学中的应用。
一、生物化学的基本概念与研究方法生物化学是研究生物体内化学物质的组成、结构和功能的学科。
它主要关注生物分子的合成、代谢和调控机制等方面。
生物化学的研究方法包括分离纯化、鉴定结构、测定活性等，其中最重要的方法之一是蛋白质结构的解析。
通过X射线晶体学等技术，科学家们成功解析了许多重要蛋白质的结构，如胰岛素、DNA聚合酶等，为后续研究提供了重要的基础。
二、生物化学的应用生物化学在许多领域中具有广泛的应用价值。
例如，在医学领域，生物化学的研究成果为疾病的诊断和治疗提供了理论基础。
通过检测某些生物标志物，如血糖、血脂等的含量，可以判断患者是否患有糖尿病、心血管疾病等。
此外，生物化学的研究对开发新药物也起到了重要作用。
科学家们通过研究药物与靶标之间的相互作用，可以设计出具有高效、低毒副作用的药物分子。
三、分子生物学的基本概念与研究方法分子生物学是研究生物体内分子结构、功能及其相互作用的学科。
它主要研究DNA、RNA、蛋白质等分子的结构、复制、转录和翻译过程等。
分子生物学的研究方法包括PCR、基因克隆、蛋白质表达等。
PCR是一种重要的分子生物学技术，它可以在短时间内扩增出目标DNA的特定片段，为后续的基因克隆和分析提供了便利。
四、分子生物学的应用分子生物学在生物科学研究中有着广泛的应用。
例如，通过克隆和表达目标基因，科学家们可以研究其编码蛋白质的结构和功能，进一步理解蛋白质在生物体内的作用机制。
此外，分子生物学的技术还可以用于研究生物遗传信息的传递和变异机制，揭示进化过程中基因的演化和多样性形成的原因。
综上所述，生物化学与分子生物学作为生物科学中的重要学科，对于揭示生命的本质和进化机制具有重要的作用。
生物化学与分子生物学
生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学是一门研究生物体中分子结构、功能和相互关系的科学。
它涉及到了从微观角度解释生命现象的分子机制，是现代生物学领域中非常重要的一个学科。
一、生物化学的发展历程生物化学起源于19世纪末20世纪初，当时科学家们开始研究元素在生命中的角色和作用。
随着化学技术的进步和仪器设备的发展，生物化学研究逐渐深入，并与许多其他科学领域有了交叉。
通过对生物分子的研究，我们逐渐了解了DNA、蛋白质、酶等生命重要分子的结构和功能。
二、生物分子的结构与功能1. DNA的结构与功能DNA是所有生命体中的遗传物质，它携带着生物体继承和进化的信息。
DNA由两条互补链组成，形成了双螺旋结构。
通过DNA的复制、转录和翻译等过程，生物体能够将基因信息转化为蛋白质，从而实现各种生命活动。
2. 蛋白质的结构与功能蛋白质是生命活动中最重要的分子之一，它在细胞内发挥着各种不同的功能。
蛋白质的结构可以划分为四个层次：一级结构是指氨基酸序列；二级结构包括α-螺旋和β-折叠；三级结构是蛋白质折叠成特定的空间结构；而四级结构是由多个蛋白质亚基组成的复合物。
3. 酶的结构与催化作用酶是生物体中催化反应的专门蛋白质，它能够降低反应能垒，加速生化反应速率。
酶的活性与其特定的空间结构密切相关，一旦酶失去其原有结构，活性也会丧失。
三、分子生物学在医药领域的应用1. 基因工程与基因治疗基因工程技术已经开启了人类基因组时代，我们能够通过改变或修复人类基因来治疗一些遗传性疾病。
例如，可以使用CRISPR-Cas9技术来编辑人类基因组，在遗传性疾病中定点修复或删除异常基因。
此外，通过基因治疗还可以提高免疫力、抗击某些癌症等。
2. 药物研发与靶向治疗利用分子生物学方法和技术在药物研发过程中扮演重要角色。
通过深入研究人类基因组和相关疾病机制，科学家能够找到新药靶点，并通过设计药物以针对靶点来治疗相应疾病。
这种靶向治疗手段有助于减少药物副作用并提高治愈率。
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陕西师范大学生命科学学院 杨建雄
绪论
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.
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
3.有机化学的发展 3.有机化学的发展
简单的说, 有机化学就是H, C, N, O的化学。 其发展是必然的, 因 为人对生命物质的兴趣要比对非生命物质更浓。化学分析的手段发展 后, 势必要用来研究有机的物质。通过有机化学研究知道的物质结构, 成为生物化学研究的起点。 有机化学的发展, 是从尿素的合成开始的。 1828年 Wohler (德) 从无机盐合成了尿素 1831年 Liebig (德) 有机物元素分析定量法的发明 1840年 有机基团 (group) 的概念的形成 1848年 Pasteur (法) 酒石酸的光学异构体的发 1858年 Kekule (德) C原子的四价理论 1865年 Kekule (德) Benzen环结构的发现 1869年 元素周期表的确立 1874年 van‘t Hoff (荷) C4的正四面体结构 1884年 Fischer (德) 糖的化学结构研究的开始
（三）信息分子的生物合成 复杂性
• 合成过程复杂； • 调节控制复杂； • 与生命现象的关系 复杂。
规律性
• 遗传密码已经破译； 基因表达的基本过程 已经清楚； • 生物大分子结构与功 能的关系逐渐明晰； • 研究方法日新月异。
三.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。
五．生物化学与分子生物学 同有关学科的关系
• 生物化学与分子生物学是生物学的最深 层次； • 生物化学与分子生物学是化学的最高层 次； • 生物化学与分子生物学为农学、医学和 食品科学提供理论依据和研究手段； • 物理学、信息科学和数学为生物化学与 inciples of Biochemistry Stryer： Stryer：Biochemistry 王镜岩《生物化学》 王镜岩《生物化学》 沈仁权《生物化学教程》 沈仁权《生物化学教程》 郑集《普通生物化学》 郑集《普通生物化学》 (影印版 影印版) Garrett,and Grisham: Biochemistry (影印版) 罗纪盛等 生物化学简明教程 朱玉贤 李毅 现代分子生物学 (影印版 影印版) Robert F.Weaver: Molecular biology (影印版)
2.从炼金术到化学: 2.从炼金术到化学: 从炼金术到化学
17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1764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.生物化学重大发展年代表 4.生物化学重大发展年代表
1897年 1902年 1926年 1935年 1944年 1953年 1958年 1970年 1972年 1978年 1990年 Buchner 发现酵母细胞质能使糖发酵 Fischer 肽键理论 Sumner结晶得到了脲酶,证明酶就是蛋白质 Schneider将同位素应用于代谢的研究 Avery等人证明遗传信息在核酸上 Sanger的胰岛素氨基酸序列测定 Waston-Click提出DNA 双螺旋模型 Perutz等解明肌红蛋白的立体结构 发现了DNA限制性内切酶 DNA重组技术的建立 DNA双脱氧测序法的成功 … 人类基因组计划的实施,2003年完成,进入 后基因组时代
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。
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。
四.生物化学的发展史
1.炼金术阶段: 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 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(7~14世纪), 11~13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。
生物化学中的关键技术
• 电泳（1923） 生物大分子的分离、分析 电泳（1923） 生物大分子的分离、 • 超离心（1925）蛋白质、细胞亚器官的 超离心（1925）蛋白质、 分离； 分离；分子量的确定 • 同位素标记（1934）物质代谢途径、生 同位素标记（1934）物质代谢途径、 物大分子结构测定 • 层析（1944 ） 生物大分子的分离纯化 层析（ • X-光衍射、NMR：生物大分子结构测定 光衍射、NMR：
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。
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。