北京大学生物化学课件18
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《生物化学》全套PPT课件
现状
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生 物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。同时，生物化学在医学、农业、 工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性
A
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子 的含量或结构异常，从而辅助疾病的诊断，如 血糖、血脂检测等。
脂类分类方法
根据化学结构和性质，脂类可分为简单脂质（如脂肪酸、甘油酯等 ）和复合脂质（如磷脂、糖脂等）。
脂类在生物体内的分布
不同生物体内的脂类分布有差异，如动物体内主要储存甘油三酯， 而植物体内则以脂肪酸为主。
甘油三酯分解代谢过程剖析
01
甘油三酯的分解代谢途径
甘油三酯在体内主要通过脂肪酶的催化作用分解为甘油和脂肪酸，进而
药物研发
通过对生物体内代谢途径和药物作用机制 的研究，有助于设计和开发新的药物，提 高治疗效果和降低副作用。
B
C
营养与健康
生物化学在营养学领域的应用有助于了解食 物中营养成分的代谢和利用，为合理膳食和 营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究
生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病 机制和治疗方法，如基因疗法和干细胞疗法 等。
酶活性调节的方式
包括共价修饰、变构调节、酶原激活 和抑制剂作用等。
酶在医学领域应用实例分析
酶与疾病的关系
酶的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如酶缺陷病、代谢 性疾病等。
酶在疾病诊断中的应用
利用酶的特异性催化反应，开发酶学诊断方法，如酶活性测定、同 工酶分析等。
酶在疾病治疗中的应用
通过补充或抑制特定酶的活性，达到治疗疾病的目的，如酶替代疗 法、酶抑制剂疗法等。
进入血液循环被组织细胞摄取利用。
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生 物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。同时，生物化学在医学、农业、 工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性
A
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子 的含量或结构异常，从而辅助疾病的诊断，如 血糖、血脂检测等。
脂类分类方法
根据化学结构和性质，脂类可分为简单脂质（如脂肪酸、甘油酯等 ）和复合脂质（如磷脂、糖脂等）。
脂类在生物体内的分布
不同生物体内的脂类分布有差异，如动物体内主要储存甘油三酯， 而植物体内则以脂肪酸为主。
甘油三酯分解代谢过程剖析
01
甘油三酯的分解代谢途径
甘油三酯在体内主要通过脂肪酶的催化作用分解为甘油和脂肪酸，进而
药物研发
通过对生物体内代谢途径和药物作用机制 的研究，有助于设计和开发新的药物，提 高治疗效果和降低副作用。
B
C
营养与健康
生物化学在营养学领域的应用有助于了解食 物中营养成分的代谢和利用，为合理膳食和 营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究
生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病 机制和治疗方法，如基因疗法和干细胞疗法 等。
酶活性调节的方式
包括共价修饰、变构调节、酶原激活 和抑制剂作用等。
酶在医学领域应用实例分析
酶与疾病的关系
酶的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如酶缺陷病、代谢 性疾病等。
酶在疾病诊断中的应用
利用酶的特异性催化反应，开发酶学诊断方法，如酶活性测定、同 工酶分析等。
酶在疾病治疗中的应用
通过补充或抑制特定酶的活性，达到治疗疾病的目的，如酶替代疗 法、酶抑制剂疗法等。
进入血液循环被组织细胞摄取利用。
生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
北大基础医学生物化学课件 绪论
新华社香港2002年４月１６日电 诺贝尔奖得主杨振 宁教授今天在这里表示对中国未来的科技发展很有信 心，他认为在未来中国很可能会出现获得诺贝尔奖的 科技人才。（记者丛亚平）
第三节
内容
动
植
物 生物学 物
学
学
微生物学
刘新文，绪论
化学
生
物 化
生物学
学
生物化学主要是应用化学的理论 和方法来研究生命现象，阐明生 命现象的化学本质。
刘新文，绪论
一个边界 一套执行机构 一套遗传机构
刘新文，绪论
刘新文，绪论
细胞是生物体的基本结构单元
刘新文，绪论
细 胞 的 基 本 构 成
刘新文，绪论
二、生命的的共同“语言”——化 学
著名的诺贝尔奖获得者亚瑟·肯伯格 （Arthur Kornberg）在哈佛大学医学院 建校100周年时说：“所有的有生命体都 有一个共同的语言，这个语言就是化学。”
Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW: Harper’s Biochemistry. (25th ed).北京:科学出版 社.2000
Lodish H, Baltimore D, Berk A, Zipursky SL et al: Molecular Cell Biology (4th ed)., Scientific America Books, WH Freeman & Co., New York., 2000
1969-1972, Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制 酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。
1972 Berg（美）在基因工 程基础研究方面作出了杰出 成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核 Paul Berg 酸限制性内切酶EcoR1，首 次基因重组成功。
第三节
内容
动
植
物 生物学 物
学
学
微生物学
刘新文，绪论
化学
生
物 化
生物学
学
生物化学主要是应用化学的理论 和方法来研究生命现象，阐明生 命现象的化学本质。
刘新文，绪论
一个边界 一套执行机构 一套遗传机构
刘新文，绪论
刘新文，绪论
细胞是生物体的基本结构单元
刘新文，绪论
细 胞 的 基 本 构 成
刘新文，绪论
二、生命的的共同“语言”——化 学
著名的诺贝尔奖获得者亚瑟·肯伯格 （Arthur Kornberg）在哈佛大学医学院 建校100周年时说：“所有的有生命体都 有一个共同的语言，这个语言就是化学。”
Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW: Harper’s Biochemistry. (25th ed).北京:科学出版 社.2000
Lodish H, Baltimore D, Berk A, Zipursky SL et al: Molecular Cell Biology (4th ed)., Scientific America Books, WH Freeman & Co., New York., 2000
1969-1972, Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制 酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。
1972 Berg（美）在基因工 程基础研究方面作出了杰出 成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核 Paul Berg 酸限制性内切酶EcoR1，首 次基因重组成功。
生物化学ppt课件
05
生物化学实验技术
Chapter
分光光度法
总结词
基于物质对光的选择性吸收而建立的方法
详细描述
分光光度法是利用物质对光的吸收特性来测定物质浓度的一种方法。通过测量物质在特定波长下的吸光度值，可 以计算出物质的浓度。该方法具有操作简便、准确度高、适用范围广等优点，是生物化学实验中常用的定量分析 方法之一。
分子性质
分子的性质由其组成原子的性质 和分子结构决定，包括极性、溶 解度、挥发性等。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间力的一种表现，主要有共价键、离子键和金 属键。
分子间作用力
分子间作用力是影响物质物理性质的重要因素，包括范德华 力、氢键等。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是分子间的转化，遵循质量 守恒和能量守恒定律。
生物化学的应用领域
医学
生物化学在医学领域的应用广泛 ，如疾病诊断、治疗和药物研发
等。
农业
通过研究植物的生理生化过程，改 良作物品种，提高农业生产效率。
工业
生物化学在食品、制药、环保等领 域有广泛应用，如发酵工程、酶工 程等。
02
生物化学基础知识
Chapter
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过共价键连 接，具有固定的空间排列。
蛋白质的结构
蛋白质具有一级、二级、 三级和四级结构，这些结 构决定了蛋白质的功能。
蛋白质的功能
蛋白质在生物体内发挥着 多种功能，如酶、运输、 结构等。
核酸的结构与功能
核酸的组成
核酸的功能
核酸由核苷酸组成，包括脱氧核糖核 酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA携带遗传信息，RNA在转录和翻 译过程中起关键作用。
北京大学生物化学
一、人类基因组作图
1、遗传图(genetic mapping)/连锁图(linkage map) 通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率， 确定连锁标志在染色体上的线性排列顺序及其 相对遗传距离 距离单位：厘摩(cM)，1cM表示每次A序列 (Large Scale DNA Sequencing)
1. 基于BAC连续克隆系的测序 2. 全基因组的“鸟枪法”（shotgun）测序 3. cDNA测序 三、DNA序列的生物信息学分析（Bioinformatics
Analysis of DNA Sequences）
二、研究内容
1、鉴定DNA序列中的基因。 2、确定基因功能。
（1）利用同源搜索分析基因功能。因表达的时空性
➢ 转录组(transcriptome)：指一个细胞内的一套mRNA转 录物，包含了在某一环境条件、某一生命阶段、某一 生理或病理（功能）状态下，生命体的细胞或组织容
❖结构基因组学（structural genomics）：通过基 因作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基因定 位的科学。
❖功能基因组学（functional genomics）：利用 结构基因组学提供的信息，进行基因和非基因序 列功能的研究。
2、物理作图（physical mapping）：
❖确定遗传标志间的物理距离，一般用bp/kb/Mb表示。 ❖1cM的遗传距离大致上相当于1Mb的物理距离。 （1）荧光原位杂交图（FISH map） （2）限制性酶切图（restriction map） ：
➢ 选用合适的限制性核酸内切酶对基因组DNA或部分基因组DNA进 行酶切，获得n genome project, HGP）：一项多国合作的国际研究计划，旨在 阐明人类基因组DNA 3×109bp的序列，发掘所 有人类基因，确定其在染色体上的位置，从而 破译人类的全部遗传信息。HGP还对包括大肠 杆菌、酵母、线虫、果蝇、拟南芥和小鼠等在 内的一系列模式生物体基因组的测序。
北大基础医学生物化学课件 糖代谢
刘新文,糖代 谢
肾上腺素 胰高血糖素
诱导肝细胞中磷酸烯醇式丙酮酸的生成。
脂肪酸 分解 乙酰CoA 促进脂肪动员
甘油：糖异生原料。
激活丙酮酸羧化酶
糖皮质激素 诱导肝脏合成糖异生的四种关键酶，特别是磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。
促进肝外组织蛋白分解 糖异生原料 促进脂库动员
胰岛素
刘新文,糖代 谢
抑制四种关键酶的合成。 抑制糖异生
对抗肾上腺素和胰高血糖素的作用。
三、 生理意义
（1）维持血糖浓度的恒定。 （2）补充肝糖原。 （3）调节酸碱平衡。
四、乳酸循环
葡萄糖
糖 异 生
丙酮酸
NADH
葡萄糖
乳酸
肝
乳酸
血液
刘新文,糖代 谢
葡萄糖
糖 酵 解
丙酮酸
NADH
乳酸
肌肉
第七节 血糖及其调节
一、血糖的来源与去路
刘新文,糖代 谢
来源
去路
食物中糖 消化吸收
第一节 概述
刘新文,糖代 谢
一、 糖的生理功能
1.主要生理功能：氧化供能 4千卡/g . 2. 是细胞的组成成分：
糖脂---- 构成神经组织和生物膜的成分 氨基多糖及其与蛋白质的结合物 ---- 结缔组织的基本成分
核糖及脱氧核糖 ---- 分别是RNA及DNA的结构成分
糖蛋白 ---- 细胞膜成分,血浆球蛋白(包括抗体)几乎都是 糖蛋白;某些激素,酶和凝血因子也是糖蛋白
• 三羧酸循环是糖、脂、某些氨基酸代谢联系 和互变的枢纽。
• 三羧酸循环是体内产生CO2和能量的主要机 制之一。
二、 有氧氧化生成的ATP
刘新文,糖代 谢
三、 有氧氧化的调节
《生物化学》 ppt课件
一、水的结构 单个水分子的两个氢原子共价地与氧原子结合，呈现一种非线
性排列（图1－4a,b）。水的氢键形成具有协同的性质。这就是说， 作为受体的氢键结合的水分子是一种比未键合的水分子更好的氢键 供体。（同样，作为氢键供体的氢键结合的水分子也是一种更好的 氢键受体）。因此，水分子之间氢键的形成有一种彼此支援的现象。 1、冰的结构
结构互补性是生物分子间识别的手段。生命的复杂而高度
组织化的型式取决于生物分子彼此识别和相互作用的能力。如 果一种分子的结构与另一种分子的结构是互补的，例如某种酶 与它的专一性底物分子，那么这两种分子之间的相互作用就能 准确地实现。结构互补性的原理是生物分子识别的基本要素.
6、生物分子的的识别是由弱的相互作用力介导的 通过结构互补性所发生的生物分子识别事件是由前面
1、生物分子是含碳的化合物 所有生物分子都含有碳。碳的优势是由于它通过共用电
子对形成稳定的共价键方面的多面性。通常与碳以共价键相 结合的原子是碳本身以及H、O和N（图1—1）。
碳的共价键有两个特别值得注意的性质。一是碳与自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 形成共价键的能力，另一个是被键合碳原子周围的四个共价 键的四面体性质。这两种性质对于碳所形成的线性、分支以 及环状的化合物的惊人多样性是极为重要的。这种多样性可 因N、O和H原子的参与而进一步扩大。
3、生物大分子具有特征性的三维结构 任何一种分子结构都是独特的，并具有可区别的特有的性
质。生物大分子，尤其是蛋白质，分子结构已经达到了其复杂 性的极点。 4、非共价作用力维持生物大分子的结构
共价键把原子结合在一起形成分子，非共价作用力是分子
内或分子间的原子之间的吸引。非共价作用力是弱的作用力， 包括氢键、离子键、范德华力和疏水相互作用。这些作用力一 般介于4–30 kJ·mol-1范围。 5、结构互补性决定生物分子的相互作用
生物化学ppt课件
核酸的调节与疾病
核酸代谢异常可能引起疾病，如癌症 等，因此核酸代谢的调节对于维持身 体健康至关重要。
CHAPTER 04
生物化学与医学
疾病的发生与生物化学
疾病的发生
生物化学是许多疾病发生的基础，如糖尿病、心 血管疾病、癌症等。这些疾病的形成与生物化学 过程有关，如糖代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等 。
生物化学的历史与发展
• 生物化学作为一门独立的学科，起源于20世纪初。早期的生物化学研究主要集中在蛋白质、糖类、脂肪、核酸等生物大分 子的结构和功能方面。随着技术的进步，生物化学逐渐深入到分子水平，对基因表达、蛋白质合成、代谢调控等生命过程 的研究取得了重大突破。近年来，随着生物信息学和系统生物学的发展，对生物化学的研究和应用也进一步扩大和深化。
要支持。
代谢组学技术
通过对生物体内代谢产 物的全面分析，代谢组 学技术能够揭示生物过 程和疾病发生的潜在机
制。
生物化学在医学领域的应用前景
总结词
应用广泛、潜力巨大
药物研发
生物化学对药物研发过程中的靶点筛选、 药效评估等方面具有决定性作用。
疾病诊断
生物治疗
基于生物化学原理的检测方法能够快速、 准确地诊断多种疾病。
营养与健康
生物化学研究营养与健康的关系，如营养不足或过剩对健 康的影响。这些研究为营养学提供理论依据，从而为预防 和治疗营养相关疾病提供帮助。
营养与疾病
生物化学研究营养与疾病的关系，如某些营养素缺乏可能 导致某些疾病的发生。这些研究为预防和治疗这些疾病提 供理论依据。
CHAPTER 05
生物化学的未来与发展
新兴的生物化学技术
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
《北京大学生物化学》PPT课件
细胞信息传递的方式
1、直接接触的细胞：细胞连接；细胞识别 2、未接触的细胞：化学通讯
具有调节细胞生命活动的化学 物质称为信息物质
化学信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统
靶细胞产生生物学效应
第一节 信息传递体系
（2）膜受体特点：单个跨膜α螺旋受体，与胞 浆中蛋白激酶（JAK）偶联
（3）效应蛋白：连接物蛋白（JAK）、信号转 导子和转录激动子(STAT)
➢JAK：具有SH2结构域（具TPK活性），激活 STAT，进而结合并激活一系列后续效应蛋白， 调节基因转录
(四) cGMP－蛋白激酶途径（G激酶通路）
激素
有些细胞间信息物质能对同种细胞或 分泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信 号(autocrine signal)
R
GC
GC
NO
GTP
cGMP
胞膜
PKG
蛋白质磷酸化
* 生理效应：如心钠素、NO舒张血管平滑肌。
NO
可溶性受体
心钠素 膜受体
受体鸟苷酸环化 酶活化
cGMP
PKG
效应蛋白磷酸化
生物学效应
1、信息物质：心钠素，NO等
2、受体：膜受体GC、可溶性GC 膜受体结构：
➢胞外区：与心钠素结合 ➢跨膜区：含一条α螺旋 ➢胞内区：含鸟苷酸环化酶结构域
(六) TGF-β途径
（1）胞外信息：TGF-β、活化素、骨形态发 生蛋白等 （2）膜受体：TβRⅠ和Ⅱ
➢受体具有Ser/Thr蛋白激酶活性 （3）效应蛋白：SMAD （4）生物效应：细胞增值、分化、凋亡、迁移等
二、胞浆/核内受体及其信息传递
生物化学PPT课件
生物化学的应用领域
01
02
03
04
医学研究
生物化学在医学领域中发挥着 重要作用，如疾病诊断、药物
研发和生理机制研究等。
农业生产
通过生物化学手段改良作物品 质、提高产量，以及研发新型
肥料和农药。
环境保护
利用生物化学方法处理环境污 染问题，如水体净化、土壤修
复等。
生物技术产业
生物化学在生物技术产业中具 有广泛应用，如基因工程、蛋
合成生物学
合成生物学是新兴的交叉学科，旨在设计和构建人工生物系统，实现新功能或 优化现有功能。通过合成生物学，科学家可以创建定制化的微生物，用于生产 燃料、药物和其他有用物质。
纳米技术与生物医学应用
纳米药物
纳米药物利用纳米技术将药物包裹在 纳米载体中，以提高药物的靶向性、 稳定性和生物利用度，降低副作用。 纳米药物在癌症治疗、疫苗开发等领 域具有广泛应用前景。
生物合成与分解代谢
生物合成
生物合成是指生物体利用简单无机物和单糖等合成复杂有机 物的过程。生物合成包括脂肪酸、蛋白质、核酸等物质的合 成。这些合成过程需要经过一系列酶促反应的完成。
分解代谢
分解代谢是指生物体将大分子有机物分解成小分子有机物和 无机物的过程。这些分解过程包括糖酵解、柠檬酸循环和氧 化磷酸化等。分解代谢是生物体获取能量和合成物质的重要 途径。
结论总结
根据实验结果和讨论，总结实验的结论，指 出研究的局限性和未来研究方向。
结果讨论
对实验结果进行深入分析和讨论，探讨结果 的合理性和科学性。
结论应用
探讨实验结论在实际生产和科研中的应用价 值和意义。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
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