生物化学与分子生物学绪论ppt课件
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生物化学与分子生物学人卫教材全集ppt
跨学科研究的融合
生物技术与医学
随着生物技术的不断发展，未来将更加深入地探索生命现象的本质，为医学领域 提供新的治疗手段和药物。
生物信息学与计算机科学
生物信息学与计算机科学的结合将加速数据处理和分析的进程，为生物化学与分 子生物学的研究提供强大的技术支持。
对人类健康和生活的影响
疾病预防与治疗
随着生化学与分子生物学的发展， 未来将更加深入地了解疾病的发病机 制，为预防和治疗提供更加精准和有 效的方案。
广泛应用于电力、热力、交通等领域，可替代化石能源，减少温室气 体排放。
生物环保
生物环保概述
生物环保是指利用生物学原理和技术，解决环境问题、保护生态 环境的学科和技术领域。
生物环保的主要技术
包括生物净化、生物修复、生态恢复等。
生物环保的应用场景
广泛应用于水体治理、土壤修复、生态恢复等领域，对于保护生态 环境具有重要意义。
生物安全与伦理
生物安全与伦理概述
生物安全与伦理是指在生命科学研究、应用和实践中，遵 循科学道德、保护受试者和公众利益的原则和规范。
生物安全与伦理的主要原则
包括尊重人权、保护受试者权益、防止滥用科学技术等。
生物安全与伦理的实践意义
保障生命科学研究和应用活动的合法性、合理性和公正性 ，促进人类社会的可持续发展。
05
展望未来生物化学与 分子生物学的发展
新技术与新方法的出现
基因编辑技术
随着CRISPR-Cas9等基因编辑技术 的不断完善，未来将更加精准地实现 对基因的修改和调控，为遗传病治疗 和生物育种等领域带来突破。
人工智能与生物信息学
人工智能和生物信息学在生物化学与 分子生物学中的应用将更加广泛，有 助于高效解析生命现象、发现新药靶 点以及优化实验设计等。
第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
生物化学与分子生物学 ppt课件
学科
杂志总数 >10
平均引用指数
>30杂志数
总论 化学 物理 数学 生物
3 2 5 1 38
17.8 11.8 22.0 18.2 19.1
0 0 2 0 7
• 下面让我们来看一看从1910年到现在分子生物学史上的一 些情况。
1910年，德国科学家Kossel获得了诺贝尔生理医学奖， 他首先分离出腺嘌呤、 胸腺嘧啶、和组氨酸。 1959年，Uchoa发现了细菌的多核苷酸磷酸化酶，成 功地合成了核糖核酸，研究并重建了将基因内的遗传信息 通过RNA中间体翻译成蛋白质的过程。而Kornberg则实现 了DNA分子在细菌细胞和试管内的复制。他们共同分享了 当年的诺贝尔生理医 学奖。 1962年，Watson和Crick因为在1953年提出了DNA 的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖， 后者通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了Watson和 Crick 的DNA模型。
PCR、转基因(transgene)、基
因剔除（gene knock out）等
核酶(ribozyme)的发现 人类基因组计划(human genome project) 后基因组研究（蛋白质组学proteomics）
• 1985年5月，加州大学校长Robert提出测定人
类基因组全序列 • 1986年3月，诺贝尔奖获得者Dulbecco首次提 出人类基因组计划的概念 • 1990年10月，正式启动人类基因组计划 • 1999年7月，中国科学院遗传研究所承担了1%
1993年，Roberts和Sharp由于在断裂基因方面的工 作而荣获诺贝尔生理医学奖。 Mullis由于发明PCR仪而与 第一个设计基因定点突变的Smith共享诺贝尔化学奖。
生物化学与分子生物学(全套课件230P)
核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2. 分子组成
—— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 (A-T或U, G-C) —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核
C
NH 3
L-氨基酸的通式
CH2
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸：
（亚氨基酸）
亚氨基酸：分子中不含有氨基 （-NH2），而是含有亚氨基-NH 和羧基
CH2 CH2
CHCOO
NH2+
注意点： ①为亚氨基酸，此氨基仍能与另一羧基形成肽键 ②亚氨基的N在环中，移动的自由度受限制，当脯氨酸处于多 肽链中时，往往形成转角 ③可被修饰为羟脯氨酸
谷胱甘肽: 存在于身体的几乎每一个细胞，解毒，抗
衰老，争抢免疫力等功能
蛋白质的分子结构包括:
一级结构(primary structure)
二级结构(secondary structure)
三级结构(tertiary structure)
四级结构(quaternary structure)
高级 结构
生物化学与分子生物学
第一章
生物大分子-蛋白质
要点：１氨基酸的通式及分类 ２肽键的形成 ３蛋白质的一级结构及 空间结构的关系 ４变性的本质及应用
蛋白质的定义及元素组成
定义：
蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。
氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行 分类
非极性脂肪族氨基酸
极性中性氨基酸
芳香族氨基酸
酸性氨基酸
碱性氨基酸
生物化学绪论 ppt课件
1958年 生理学或医学奖 George W．Beadle（美国）Edward L．Tatum（美国），发现化学反 应对基因的控制和影响 Joshua Lederbeng（美国），发现细菌中遗传物质的基因重组和组织 化学奖 rederick Saflger（英国），蛋白质，特别是胰岛素结构的测定 1957年 化学奖 Alexander R．Tod（英国），核苷酸和核苷酸辅酶的研究 1955年 生理学或医学奖 Axel．T．Theorell（瑞典），发现氧化酶的性质和作用方式 1953年 生理学或医学奖 Hans A．Krebs（英国），发现柠檬酸循环 Fritz A．Lipthann（美国），发现辅酶 A及其在中间代谢中的重要性 1952年 化学奖 Archer J．P．Mrtin和 Richard L．M.ynge，发明分配层析
1902：表明蛋白质为多肽链 1903：分离出第一个激素：肾上腺素 1905：明确“激素”一词 1911：明确“维生素”一词 1912：指出生物氧化为脱氢作用 1913：提出酶动力学理论 1914：指出生物氧化由铁激活氧而来 1926：分离出第一个维生素：维生素B1；结晶出第一个酶：脲酶 1929：发现“活性磷酸”ATP；鉴定出“呼吸酶类”为血红素化合物 1929-1934：分离出四种类固醇激素 1932：发现鸟氨酸循环 1935：分离出第一个结晶病毒：烟草花叶病毒 1936：指出维生素为辅酶的组成成分 1937：将柠檬酸循环模式化 1938：发现转氨基作用 1939：发现氧化磷酸化作用
2002年，悉尼·布伦纳（Sydney Brenner，英国），罗伯特·霍维茨（H. Robert Horvitz，美国），约翰·苏尔斯顿（John E. Sulston，英国），发现器官发育和细胞程 序性细胞死亡（细胞程序化凋亡）的遗传调控机理 。
生物化学与分子生物学教材课件全集
基因改造。
基因编辑技术
基因编辑技术是指通过人工手段对生物体 基因进行精确编辑和修改的技术，如 CRISPR-Cas9技术等。
基因组学
基因组学是指研究生物体基因组的学科， 包括基因组测序、基因组功能和基因组演 化等方面的研究。
生物信息学
生物信息学是指利用计算机科学和数学的 方法和手段，研究生物系统的信息性质、 信息过程和信息规律的科学。
蛋白质的合成是通过mRNA的 翻译实现的，核糖体是蛋白质 合成的场所。
核酸代谢
01
02
03
04
核酸是生物体内重要的遗传物 质，通过核酸代谢，生物体可
以合成和降解核酸。
DNA的复制是核酸代谢的重 要途径，它通过一系列酶促反 应将DNA复制成精确的副本
。
DNA的转录是另一种核酸代 谢途径，它通过一系列反应将
合成生物学定义
合成生物学是一门通过设计和构建人 工生物系统来探索生命现象的科学。
合成生物学研究内容
合成生物学主要研究如何设计和构建 人工生物系统，包括基因线路、细胞 工厂和人工组织等。
合成生物学应用
合成生物学在药物研发、生物能源、 生物安全和环境保护等领域具有广泛 的应用价值。
跨学科研究与应用
01
系统生物学与合成生物学
系统生物学定义
系统生物学是一门研究生物系统中所 有组成成分的相互关系的科学。
系统生物学研究内容
通过研究生物系统中各个组分之间的 相互作用和相互调控，揭示生物系统 的整体行为和功能。
系统生物学应用
系统生物学在药物研发、疾病诊断和 治疗、生物工程和环境保护等领域具 有广泛的应用价值。
领域具有广泛的应用价值。
感谢您的观看
THANKS
基因编辑技术
基因编辑技术是指通过人工手段对生物体 基因进行精确编辑和修改的技术，如 CRISPR-Cas9技术等。
基因组学
基因组学是指研究生物体基因组的学科， 包括基因组测序、基因组功能和基因组演 化等方面的研究。
生物信息学
生物信息学是指利用计算机科学和数学的 方法和手段，研究生物系统的信息性质、 信息过程和信息规律的科学。
蛋白质的合成是通过mRNA的 翻译实现的，核糖体是蛋白质 合成的场所。
核酸代谢
01
02
03
04
核酸是生物体内重要的遗传物 质，通过核酸代谢，生物体可
以合成和降解核酸。
DNA的复制是核酸代谢的重 要途径，它通过一系列酶促反 应将DNA复制成精确的副本
。
DNA的转录是另一种核酸代 谢途径，它通过一系列反应将
合成生物学定义
合成生物学是一门通过设计和构建人 工生物系统来探索生命现象的科学。
合成生物学研究内容
合成生物学主要研究如何设计和构建 人工生物系统，包括基因线路、细胞 工厂和人工组织等。
合成生物学应用
合成生物学在药物研发、生物能源、 生物安全和环境保护等领域具有广泛 的应用价值。
跨学科研究与应用
01
系统生物学与合成生物学
系统生物学定义
系统生物学是一门研究生物系统中所 有组成成分的相互关系的科学。
系统生物学研究内容
通过研究生物系统中各个组分之间的 相互作用和相互调控，揭示生物系统 的整体行为和功能。
系统生物学应用
系统生物学在药物研发、疾病诊断和 治疗、生物工程和环境保护等领域具 有广泛的应用价值。
领域具有广泛的应用价值。
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分子生物学--绪论 ppt课件
• 第二个实验室是加州理工学院的大化学家 莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此 之前，鲍林已发现了蛋白质的α螺旋结构。
• 第三个则是个非正式的研究小组，沃森到 剑桥大学做博士后时，虽然其真实意图是 要研究DNA分子结构，挂着的课题项目却 是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克 里克当时正在做博士论文，论文题目是 “多肽和蛋白质：X射线研究”。
• 在同一期Nature上，还发表了弗兰克林和威尔金 斯的两篇论文，以实验报告和数据分析支持了沃 森、克里克的论文。
威尔金斯(Maurice Wilkins 1916~2004) 英国物理 学家，剑桥大学
弗兰克林（Rosalind Franklin 1920~1958）英国 物理学家，剑桥大学 分辨出了DNA的两种构型，并成功地拍摄了它 的X射线衍射照片。
分子生物学
主要内容
• 分子生物学的开端 • 生物大分子 • DNA的复制和修复 • 转录 • 翻译 • 分子生物学的研究方法
第一章 分子生物学的开端
内容提要 • 分子生物学开端的标志事件 • 证明DNA就是遗传物质的主要历史事件 • 分子生物学的学科特征
问题1：
科学史上哪些事件和分子生物学的诞生 关系密切？
• 1951年，23岁的生物学博士沃森来到卡文迪什实 验室做博后。到剑桥之前，曾经做过用同位素标 记追踪噬菌体DNA的实验，坚信DNA就是遗传物 质。
关于卡文迪什实验室
• 素以世界物理学家的圣地“麦加”和培养人才的 “苗圃”著称的英国剑桥大学卡文迪什实验室， 由于面向世界广揽优秀的科学人才，在放射性、 原子物理、核物理、分子生物学、射电天文学和 凝聚态物理等方面，取得了大量举世关注的重大 成就。
• 第一个学说是“序列假说”，它认为一段核酸的 特殊性完全由它的碱基序列所决定，碱基序列编 码一个特定蛋白质的氨基酸序列，蛋白质的氨基 酸序列决定了蛋白质的三维结构。
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。
生物化学和分子生物学PPT课件1
核酸片段（60-80bp）
用细胞总mRNA，制备全套双链cDNA后，建立 表（达目的基因）
目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等蛋。
化学合成
• 根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺 序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。较短的核酸 片段（60-80bp）
多肽链的氨基酸顺序
mRNA的碱基排列顺序
化学合成目的基因
相应的基因结构
化学合成的最大优点是可以合成一些分离较困难的基因。 化学合成的不足之处在于：（１）要已知基因的核苷酸顺 序；（２）基因不能太大，这一方面是测定核苷酸（或氨 基酸）顺序比较困难，另一方面是因为每次仅能合成几百 ｂｐ的短片段，短片段越多，要连接成正确的基因顺序就
外源基因在宿主细胞中的表达第二条DNA链到cDNA；比较基因组与cDNA
➢ 构建基因组获取目的基因存在的问题—— 费时费事 内含子序列
➢ 反转录人工合成互补DNA方法的优势—— 不含内含子序列
获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因
聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）
科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利 局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志 着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打 破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗 传特性，甚至创造新的生命类型。
1977年，吉尔伯特（W·Gilbert）分别将编码胰岛 素和干扰素的DNA经过体外重新拼接后，导入大肠杆菌 中，分别使大肠杆菌合成了胰岛素和干扰素。
质粒载体的一般结构
存在于细菌染色 体外的小型环状 DNA分子。
具有自我复制功 能。
用细胞总mRNA，制备全套双链cDNA后，建立 表（达目的基因）
目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等蛋。
化学合成
• 根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺 序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。较短的核酸 片段（60-80bp）
多肽链的氨基酸顺序
mRNA的碱基排列顺序
化学合成目的基因
相应的基因结构
化学合成的最大优点是可以合成一些分离较困难的基因。 化学合成的不足之处在于：（１）要已知基因的核苷酸顺 序；（２）基因不能太大，这一方面是测定核苷酸（或氨 基酸）顺序比较困难，另一方面是因为每次仅能合成几百 ｂｐ的短片段，短片段越多，要连接成正确的基因顺序就
外源基因在宿主细胞中的表达第二条DNA链到cDNA；比较基因组与cDNA
➢ 构建基因组获取目的基因存在的问题—— 费时费事 内含子序列
➢ 反转录人工合成互补DNA方法的优势—— 不含内含子序列
获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因
聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）
科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利 局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志 着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打 破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗 传特性，甚至创造新的生命类型。
1977年，吉尔伯特（W·Gilbert）分别将编码胰岛 素和干扰素的DNA经过体外重新拼接后，导入大肠杆菌 中，分别使大肠杆菌合成了胰岛素和干扰素。
质粒载体的一般结构
存在于细菌染色 体外的小型环状 DNA分子。
具有自我复制功 能。
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
生物化学与分子生物学ppt课件
.
5
目录
蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此， 只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量：
100克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
1/16%
.
6
目录
一、组成人体蛋白质的20种L--氨基酸
.
3
目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
➢ 作为生物催化剂（酶） ➢ 代谢调节作用 ➢ 免疫保护作用 ➢ 物质的转运和存储 ➢ 运动与支持作用 ➢ 参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
.
4
目录
组成蛋白质的元素
主要有C、H、O、N和 S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
.
17
目录
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸
（亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
.
18
目录
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
•胱氨酸
.
19
目录
➢ 在蛋白质翻译后的修饰过程中，脯氨酸和赖氨酸 可分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。
肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成 的化学键。
.
25
生物化学与分子生物学(2020年整理).ppt
（1）非极性疏水性氨基酸 含有非极性的侧链，具有疏水性（Gly除外）。 种类：甘(Gly)、丙(Ala)、 缬(Val)、亮(Leu)
异亮（Ile）、脯(Pro)、苯丙(Phe) 侧链不溶于水、无极性、无电荷
非极性疏水性氨基酸
H CH COO- 甘氨酸
NH
+ 3
Glycine(Gly)
H3C CH COO - 丙氨酸
1
10
S
21 S
S
S
B链
苯丙-缬-天胺-谷胺-组-亮-半-甘-丝-组-亮-缬-谷-丙-亮-酪-亮-缬-半-甘-谷-精-甘-苯丙-苯丙-酪-苏-脯-赖-苏
1
10
20
30
•牛胰岛素的一级结构胰岛素由A、B两条多肽链组成，A链含21个氨基酸残基， B链含30个氨基酸残基。A链内有一个链内二硫键，A与B之间有两个链间二硫 键。由于两条链之间由共价键相连接，所以胰岛素没有四级结构。
Tyr
Val
Cys
Gly Glu
Leu 20 Arg
Gly
Phe Phe
25
Tyr Leu 15
B链
Leu
Ala
Val Glu
人胰岛素的一级结构
（四）蛋白质的二级结构 （secondary structure）
概念：指多肽链主链局部的、有规则的 重复空间构象，不涉及氨基酸侧 链的构象。
稳定因素：在肽键的羰基氧和亚氨氢之 间形成的氢键
NH
+ 3
Alanine (Ala)
H3C
CH H3C
CH COO -
NH
+ 3
缬氨酸 Valine (Val)
H3C CH
CH2
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。
生物化学与分子生物学 ppt
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。
4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。
• 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）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。
（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
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。 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.生物化学的发展史
生物化学与 分子生物学
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.
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进行物质代谢、能量转换、遗传以及其它生理活 动的基本场所。
1、细胞的分类和结构
（一）原核细胞 (Prokaryote cell) （二）真核细胞 (Eukaryote cell)
（一）原核细胞
结构特点： 1.原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有 一个含有DNA遗传信息的区域。
2.无膜性细胞器。
2016诺贝尔生理学或医学奖
大隅良典： 细胞自噬机制方面的发现
第一章 绪论
概念 发展史 内容 应用 细胞
一、生物化学的定义
生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应 的科学，从分子水平探讨生命现象的本质。 生物体： 1. 蛋白质 核酸 多糖 脂类
2. 维生素 激素 3. 水和无机盐
二、生物化学的发展简史
中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐 世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一
定发展才出现的
二、生物化学的发展简史
1. 静态生化阶段： 18世纪下半叶开始
1）糖、脂、氨基酸性质 2）核酸的发现 3）尿素的发现
2. 动态生化阶段： 1930年后研究代谢过程 其中主要的有： 1932年，英国科学家Krebs 建立了尿素合成的鸟氨酸循环； 1937年，Krebs又提出了各种化学物质的中心环节——三羧酸 循环的基本代谢途径； 1940年，德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢 途径。
Breakthrough of the Year
2005 evolution in action 2006 proof of the Poincaréconjecture 2007 Human genetic variation 2008 Cellular reprogramming 2009 Ardipithecus ramidus 2010 The first quantum machine 2011 the HPTN 052 clinical trial, an international HIV prevention trial 2012 The Discovery of the Higgs Boson 2013 Cancer immunotherapy 2014 Landing on a comet 2015 CRISPR makes the cut 2016 Ripples in spacetime
分子生物学阶段： 以1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型 为标志，生物化学进入分子生物学时期
三、生物化学研究的主要内容
1. 生物体的物质组成和生物分子的结构与功能 1-6章：主要是糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶 及维生素的结构、功能。
2. 物质代谢及其调节
7-12章：研究的是物质代谢变化、能量变化及其 调节。具体来说，就是能量的产生、三大营养物 质（糖、脂类、蛋白质）及核酸的物质代谢、能 量代谢及其调控。
3. 基因表达
四、生物化学应用
在生物化学和分子生物学技术基础上发展而来。比 如基因工程、基因诊断、基因治疗等。
生物化学技术的发展也带来了很多问题。比如基因 工程造成的对人体健康和环境的风险；基因治疗和干细 胞研究等带来的社会伦理争议等。
农业：基因修饰的食品 营养：抗肥胖
医学：基因治疗 遗传病（血友病）、恶性肿瘤、心血管疾病等
1.是非常复杂的生物胶体。 2.细胞胞液的有形物糖类以及多
种无机盐和水。 4.胞液功能：是细胞内各种细胞器之间相互联系的介质。
（三）细胞器
1.细胞质内含有一些具有独立形态的结构，称为 细胞器。
2.细胞器通过膜（细胞内膜）与周围环境分开， 具有特定的生理功能。
1.细胞核 cell nucleus
2.线粒体 mitochondrion
3.核蛋白体 ribosomes（核糖体）
组成： 由核糖核酸与多种蛋白构成。 功能：是蛋白质生物合成的主要场所。
3.机能生物化学（20世纪后半叶） Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型的建立。 Sanger完成了胰岛素一级结构的测定。 1958年中心法则提出。
Jams Watson Francis Crick Frederick Sanger
英国科学家Sanger于1953年测定了牛胰岛素 的氨基酸序列，从而于1958年获诺贝尔奖。
（二） 真核细胞
真核细胞是高等动物和植物的基本组织单位。
结构特点： 1. 膜被的细胞核 2. 膜性细胞器
2、细胞的结构与代谢的关系
（一）细胞膜
部位：细胞膜是真核细胞表层的一层薄膜，是活细胞的重 要组成部分。 生理功能：保护细胞、进行物质交换、传递信息、能量转 换、运动和免疫。
（二）细胞质 cell plasma
☻Either you come here on time or you won’t ☻Don’t ask me for mercy when you get poor grades
in this course
More Tips
Read the book as much as you can. Don’t hesitate to ask questions. Be sure to call me
at whenever you get any trouble studying Biochemistry Don’t wait until the day before the exam to cram.
Grading Policy
Class Participation: 15 % Experiments: 15 % Final Exam: 70 %
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♥
Molecule of the Year
1989 PCR and DNA polymerase 1990 the manufacture of synthetic diamonds 1991 buckminsterfullerene 1992 nitric oxide 1993 p53 1994 DNA repair enzyme 1995 Bose–Einstein condensate
拔罐疗法通过排气造成罐内负压，使局部迅速充血、淤血，小毛细血管甚至 裂，红细胞破坏，发生溶血现象。红细胞中血红蛋白的释放对机体是一种良性刺激 可通过神经系统对组织器官的功能进行双向调节，同时促进白细胞的吞噬作用，提 皮肤对外界变化的敏感性及耐受力，从而增强机体的免疫力。
五、物质代谢的形态学基础
细胞（cell） 细胞是组成生物体的基本单位，是生物体
Some Rules or Suggestions
☻Turn off your cell phone or switch it into silent mode when in class
☻Don’t take notes too seriously, Just focus on listening and understanding
1、细胞的分类和结构
（一）原核细胞 (Prokaryote cell) （二）真核细胞 (Eukaryote cell)
（一）原核细胞
结构特点： 1.原始核无核膜和核仁，没有固定的形状，只有 一个含有DNA遗传信息的区域。
2.无膜性细胞器。
2016诺贝尔生理学或医学奖
大隅良典： 细胞自噬机制方面的发现
第一章 绪论
概念 发展史 内容 应用 细胞
一、生物化学的定义
生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应 的科学，从分子水平探讨生命现象的本质。 生物体： 1. 蛋白质 核酸 多糖 脂类
2. 维生素 激素 3. 水和无机盐
二、生物化学的发展简史
中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐 世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一
定发展才出现的
二、生物化学的发展简史
1. 静态生化阶段： 18世纪下半叶开始
1）糖、脂、氨基酸性质 2）核酸的发现 3）尿素的发现
2. 动态生化阶段： 1930年后研究代谢过程 其中主要的有： 1932年，英国科学家Krebs 建立了尿素合成的鸟氨酸循环； 1937年，Krebs又提出了各种化学物质的中心环节——三羧酸 循环的基本代谢途径； 1940年，德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢 途径。
Breakthrough of the Year
2005 evolution in action 2006 proof of the Poincaréconjecture 2007 Human genetic variation 2008 Cellular reprogramming 2009 Ardipithecus ramidus 2010 The first quantum machine 2011 the HPTN 052 clinical trial, an international HIV prevention trial 2012 The Discovery of the Higgs Boson 2013 Cancer immunotherapy 2014 Landing on a comet 2015 CRISPR makes the cut 2016 Ripples in spacetime
分子生物学阶段： 以1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型 为标志，生物化学进入分子生物学时期
三、生物化学研究的主要内容
1. 生物体的物质组成和生物分子的结构与功能 1-6章：主要是糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶 及维生素的结构、功能。
2. 物质代谢及其调节
7-12章：研究的是物质代谢变化、能量变化及其 调节。具体来说，就是能量的产生、三大营养物 质（糖、脂类、蛋白质）及核酸的物质代谢、能 量代谢及其调控。
3. 基因表达
四、生物化学应用
在生物化学和分子生物学技术基础上发展而来。比 如基因工程、基因诊断、基因治疗等。
生物化学技术的发展也带来了很多问题。比如基因 工程造成的对人体健康和环境的风险；基因治疗和干细 胞研究等带来的社会伦理争议等。
农业：基因修饰的食品 营养：抗肥胖
医学：基因治疗 遗传病（血友病）、恶性肿瘤、心血管疾病等
1.是非常复杂的生物胶体。 2.细胞胞液的有形物糖类以及多
种无机盐和水。 4.胞液功能：是细胞内各种细胞器之间相互联系的介质。
（三）细胞器
1.细胞质内含有一些具有独立形态的结构，称为 细胞器。
2.细胞器通过膜（细胞内膜）与周围环境分开， 具有特定的生理功能。
1.细胞核 cell nucleus
2.线粒体 mitochondrion
3.核蛋白体 ribosomes（核糖体）
组成： 由核糖核酸与多种蛋白构成。 功能：是蛋白质生物合成的主要场所。
3.机能生物化学（20世纪后半叶） Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型的建立。 Sanger完成了胰岛素一级结构的测定。 1958年中心法则提出。
Jams Watson Francis Crick Frederick Sanger
英国科学家Sanger于1953年测定了牛胰岛素 的氨基酸序列，从而于1958年获诺贝尔奖。
（二） 真核细胞
真核细胞是高等动物和植物的基本组织单位。
结构特点： 1. 膜被的细胞核 2. 膜性细胞器
2、细胞的结构与代谢的关系
（一）细胞膜
部位：细胞膜是真核细胞表层的一层薄膜，是活细胞的重 要组成部分。 生理功能：保护细胞、进行物质交换、传递信息、能量转 换、运动和免疫。
（二）细胞质 cell plasma
☻Either you come here on time or you won’t ☻Don’t ask me for mercy when you get poor grades
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拔罐疗法通过排气造成罐内负压，使局部迅速充血、淤血，小毛细血管甚至 裂，红细胞破坏，发生溶血现象。红细胞中血红蛋白的释放对机体是一种良性刺激 可通过神经系统对组织器官的功能进行双向调节，同时促进白细胞的吞噬作用，提 皮肤对外界变化的敏感性及耐受力，从而增强机体的免疫力。
五、物质代谢的形态学基础
细胞（cell） 细胞是组成生物体的基本单位，是生物体
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