生物化学01绪论
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生物化学第01章_绪论
The Nobel Prize in Chemistry 1962
Hb (1937-1960)
Perutz et al. (1960) Nature 185:416
Mb (1947- 1960)
Kendrew et al. (1960) Nature 185:422
Max Ferdinand Perutz 1/2 of the prize United Kingdom
（二）现代生物化学不断取得新进展 光合作用机理 酶作用机理 生物固氮机理 核酸、蛋白质三维空间结构 基因克隆 基因表达 基因调控
最新生物学研究成果激动人心 新概念 新知识 新技术
Noji 1997, Nature 386:299 (旋转马达)
DNA Helicase Gelles Lab Nature 2001 409:370
弱键虽然作用力小，但数量之大， 在维持生物大分子结构和生物分子 相互作用中起重要作用。
A0089901.mo
思考题 生命体的基本特征是什么？ 生命物质的特征是什么？ 生物化学反应主要类型。 讨论水的性质与生命体的关系。
填空题
中国科学家在 岛素。
年 用 法合成牛胰
中国科学家在1983年人工合成
。
其他 25.6
美国 29.5
巴西 1.2
俄罗斯 1.6
中国 2.1
印度 2.4
澳大利亚 2.5
意大利 3.6
德国 6.2
加拿大 3.7
日本 9.6 英国 7.3
“中国人离诺贝尔奖仅一步之遥”
原创性 分析问题、解决问题的能力 基础知识
（五）学好生化，勇攀高峰 ！
二、生命物质特征及生物化学反应类型
生物化学 Biochemistry
《生物化学教学课件》第一章绪论
生物化学与工程学
工程学原理和方法在生物化学领域的 应用，如生物反应工程、生物分离工 程等，将促进生物化学的产业化发展。
生物化学的挑战与机遇
80%
环境保护与可持续发展
随着全球环境问题日益严重，生 物化学在环境保护和可持续发展 方面将面临重大挑战和机遇。
100%
人类健康与疾病治疗
随着人口老龄化和疾病谱的变化 ，生物化学在人类健康和疾病治 疗方面将发挥更加重要的作用。
《生物化学教学课件》第一章 绪论
目
CONTENCT
录
• 引言 • 生物化学的概述 • 生物化学的基本概念 • 生物化学的研究方法 • 生物化学的未来发展
01
引言
课程背景
生物化学是生命科学领域的重要学科，是医学、农学、生物学等 学科的基础。
随着生命科学技术的快速发展，生物化学知识在解决人类面临的 健康、环境、能源等问题中发挥着越来越重要的作用。
能量转化与代谢是生物体内物质和能量转化的过程，是维持生命 活动所必需的。生物体通过摄取食物获得能量，经过一系列生化 反应将能量转化为可利用的形式，并储存起来以供日后使用。例 如，葡萄糖在细胞内经过糖解和三羧酸循环等过程，最终转化为 ATP，这是一种存在于生物体内的能量货币。
总结词
遗传信息的传递与表达是生物遗传和变异的根本原 因，涉及到基因的复制、转录和翻译等过程。
理论模拟法可以预测在特定条件下生物化学过程的可 能结果，并解释其机制。
理论模拟法可以弥补实验研究的不足，特别是在处理 大规模、复杂和抽象的问题时。
系统生物学方法
系统生物学方法是一种跨学科的研究方法，旨在从整体和全局的角度研究生物系统 的结构和功能。
系统生物学方法强调对生物系统的整体性、动态性和复杂性进行研究，而不仅仅是 孤立地研究单个分子或细胞。
生物化学-第一章-绪论幻灯片
第1章 绪 论
本章主要内容：
生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学的发展历史与现状 与动物生产和动物健康的关系
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。
1.2 生物化学的分类：
①根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。
以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程 、酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology）， 已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。
遗传工程的工厂
4.与动物生产和健康的关系
生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基 础学科之一。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言 ”与有力的“工具”被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动 物生理学、动物营养学、动物遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病 理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊断学等学科有着不可分割的联 系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动物生产和动物健康事 业十分重要。
在分子水平、细胞和组织水平以及整体水平上全面、系统地 认识动物组织器官的生理机能，认识它们之间的联系、认识它们 与环境互作的机制，也是动物生物化学的研究目的之一。
3.生物化学的发展历史和现状
3.1 历史回顾
我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献。 科学发展的道路不是平坦的，人们对事物的认识在正确与错误， 真理与谬误的斗争中前进，生物化学的发展也不例外。
大肠杆菌中的蛋白质组
❖ 基因表达的调节
1960年，F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时，相关酶的基因 表达时序受到严格的控制，于是提出了原核生物基因调节操纵子（ operon）模型，开辟了对基因表达调节研究的新领域。
本章主要内容：
生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学的发展历史与现状 与动物生产和动物健康的关系
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。
1.2 生物化学的分类：
①根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。
以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程 、酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology）， 已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。
遗传工程的工厂
4.与动物生产和健康的关系
生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基 础学科之一。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言 ”与有力的“工具”被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动 物生理学、动物营养学、动物遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病 理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊断学等学科有着不可分割的联 系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动物生产和动物健康事 业十分重要。
在分子水平、细胞和组织水平以及整体水平上全面、系统地 认识动物组织器官的生理机能，认识它们之间的联系、认识它们 与环境互作的机制，也是动物生物化学的研究目的之一。
3.生物化学的发展历史和现状
3.1 历史回顾
我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献。 科学发展的道路不是平坦的，人们对事物的认识在正确与错误， 真理与谬误的斗争中前进，生物化学的发展也不例外。
大肠杆菌中的蛋白质组
❖ 基因表达的调节
1960年，F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时，相关酶的基因 表达时序受到严格的控制，于是提出了原核生物基因调节操纵子（ operon）模型，开辟了对基因表达调节研究的新领域。
生物化学：第一章 绪论(1周1-3节)
生物化学 Biochemistry
第一章 绪 论（Introduction） 主要内容
一．生物化学的概念 二．生物化学的发展 三．生物化学与其他学科的关系 四．生物体的元素组成 五．生物分子（重点） 六．生物分子的相互作用（重点） 七．生物体系中的水（重点）
一、生物化学的概念
定义：是研究生命的分子和化学反应的科学，是运 用化学的原理和语言在分子水平上解释生命现象的 一门学科。
A hereditary disease（遗传性疾病） GAG GTG of DNA for -subunit of
hemoglobin, as a result Glu Val Sickle red blood cells is hard, sticky, they clog
the flow and break apart. This can cause pain, damage and a low blood count, or anemia.
.
生物化学在药物研究方面的应用实例
3'-Azido-2', 3'-Dideoxythymidine (AZT)
胸腺嘧啶
3’-叠氮-2’,3’-二脱氧胸腺嘧啶
the first drug approved in USA for the treatment of HIV infections. It acts as an inhibitor of viral reverse transcriptase in making DNA from the viral RNA
三、生物化学与其他学科的关系
化学
生物化学 现代生物学
相互渗透 相互促进 共同发展
(1) 生命科学中的化学问题是化学的重要研究内容 之一
第一章 绪 论（Introduction） 主要内容
一．生物化学的概念 二．生物化学的发展 三．生物化学与其他学科的关系 四．生物体的元素组成 五．生物分子（重点） 六．生物分子的相互作用（重点） 七．生物体系中的水（重点）
一、生物化学的概念
定义：是研究生命的分子和化学反应的科学，是运 用化学的原理和语言在分子水平上解释生命现象的 一门学科。
A hereditary disease（遗传性疾病） GAG GTG of DNA for -subunit of
hemoglobin, as a result Glu Val Sickle red blood cells is hard, sticky, they clog
the flow and break apart. This can cause pain, damage and a low blood count, or anemia.
.
生物化学在药物研究方面的应用实例
3'-Azido-2', 3'-Dideoxythymidine (AZT)
胸腺嘧啶
3’-叠氮-2’,3’-二脱氧胸腺嘧啶
the first drug approved in USA for the treatment of HIV infections. It acts as an inhibitor of viral reverse transcriptase in making DNA from the viral RNA
三、生物化学与其他学科的关系
化学
生物化学 现代生物学
相互渗透 相互促进 共同发展
(1) 生命科学中的化学问题是化学的重要研究内容 之一
生物化学-绪论
第一章 绪 论
•生物化学的概念及研究内容 •生物体的化学组成 •生物化学的发展 •生物化学的应用 •近代生物化学的发展 •生物化学参考书目
生物界是一个多层次的的复杂结构体系， 历经数亿年的发展变化，地球上大约200 万种生物呈现绚丽多彩、姿态万千的生命 世界。不同的生物，其形态、生理特征和 对环境的适应能力各不相同，都经历着生 长、发育、衰老、死亡的变化，都具有繁 殖后代的能力。
• Lavosier：法国化学家，首次证明动物的呼吸需要 氧气；同时证明燃烧过程是物质与氧的结合过程。
• Liebig（李比希）：德国化学家，是生物化学和有 机化学的创始人之一。首次提出新陈代谢这个学术 名词。
• Wohler(维勒）:与Liebig在同一个实验室，1828年在 实验室合成了尿素。从而推翻了有机化合物只有在 生物体内部合成的错误认识。
• 1919-1922，吴宪提出用比色法测定血糖； • 1924-1942，吴宪提出蛋白质变性学说。 • 汤佩松、殷宏章等在呼吸代谢、酶作用机理等方
面作出突出的贡献。 • 1965年，人工合成具有生物学活性的牛胰岛素；
1973年，测定了猪胰岛素的空间结构；1983年， 完成酵母丙氨酸tRNA的人工合成。 • 植物收缩蛋白的研究（阎隆飞等）。 • 生物膜结构与功能研究（杨福愉、黄芬等）。 • 蛋白质合成后的转运（信号肽、分子伴侣）。
• Embden（恩伯顿）：德国生物化学家，在糖代谢、脂 代谢及肝脏合成氨基酸方面做出了巨大贡献，与他人 一起证明了糖酵解途径。
• Krebs（克雷布斯）：英国人，发现了尿素循环和三 羧酸循环。（1953年 诺贝尔医学奖）
• Calvin：美国人，发现了光合碳代谢途径。光合磷酸 化过程。
• Hopkins（霍普金斯） ：英国生物化学家，1906年前 后发现维生素。
•生物化学的概念及研究内容 •生物体的化学组成 •生物化学的发展 •生物化学的应用 •近代生物化学的发展 •生物化学参考书目
生物界是一个多层次的的复杂结构体系， 历经数亿年的发展变化，地球上大约200 万种生物呈现绚丽多彩、姿态万千的生命 世界。不同的生物，其形态、生理特征和 对环境的适应能力各不相同，都经历着生 长、发育、衰老、死亡的变化，都具有繁 殖后代的能力。
• Lavosier：法国化学家，首次证明动物的呼吸需要 氧气；同时证明燃烧过程是物质与氧的结合过程。
• Liebig（李比希）：德国化学家，是生物化学和有 机化学的创始人之一。首次提出新陈代谢这个学术 名词。
• Wohler(维勒）:与Liebig在同一个实验室，1828年在 实验室合成了尿素。从而推翻了有机化合物只有在 生物体内部合成的错误认识。
• 1919-1922，吴宪提出用比色法测定血糖； • 1924-1942，吴宪提出蛋白质变性学说。 • 汤佩松、殷宏章等在呼吸代谢、酶作用机理等方
面作出突出的贡献。 • 1965年，人工合成具有生物学活性的牛胰岛素；
1973年，测定了猪胰岛素的空间结构；1983年， 完成酵母丙氨酸tRNA的人工合成。 • 植物收缩蛋白的研究（阎隆飞等）。 • 生物膜结构与功能研究（杨福愉、黄芬等）。 • 蛋白质合成后的转运（信号肽、分子伴侣）。
• Embden（恩伯顿）：德国生物化学家，在糖代谢、脂 代谢及肝脏合成氨基酸方面做出了巨大贡献，与他人 一起证明了糖酵解途径。
• Krebs（克雷布斯）：英国人，发现了尿素循环和三 羧酸循环。（1953年 诺贝尔医学奖）
• Calvin：美国人，发现了光合碳代谢途径。光合磷酸 化过程。
• Hopkins（霍普金斯） ：英国生物化学家，1906年前 后发现维生素。
生物化学
第一章．生物化学绪论1.生命的生物化学定义：生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。
但是已知某种病毒生物却无核酸(朊病毒)。
2.生命（生物体）的基本特征：（1）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）。
( 2 ) 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能。
( 3 )生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。
（4）生物具有个体发育和系统进化的历史。
( 5 )生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境有适应性。
3.化学是在原子、分子水平上，研究物质的组成，结构、性质和变化规律的一门基础自然科学。
生物化学就是生命的化学。
4.生物化学：运用化学的原理和方法，研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化，进而深入揭示生命活动的化学本质的一门科学。
5.生命体的元素组成：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。
第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。
这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。
第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。
这类元素也是组成生命体的基本元素。
第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。
是生物体内存在的主要少量元素。
第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。
偶然存在的元素。
6.生命分子是碳的化合物：生命有机体的化学是围绕着碳骨架组织起来的。
生物分子中共价连接的碳原子可以形成线状的、分支的或环状的结构。
7.生物（生命）分子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：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子。
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等小分子。
8 .生物大分子的结构与功能：研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。
9.生物化学的内容：静态生物化学：研究生物有机体的化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学：研究生命现象的物质代谢、能量代谢与代谢调节。
生物化学第一章绪论
引言概述：生物化学是研究生物体内化学结构、组织和生命活动的科学，它承接了有机化学、生物学和物理学等多个学科的基础知识，并运用这些知识来解析生物体内的复杂化学反应。
本文将围绕生物化学第一章的绪论部分展开叙述，重点介绍生命的起源、生物大分子、生命的能量转化、生物膜和细胞器等方面的内容。
正文内容：一、生命的起源1.生命的化学基础：讲述有机分子在地球早期的环境下的合成过程，以及如何形成简单有机分子的实验模拟研究。
2.生命的起源理论：介绍了地球早期环境和过渡环境中生命起源的几种理论，如原生生命体说、RNA世界假说等，并对比分析它们的优缺点。
3.生命的进化：阐述了生命的起源与进化之间的关系，以及自然选择和基因突变在生命进化中的作用。
二、生物大分子1.蛋白质：描述蛋白质的组成、结构和功能，包括氨基酸的基本性质和反应、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构以及蛋白质的功能多样性。
2.核酸：介绍DNA和RNA的结构和功能，包括核苷酸的组成、碱基配对的规则、DNA的双螺旋结构和复制等重要过程。
3.多糖：讲述多糖的种类和结构，包括淀粉、糖原和纤维素等，以及它们在生物体内的生理功能和代谢途径。
三、生命的能量转化1.糖代谢：详细阐述糖的有氧和无氧代谢途径，包括糖解、糖酵解、异源糖母嗣和糖异生等过程，以及这些过程的调控机制。
2.脂肪代谢：解析脂肪在生物体内的合成和降解途径，包括脂肪酸的合成、三酰甘油的降解和胆固醇的合成等重要过程。
3.氨基酸代谢：探讨氨基酸的合成和降解途径，以及转氨酶和脱氨酶在这些过程中的作用。
四、生物膜1.生物膜的结构：介绍生物膜的组成和结构，包括磷脂双分子层的构成、蛋白质和其他分子在生物膜中的分布以及生物膜的流动性等特点。
2.生物膜的功能：阐述生物膜在细胞内外界物质交换、信号传导和细胞间相互作用等方面的重要功能，并介绍生物膜的选择性通透性。
3.膜蛋白：探讨膜蛋白的结构和功能，包括通道蛋白、离子泵和受体蛋白，以及它们在维持细胞内外环境平衡和信号转导中的作用。
生物化学第一章绪论
1953及 1975年， Sanger分别研究出蛋白质序列和 核酸序列的测定方法 1961年，Jacob & Monod 提出了操纵子学说
1965年， Holly 排出酵母tRNAAla 的一级结构 1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密码 1970 年， Temin和 Baltimore 几乎同时发现逆向转录酶，证 实了 Temin 1964 年提出的“前病毒假说”，阐明在劳氏肉 瘤病毒（RSV）感染以后，首先产生含RNA病毒基因组全部 遗传信息的 DNA 前病毒，而子代病毒的 RNA 则是以前病毒 的DNA为模板进行合成。 1972 年～1973年， Berg 等成功地进行了 DNA 体外重组； Cohen创建了分子克隆技术，在体外构建成具有生物学功能 的细菌质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时，Boyer等 在 E.coli 中成功表达了人工合成的生长激素释放抑制因子基 因
后发现维生素
1926年，美国化学家J. B. Sumner首次得到脲酶结晶 1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究
30 年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳 蛋白酶，从而进一步证明酶是蛋白质
30年代，英国生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧 酸循环 40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了 基础 此外，糖酵解途径、光合碳代谢途径得到证明，发 现了维生素和激素、血红素、叶绿素等
第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮 性的转基因植物源食品。
这一代的转基因食品研究起始于20世纪70年代末80年代 初，是以转入抗除草剂基因、抗虫基因增加农作物的抗逆性 以及延迟成熟基因等为主要特点。
转基因抗虫水稻
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
1965年， Holly 排出酵母tRNAAla 的一级结构 1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密码 1970 年， Temin和 Baltimore 几乎同时发现逆向转录酶，证 实了 Temin 1964 年提出的“前病毒假说”，阐明在劳氏肉 瘤病毒（RSV）感染以后，首先产生含RNA病毒基因组全部 遗传信息的 DNA 前病毒，而子代病毒的 RNA 则是以前病毒 的DNA为模板进行合成。 1972 年～1973年， Berg 等成功地进行了 DNA 体外重组； Cohen创建了分子克隆技术，在体外构建成具有生物学功能 的细菌质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时，Boyer等 在 E.coli 中成功表达了人工合成的生长激素释放抑制因子基 因
后发现维生素
1926年，美国化学家J. B. Sumner首次得到脲酶结晶 1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究
30 年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳 蛋白酶，从而进一步证明酶是蛋白质
30年代，英国生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧 酸循环 40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了 基础 此外，糖酵解途径、光合碳代谢途径得到证明，发 现了维生素和激素、血红素、叶绿素等
第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮 性的转基因植物源食品。
这一代的转基因食品研究起始于20世纪70年代末80年代 初，是以转入抗除草剂基因、抗虫基因增加农作物的抗逆性 以及延迟成熟基因等为主要特点。
转基因抗虫水稻
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
生物化学-第一章绪论
脂肪酸、甘油和胆碱
•它们是脂肪和类脂质的组 成成分。类脂质中磷脂是 组建生物膜双层脂质的基 本物质。
2.物质代谢及调控
生代谢物是体生的物基体与本外特界征的新物陈质交代换谢过。程，
是活细胞进行的复杂的系列酶促反应过 程。
第一阶段：消化吸收
第二阶段：中间代谢过程
合成代谢、分解代谢、
第三阶段：排泄阶物段质互变、代谢调控和
SOD
对后续课程的作用
病理学 本课程为炎症、肿瘤、肝性脑病、酸碱 平衡学习提供分子基础。
药理学
酶类、溶栓类、肿瘤化疗类、抗病毒类、部 分降压类、糖尿病治疗类、降脂类药物的学 习均需生物化学知识。
专业课
内、外、妇、儿等专业课程发病机理、诊断 、治疗的学习必需有生物化学知识。
❖ 对象：一切生物有机体。 ❖ 医学生物化学以人体为研究对象，利用微生物
及动物实验研究获得大量有关生物分子的知识， 也可通过临床医疗实践积累人体生物化学的资 料。 ❖ 应用：其理论和技术广泛应用于临床实践和研 究。又与其他医学基础课程联系广泛。
二、生物化学的研究内容
生化的研究范围涉及整个生物界， 其内容以介绍生物界普遍存在的化 学物质和共同遵循的基本代谢规律 为主，适当结合专业实际。 课程内容主要由四部分组成：
20种氨基酸
2种单糖
•氨基酸是组成所有蛋白质分 子的单体，也参与许多其他结 构物质和活性物质的组成。
D-葡萄糖是植物光合作用的主要 产物，也是多糖化合物的主要单 体分子。D-核糖是核苷酸的组成 成分。
5种芳香族碱基
2种嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤）和 3种嘧啶（胞嘧啶、尿嘧啶、胸 腺嘧啶）分别参加核苷酸的组 成。核苷酸是DNA和RNA分子 的前体，也是核苷酸类辅酶和 高能磷酸化合物ATP等三磷酸核 苷酸的前体。
生物化学01绪论 ppt课件_
5 如何学习生物化学？
✓掌握基本概念，抓住重点； ✓重点掌握化学本质、结构特点与功能； ✓分析、比较、归纳 ； ✓学以致用，理论联系实际，重视实验课程； ✓课堂学习和课外阅读相结合； ✓结合每章习题，及时复习巩固所学知识。
6 教材及参考书
• 蛋白质和核酸是生命的最基本物质。
• 构成蛋白质的氨基酸有20多种（还有一些氨基核酸有两个基本特征和功能：一是核酸的自我复制， 二是核酸能指导、参与合成生物所特有的蛋白质。
3.1 新陈代谢
• 新陈代谢：生物体从环境摄取营养物转变为自身 物质，同时将自身原有组成转变为废物排出到环 境中的不断更新的过程。
4 学习食品生物化学的目的
• 充分理解食品的物质组成、各类营养物质的结构、 理化性质、对人体的营养作用以及其在人体内的代 谢过程和规律。
• 从分子水平理解人类的物质需要及食品各成分对人 类的影响及重要意义。
• 为从事食品科学与工程的研究和生产奠定科学思维 及实验技能。
• 食品资源的高效利用、食品加工技术水平的不断提 升、食品生物技术的应用拓展都需要生物化学的原 理与技术。
……
• 1953年，J. D. Watson和F. H. Crick提出了DNA双螺旋三 维结构模型，为阐明遗传信 息贮存、传递、表达，揭开 生命的奥秘奠定了基础。
• 1958年，Crick提出中心 法则。
• 1965年，中国成功地人工合成了牛胰岛素。这是 世界上第一个人工合成的蛋白质。
…… • 1985年，Mullis等发明了聚合酶链式反应
• 新陈代谢包括同化和异化两个基本过程。
• 同化作用：生物体不断地从外界摄取氧、水、蛋 白质、糖、脂类、无机盐和其他营养物质，通过 一系列化学反应，将这些转化为自身物质。
生物化学---绪论
人类基因组计划（HGP）
投资30亿 USD（美国能源部） 2003年，美、中、日、德、法、 英6国科学家宣布人类基因组图 绘制成功 ，已完成的序列图覆 盖人类基因组所含基因的99%。
•19世纪末路易·巴德斯（Louis Pasteur） 首先证明
•1897年爱德华.毕希纳 （Eduard Buchner）证明， 无细胞的酵母提取液仍能催化
活酵母细胞能够发酵。 发酵，他获1907年诺贝尔奖。
动态生物化学时期的主要发现： 1926年，萨姆纳(Sumner)从刀豆中制备了脲酶结晶，并证 明它的化学本质是蛋白质。 1931年，中国生物化学家吴宪提出了蛋白质变性的概念。 1932年，英国科学家克雷布斯（Krebs）用组织切片实验证 明了尿素合成反应，提出了鸟氨酸循环。 1937年，阐明了三羧酸循环的基本代谢途径。 1940年，德国科学家埃姆登（Embden）和迈尔霍夫 （Meyerhof）提出了糖酵解代谢途径。 1949年，E.Kennedy等证明F.Knoop提出的脂肪酸β-氧化 过程是在线粒体中进行的，并指出氧化的产物是乙酰CoA。
《生物化学》
绪论
Introduction
目录
一、生物化学与生命的关系 二、生物化学的发展史 三、生物化学的主要研究内容与任务 四、 生物化学与医学、护理学
学习目标
知识性目标 掌握生物化学的概念、生物大分子的含义、新陈代谢的 主要途径、能量转化的核心形式，以及遗传学中心法则。 熟悉生物化学的任务及主要研究内容。 了解生物化学的发展史、生物化学与医学的关系，生物 化学在护理工作中的作用。
技能性目标 通过本章学习，使学生能对生物化学有系统、整体认识。
生物化学的概念
生 物 化 学 （ biochemistry ） 是 研 究 生 物 体
《生物化学》绪论 第1章 蛋白质化学
定的蛋白质肽键断裂，各自得到一系列大小不同 的肽段。
⑷分离提纯所得的肽，并测定它们的序列。
⑸从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质
中全部氨基酸排列顺序。
一级结构确定的原则
蛋白质一级结构测定的战略原则是将大化小，逐
段分析，先后采用不同方法制成两套肽片断，并 对照两段肽段，找出重叠片断，排出肽的前后位 臵，最后确定蛋白质的完整序列。
α-螺旋结构
每个氨基酸残基的－NH
－与间隔三个氨基酸残 基的=C=0形成氢键。每 个 肽 键 的 =C=0 与 － NH －都参加氢键形成，因 此 保 持 了 α- 螺 旋 的 最 大 稳定性。
绝大多数蛋白质以右手
右手α螺旋
α- 螺 旋 形 式 存 在 。 1978 年发现蛋白质结构中也 有 左 手 α- 螺 旋 结 构 。
第一章 蛋白质化学
第一章 蛋白质化学
蛋白质是由不同的 α-氨基酸按一定
的序列通过酰胺键（蛋白质化学中专 称为肽键）缩合而成的，具有较稳定 的构像并具有一定生物功能的生物大 分子。
1.1 蛋白质的生物学意义
蛋白质是一切生物体的细胞和组织的主要组成成
分，也是生物体形态结构的物质基础，使生命活 动所依赖的物质基础。 蛋白质分子巨大、结构复杂，使得蛋白质的理论 研究及其应用受到限制。近年来在重组DNA技术 基础上发展起来的蛋白质工程为解决这方面的问 题提供了最大的可能性。蛋白质工程可改变蛋白 质的生物活性，改变蛋白质的稳定性，改变受体 蛋白质的特性。通过蛋白质工程可深入地研究蛋 白质的结构与功能的相互关系。
1.2 蛋白质的元素组成
经元素分析，蛋白质一般含碳50%~55%，氢
6%~8% ， 氧 20%~23% ， 氮 15%~18% ， 硫 0%~4%。 有的蛋白质还含有微量的磷、铁、锌、铜、钼、 碘等元素。 氮含量在各种蛋白质中比较接近，平均为16%。 因此，一般可由测定生物样品中的氮，粗略的 计算出蛋白质的含量。（1g的氮≈ 6.25 g的蛋 白质）
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生产豆腐的工艺（贾思勰的《齐民要术》， 是我国最 早的一部完整的古农书）。
• 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
• 近代生化发展史：
（1）静态生化：18世纪下半叶开始，主要工作：
组成、结构、生理功能（萌芽时期）
时广M期泛（e特深l1美v9i征入n1国1E：的-化ll对研i1学s9C生究家9a7l物，）vin物基质本代阐谢明、了19平酶6尔1衡的年化等化获学进学诺奖行本贝了质 以及与能量代谢有关的物质代谢途径。
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机能生化
指出镰刀形红细 胞贫血是一种分 子病，并于1951 年提出蛋白质存 在二级结构。
（2）动态生化：1930年后研究代谢过程（奠基时期）
生（化3）在机几能十生年化：中分飞子速生发物展学，、蛋在白较质短、年核代酸里、 集 中着大量科学发现D。NA其--中双很螺旋多模都型称--的分子上遗是传人学类 认识自然界的里程（碑发，展有时期划）时代的意义。有相 当数量的科学家因此获得“诺贝尔奖”
首次证明了蛋白质
是多肽；发现酶的
专一性，提出并验
证了酶催化作用的
“锁－匙”学说；
赫尔曼·埃米尔·费歇尔 合成了糖及嘌呤。
Hermann Emil Fischer
（1852-1919） 德国化学家
1902年获得诺贝尔奖 生物化学的创始人
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动态生化
得到脲酶的结晶， 证明了酶的化学本 质是蛋白质。
生物体的化学组成，及其在体内的代谢转 变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。
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1.1 生物化学的研究内容
• 生物体的化学组成，生物分子的结构、
性质及功能；
• 生物分子的分解与合成，反应过程中的
能量变化，及新陈代谢的调解与控制；
• 生物信息分子的合成及其调控，也就是
遗传信息的贮存、传递和表达 从分子水平上探索和解释生长、发育、 遗传、记忆与思维等复杂生命现象的本质
詹姆斯·B·萨姆纳 James Batcheller Sumner
（1887-1955） 美国化学家
1946年诺贝尔 化学奖
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动态生化
三羧酸循环或柠檬酸循环 或克氏循环 （Tricarboxylic acid cycle
or Citric Acid cycle or Krebs cycle）
安托万-洛朗·德·拉瓦锡 Antoine-Laurent de Lavoisier
(1743-1794) 法国化学家
生物氧化及 能量代谢研 究的开端
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静态生化
尤斯图斯·冯·李比希
Justus von Liebig （1803－1873）
德国化学家
是农业化学的奠基 人，也是生物化学 和碳水化合物化学 的创始人之一。首 次提出新陈代谢这 个学术名词。发现 了马尿酸、氯仿。
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静态生化
与Liebig 1828年在实
验室合成了尿素。
从而推翻了有机化合
弗里德里希·沃勒 Friedrich Wöhler
物只有在生物体内部 合成的错误认识。
（1800－1882）
德国化学家
时期特征：生物体内糖类、脂类及氨基酸等
均被详尽的研究
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动态生化
1890-1902 Fischer
克雷布斯
Hans Adolf Krebs （1900-1981） 英国化学家
1953年的诺贝尔生 理学或医学奖
代谢研究的里程碑
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动态生化
因与 Andrew Benson 和 James Bassham 发现卡尔文循环， 或称Calvin-BensonBassham 循环 而声名显著 梅尔文·埃利斯·卡尔文
莱纳斯·鲍林
Linus Carl Pauling （1901-1994） 美国化学家
1954年获诺贝尔化学奖 1962年获诺贝尔和平奖 量子化学和结构生物学
的先驱者之一
第18页/共46页
机能生化
弗朗西斯·克里克 （Francis H. Crick）
1953年首次描绘了DNA双螺旋结构 模型，使人们第一次获知基因结构 的实质
言就是化学。”
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生物化学
• Biochemistry、Biological chemistry 、
Chemistry of life、 Physiological chemistry
• 用化学的方法研究生物体的物质组成及其
在生命活动过程中所发生的化学变化；
• 在分子水平揭示生命体深层次的内在规律； • 用化学的原理和方法，从分子水平来研究
生命的多样性
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• 自我复制(self-replication) • 自我装配(self-assemble) • 自我调节(self-regulation)
生命是什么？
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生命的共同“语言”－化学
著名的诺贝尔获奖者--阿瑟·科 恩伯格（Arthur Kornberg） 在哈佛大学医学院建校100周 年时说：“所有的有机生命体 都有一个共同的语言，这个语
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静态生化
1770-1786年，分离得到 甘油、柠檬酸、苹果酸、 乳酸、尿酸、酒石酸等。
卡尔·威尔海姆·舍勒
Carl Wilhelm Scheele （1742－1786） 瑞典化家学
奠定现代生物化学 基础的工作
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静态生化
1780-1789 Lavoisier 研究“生物体内的燃 烧”，指出此类“燃 烧”耗氧并排出二氧 化碳。后人称他为 “生物化学之父”
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1.2 生物化学发展简史
• 可以追溯到人类早期对食物的选择和初步加
工；
• 作为一门独立的自然科学，只有近200年的
历史，即18世纪后才逐步形成的；
• 1877年德国医生霍佩-赛勒（Hope-Sayler）
首次提出Biochemie一词；
• 但是其发展非常迅速，目前已成为自然科学
领域发展最快、最引人注目的学科之一。
Life is beautiful!
生机盎然
郁郁葱葱
再也没有什么比生命更加美丽 What makes our globe so lively and beautiful?
Nothing is more beautiful than life!
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Diverse is beautiful!
生产豆腐的工艺（贾思勰的《齐民要术》， 是我国最 早的一部完整的古农书）。
• 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
• 近代生化发展史：
（1）静态生化：18世纪下半叶开始，主要工作：
组成、结构、生理功能（萌芽时期）
时广M期泛（e特深l1美v9i征入n1国1E：的-化ll对研i1学s9C生究家9a7l物，）vin物基质本代阐谢明、了19平酶6尔1衡的年化等化获学进学诺奖行本贝了质 以及与能量代谢有关的物质代谢途径。
第17页/共46页
机能生化
指出镰刀形红细 胞贫血是一种分 子病，并于1951 年提出蛋白质存 在二级结构。
（2）动态生化：1930年后研究代谢过程（奠基时期）
生（化3）在机几能十生年化：中分飞子速生发物展学，、蛋在白较质短、年核代酸里、 集 中着大量科学发现D。NA其--中双很螺旋多模都型称--的分子上遗是传人学类 认识自然界的里程（碑发，展有时期划）时代的意义。有相 当数量的科学家因此获得“诺贝尔奖”
首次证明了蛋白质
是多肽；发现酶的
专一性，提出并验
证了酶催化作用的
“锁－匙”学说；
赫尔曼·埃米尔·费歇尔 合成了糖及嘌呤。
Hermann Emil Fischer
（1852-1919） 德国化学家
1902年获得诺贝尔奖 生物化学的创始人
第14页/共46页
动态生化
得到脲酶的结晶， 证明了酶的化学本 质是蛋白质。
生物体的化学组成，及其在体内的代谢转 变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。
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1.1 生物化学的研究内容
• 生物体的化学组成，生物分子的结构、
性质及功能；
• 生物分子的分解与合成，反应过程中的
能量变化，及新陈代谢的调解与控制；
• 生物信息分子的合成及其调控，也就是
遗传信息的贮存、传递和表达 从分子水平上探索和解释生长、发育、 遗传、记忆与思维等复杂生命现象的本质
詹姆斯·B·萨姆纳 James Batcheller Sumner
（1887-1955） 美国化学家
1946年诺贝尔 化学奖
第15页/共46页
动态生化
三羧酸循环或柠檬酸循环 或克氏循环 （Tricarboxylic acid cycle
or Citric Acid cycle or Krebs cycle）
安托万-洛朗·德·拉瓦锡 Antoine-Laurent de Lavoisier
(1743-1794) 法国化学家
生物氧化及 能量代谢研 究的开端
第11页/共46页
静态生化
尤斯图斯·冯·李比希
Justus von Liebig （1803－1873）
德国化学家
是农业化学的奠基 人，也是生物化学 和碳水化合物化学 的创始人之一。首 次提出新陈代谢这 个学术名词。发现 了马尿酸、氯仿。
第12页/共46页
静态生化
与Liebig 1828年在实
验室合成了尿素。
从而推翻了有机化合
弗里德里希·沃勒 Friedrich Wöhler
物只有在生物体内部 合成的错误认识。
（1800－1882）
德国化学家
时期特征：生物体内糖类、脂类及氨基酸等
均被详尽的研究
第13页/共46页
动态生化
1890-1902 Fischer
克雷布斯
Hans Adolf Krebs （1900-1981） 英国化学家
1953年的诺贝尔生 理学或医学奖
代谢研究的里程碑
第16页/共46页
动态生化
因与 Andrew Benson 和 James Bassham 发现卡尔文循环， 或称Calvin-BensonBassham 循环 而声名显著 梅尔文·埃利斯·卡尔文
莱纳斯·鲍林
Linus Carl Pauling （1901-1994） 美国化学家
1954年获诺贝尔化学奖 1962年获诺贝尔和平奖 量子化学和结构生物学
的先驱者之一
第18页/共46页
机能生化
弗朗西斯·克里克 （Francis H. Crick）
1953年首次描绘了DNA双螺旋结构 模型，使人们第一次获知基因结构 的实质
言就是化学。”
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生物化学
• Biochemistry、Biological chemistry 、
Chemistry of life、 Physiological chemistry
• 用化学的方法研究生物体的物质组成及其
在生命活动过程中所发生的化学变化；
• 在分子水平揭示生命体深层次的内在规律； • 用化学的原理和方法，从分子水平来研究
生命的多样性
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• 自我复制(self-replication) • 自我装配(self-assemble) • 自我调节(self-regulation)
生命是什么？
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生命的共同“语言”－化学
著名的诺贝尔获奖者--阿瑟·科 恩伯格（Arthur Kornberg） 在哈佛大学医学院建校100周 年时说：“所有的有机生命体 都有一个共同的语言，这个语
第9页/共46页
静态生化
1770-1786年，分离得到 甘油、柠檬酸、苹果酸、 乳酸、尿酸、酒石酸等。
卡尔·威尔海姆·舍勒
Carl Wilhelm Scheele （1742－1786） 瑞典化家学
奠定现代生物化学 基础的工作
第10页/共46页
静态生化
1780-1789 Lavoisier 研究“生物体内的燃 烧”，指出此类“燃 烧”耗氧并排出二氧 化碳。后人称他为 “生物化学之父”
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1.2 生物化学发展简史
• 可以追溯到人类早期对食物的选择和初步加
工；
• 作为一门独立的自然科学，只有近200年的
历史，即18世纪后才逐步形成的；
• 1877年德国医生霍佩-赛勒（Hope-Sayler）
首次提出Biochemie一词；
• 但是其发展非常迅速，目前已成为自然科学
领域发展最快、最引人注目的学科之一。
Life is beautiful!
生机盎然
郁郁葱葱
再也没有什么比生命更加美丽 What makes our globe so lively and beautiful?
Nothing is more beautiful than life!
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Diverse is beautiful!