1-绪论(生物化学)
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第一章 绪论生物化学
静态生物化学
动态生物化学
糖类化学 脂类化学 蛋白质化学 核酸化学 酶学 代谢与能量 糖类代谢
静态生物化学
动态生物化学
脂类代谢
蛋白质代谢 核酸代谢 代谢调节
蛋白质的降解 氨基酸代谢 蛋白质的生物合成
核酸的降解 核苷酸代谢 核酸的生物合成
绿色植物的光合作用
O2
CO2+H2O
光合作用：在多种酶的催化下，绿色植物吸收太阳的 光能，把CO2和H2O合成有机物，同时释放氧气的过程。
（1）遗传的化学本质
“种瓜得瓜，种豆得豆”
（2）酶作用的化学本质
（3）能量转化的化学本质
一辆汽车怎样行使开动？ 一个正常人靠什么生存下去？ 植物靠什么来生存？
生物化学的内容
研究生物体内各种化合物的结构、 化学性质和功能（主要有糖类、 脂类、蛋白质、核酸、酶、维生 素和激素） 研究构成生物体的基本物质在生 命活动中进行的化学变化，即新 陈代谢及代谢过程中能量的转换 和调节
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生物化学
Click to edit Master text styles Second level Third level
Biochemistry
主讲教师：谷 娜
Fourth level Fifth level
第一章 绪论
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成绩评定 平时成绩20%（课堂出勤+回答问题+作业） 期末考试成绩80%（闭卷）
六、使用教材及参考书
使用教材：
生物化学（第二版） 古练权，高等教育出版社出版，2011年
教材的特点 1）针对化学专业的生物化学，容易，需要 补充 2）从化学的角度出发
第一章 生物化学绪论
生物化学不仅是一门对生命科学有着指导性的基础
理论学科，也是一门对国民经济有着重要意义之一的应用
学科，主要表现在以下几个方面：
（1）生物化学在工业上的应用
生物化学是食品发酵工业理论基础。
例如：食品工业制酱、酿酒、制醋；纺织工业上棉布浆化； 制革业上的毛皮毛脱脂；
（2）生物化学在农业上应用
生物化学也是农业的基础课。农作物的代谢都离不开生物 化学，以及农作物病虫防治等等。
Biochemistry 或 Biological Chemistry
现译为“生物化学”，简称“生化”。 实用文档
2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪
初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德
国，由德国而传到美国和英国。在20世纪
后，再由上述国家流传于其他各国。大约
生物化学
BIOCHEMISTRY
主讲：生物与制药工程学院 申 宁 实用文档
第一章 绪 论
生命与生物化学
实用文档
一 、生命的定义
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
实用文档
地球充满着生物，从最简单的病毒到菌 藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类， 千姿百态。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。
真核细胞中含有被核膜包着的核
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真核细胞的结构
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植物细胞的结构
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原核生物：地球上数量最多、分 布最广。代谢系多样性能适应各种 环境。 真核生物：一般为原核细胞的上千 倍～上万倍，有核，其构造与机能 均比原核生物复杂。
(完整版)生物化学绪论
兰州科技职业学院课程名称：生物化学授课教师：李妮 No: __4___第一章绪论生物化学：研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学，称为生物化学。
分子生物学:通常将生物大分子的结构、功能及其代谢调控等的研究，称为分子生物学。
从广义的角度可将分子生物学视为生物化学的重要组成部分。
一、生物化学发展简史生物化学是既古老又年轻的一门学科。
在我国可追溯到公元前21世纪，而欧洲约为200年前。
直到 1903年才由德国科学家C.A. Neuberg 提出“Biochemistry” 而成为一门独立的学科。
(一)古代生物化学的发展1. 公元前21世纪我国人民已能用曲(麯 )造酒，称曲为酒母，即酶。
2. 公元前12世纪前，我们的祖先已能利用豆、谷、麦等为原料，制成酱、饴和醋，饴是淀粉酶催化淀粉水解的产物，这足已表明是酶学的萌芽时期。
3. 汉代淮南王刘安制作豆腐，说明当时在提取豆类蛋白质方面已经应用了近代生物化学及胶体化学的方法。
4. 公元7世纪孙思邈用猪肝治疗雀目的记载，实际上是用富含维生素A的猪肝治疗夜盲症。
5. 北宋沈括记载的“秋石阴炼法”，实际上就是采用皂角汁沉淀等方法从尿中提取性激素制剂。
6. 明末宋应星记载的用石灰澄清法将甘蔗制糖的工艺，被近代公认为最经济的方法。
(二)近代生物化学的发展1. 18世纪下半叶，德国药师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。
2.法国化学家voisier的实验证明，有机体的呼吸和蜡烛的燃烧同样都是碳氢化合物的氧化。
在氧化过程中，氧被消耗而水和二氧化碳被生成，同时放出热能。
这一发现被视为生物氧化研究的开端。
3. 1868年瑞士青年医生F.Miescher发现了核素，后来定名为核酸，为后续的研究作出了重要贡献。
(三)现代生物化学的发展1. 20世纪初期德国化学家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。
生物化学笔记(完整版)
第一章绪论一、生物化学的的概念：生物化学〔biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学与物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的开展：1．表达生物化学阶段：是生物化学开展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以与生物体的分泌物和排泄物。
2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃开展的时期。
就在这一时期，人们根本上弄清了生物体各种主要化学物质的代途径。
3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。
三、生物化学研究的主要方面：1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以与水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。
2．物质代：物质代的根本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代→排泄。
其中，中间代过程是在细胞进展的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代，分解代，物质互变，代调控，能量代几方面的容。
3．细胞信号转导：细胞存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代、生理活动与生长分化。
4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，提醒结构与功能之间的关系。
5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要容。
第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的根本组成单位。
构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。
2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。
二、肽键与肽链：肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。
第一章 生物化学绪论
从广义的角度可将分子生物学视为生物化 学的重要组成部分。
第一节、生物化学发展简史
生物化学是在近代化学和生理学的基础上逐渐发展 起来的，故最初称为“生理化学”。直到 1903年才由 德国科学家C.A. Neuberg 提出“Biochemistry” 而成 为一门独立的学科。 纵观生物化学的发展史，可大致分为三个阶段，即 叙述生物化学、动态生物化学和分子生物学阶段。
第三节 生物化学与药学的关系
由生物化学、分子生物学、微生物学相结合而快速发展起
来的现代生物技术已有可能生产人体内几乎所有痕量、稀有 的多肽和蛋白质， 这些技术包括基因工程、酶工程、细胞工 程和发酵工程。生物技术制药从1982年重组人胰岛素上市至 今新批准用于治疗的生物技术药物已超百种，我国亦有包括 胰岛素、白细胞介素、干扰素、促红细胞生成素、粒细胞集 落刺激因子、胸苷激酶基因工程细胞制剂，乙肝疫苗共20多 种生物技术药物批准上市。 因此生物化学基本理论、方法和技术是药学专业学生 必备的理论知识和实践技能。
第一节、生物化学发展简史
20世纪70年代Berg成功地进行了DNA 体外重组， 标志现代基因工程的诞生。20世纪80年代后，分子 生物学和基因工程得以飞速发展，推动了医药工业 和农业的发展。20世纪末启动人类基因组计划，经 近10年努力，终于在2001年2月由人类基因组计划 和Cerela共同公布了人类基因组草图。这是人类认 识生命本质的又一重大突破。将为人类的健康和疾 病的研究带来根本性的变革。
第二节
生物化学研究的主要内容
二、物质代谢、能量代谢及代谢调节
组成生物体的物质不断地进行着复杂而有规律的化学 变化，即新陈代谢。新陈代谢是生命的基本特征之一。生 物经新陈代谢不断与外界环境进行物质交换，以维持生物 体的繁殖、生长、发育、修补和自我更新。 物质代谢 新陈代谢 能量代谢
第一节、生物化学发展简史
生物化学是在近代化学和生理学的基础上逐渐发展 起来的，故最初称为“生理化学”。直到 1903年才由 德国科学家C.A. Neuberg 提出“Biochemistry” 而成 为一门独立的学科。 纵观生物化学的发展史，可大致分为三个阶段，即 叙述生物化学、动态生物化学和分子生物学阶段。
第三节 生物化学与药学的关系
由生物化学、分子生物学、微生物学相结合而快速发展起
来的现代生物技术已有可能生产人体内几乎所有痕量、稀有 的多肽和蛋白质， 这些技术包括基因工程、酶工程、细胞工 程和发酵工程。生物技术制药从1982年重组人胰岛素上市至 今新批准用于治疗的生物技术药物已超百种，我国亦有包括 胰岛素、白细胞介素、干扰素、促红细胞生成素、粒细胞集 落刺激因子、胸苷激酶基因工程细胞制剂，乙肝疫苗共20多 种生物技术药物批准上市。 因此生物化学基本理论、方法和技术是药学专业学生 必备的理论知识和实践技能。
第一节、生物化学发展简史
20世纪70年代Berg成功地进行了DNA 体外重组， 标志现代基因工程的诞生。20世纪80年代后，分子 生物学和基因工程得以飞速发展，推动了医药工业 和农业的发展。20世纪末启动人类基因组计划，经 近10年努力，终于在2001年2月由人类基因组计划 和Cerela共同公布了人类基因组草图。这是人类认 识生命本质的又一重大突破。将为人类的健康和疾 病的研究带来根本性的变革。
第二节
生物化学研究的主要内容
二、物质代谢、能量代谢及代谢调节
组成生物体的物质不断地进行着复杂而有规律的化学 变化，即新陈代谢。新陈代谢是生命的基本特征之一。生 物经新陈代谢不断与外界环境进行物质交换，以维持生物 体的繁殖、生长、发育、修补和自我更新。 物质代谢 新陈代谢 能量代谢
生物化学1.绪论PPT课件
1.3 研究新陈代谢规律及其调控是开发微生物发酵工业 的基础
氨基酸、酶（含遗传工程酶）、抗生素、植物生长激 素、维生素C等也可通过微生物发酵手段进行生产。发酵 产物的提炼和分离及下游加工技术也必须依赖于生物化学 理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其调节控 制对于选育高产优质的菌株﹑筛选最佳发酵理化因子及提 高发酵效率具有指导意义。
蛋白质
该法则是生物体传递并表达遗传信息的基础。
生物体内的代谢网络非常复杂，而生物体的各种反 应却能有条不紊的进行，这是受到精密的调节机制调控 的，其中包括细胞或酶水平的调节以及激素和神经系统 的调节。
2）和 3）这部分内容反映生物体内物质能量转化的动态 过程，被称为动态生化。
2. 生物化学与药学科学
生物化学是一门重要的医药学基础课程，也 是现在发展最快的学科之一，它从分子水平阐明 生命现象本质，是学习、认识疾病，认识药物治 病原理不可缺少的基础。同时，生物化学基础研 究及其技术的发展与现代药学科学的发展具有越 来越来密切的联系，呈现了巨大的应用潜力。
生化往往是阐明机理，选择合理工艺途径， 提高产品质量，探索新工艺，研制新产品的理论 基础。
1.2 生物化学理论和方法促进生物药物研究与开发
生化药物是一类采用生化方法化学合成从生物体分离、纯 化所得并用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质。这些 药物的特点是来自生物体，基本生化成份即氨基酸、肽、蛋 白质、酶与辅酶、多糖（粘多糖类）脂质、核酸及其降解产 物。这些物质成分均具有生物活性或生理功能，毒副作用极 小，药效高而被服用者接受。生化药物在制药行业和医药上 占有重要地位。如氨基酸、核苷酸（所谓基因营养物）、 SOD、 紫杉醇等已经应用于临床治疗。
生物化学(Biochemistry)
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。
生物化学名词解释
第一部分绪论1.生物化学（Biochemistry）：是生命的化学，是研究生物体的化学组成和生命过程中的化学变化规律的一门科学。
是从分子水平来研究生物体（人、动物、植物和微生物）内基本物质的化学组成、结构及在生命活动中这些物质所进行的化学变化的规律及其与生理功能的关系的一门科学，是一门生物学与化学相结合的基础学科。
2.新陈代谢：生物体内的各种基本物质在生命过程中不断进行着相互联系、相互制约、相互对立而又统一的、多样复杂的、又有规律的化学变化，其结果是生物体与外界环境进行有规律的物质交换，称为新陈代谢。
通过新陈代谢为生命活动提供所需的能量，更新体内基本物质的化学组成，这是生命现象的基本特征，是揭示生命现象本质的重要环节。
3.分子生物学（molecular biology）：是现代生物学的带头学科，它主要研究遗传的分子基础，生物大分子的结构与功能和生物大分子的人工设计与合成，以及生物膜的结构与功能等。
第二部分维生素与微量元素1.维生素（vitamin）：是维持人体生命活动必需的一类有机物质，也是保持人体健康的重要活性物质。
维生素在体内的含量很少，但在人体生长、代谢、发育过程中却发挥着重要的作用。
机体不能合成或合成量不足，不能满足机体的需要，必须经常通过食物中获得，人体对维生素的需要量很小。
2.微量元素（trace element）：微量元素是指人体中每人每天需要量在100mg以下的元素，虽然所需甚微，但生理作用却十分重要，如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等。
3.水溶性维生素（water-soluble vitamins）：一类能溶于水的有机营养分子。
其中包括在酶的催化中起着重要作用的B族维生素以及抗坏血酸（维生素C）等。
4.脂溶性维生素（lipid soluble vitamin）：由长的碳氢链或稠环组成的聚戊二烯化合物。
脂溶性维生素包括维生素A、D、E和K，这类维生素能被动物贮存。
5.维生素原（provitamin）：某些物质本身不是维生素，但是可以在生物体内转化成维生素，这些物质称为维生素原。
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》-绪论
1896年
爱德华·布赫纳发现无细 胞发酵
1833年
安塞姆·佩恩发现了第一 个酶——淀粉酶
1865年
孟德尔通过豌Βιβλιοθήκη 杂交实验，提出了 遗传的分离定律和自由组合定律
1877年
霍佩·赛勒首次提出名词“Biochemie”，即英 语中的“Biochemistry”（生物化学）
第一节 生物化学概述
（一）静态生物化学时期
0 1 对糖类、脂类和氨基 酸的性质进行了较为 系统的研究
0 2 发现了核酸
一、生物化学发展简史
主要 贡献
0 3 从血液中分离出了血 红蛋白
0 4 发现了酵母发酵过程中 存在“可溶性催化剂” 奠定了酶学的基础
第一节 生物化学概述
一、生物化学发展简史
（二）动态生物化学时期
20世纪初期至中期--生物化学发展的蓬勃发展阶段
（一）生物大分子的结构与功能
➢生物大分子是构成生命的基础物质，主要包括蛋 白质、核酸、多糖和复合脂类等
➢人体内生物大分子是由基本结构单位按照一定的 顺序和方式相互连接而成的多聚体，具有种类繁 多、结构复杂、功能各异，但其结构有一定的规 律性等特点，分子量一般大于104
➢生物大分子多数具有生物信息功能，因此也被称 为生物信息分子.
1953年
1966年
尼伦伯等人破译了mRNA分
詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提
子中的遗传密码
出了DNA双螺旋结构模型
2003年
美、中、日、德、法、英等六国科学 家宣布人类基因组序列图绘制成功
1958年
弗朗西斯·克里克提出了
遗传信息传递的中心法则
1985年
美国科学家率先提出“人类基因组计 划”，该计划于1990年正式启动
《生物化学》绪论
① 发现了必需氨基酸、维生素和激素等物质，并能够将其分离与合成； ② 认识了酶的化学本质是蛋白质，并成功制备了酶晶体； ③ 由于化学分析及同位素示踪技术的发展与应用，对生物体内主要物质的代谢途径已基本确
定，如糖代谢、脂肪酸的β氧化、尿素的合成途径及三羧酸循环等。
- 19 -
第二节 生物化学发展简史
成
➢ 1937年，汉斯·阿道夫·克雷布斯阐明三羧酸循环；
果
➢ 1940年，恩布登·埃姆顿、奥托·迈尔霍夫和杰克布·帕纳斯阐明糖酵解的作用机理；
➢ 1944年，奥斯瓦尔德·埃弗里、麦克林恩·麦克劳德、科林·麦卡蒂三人通过著名的肺炎球菌实
验证明DNA是细胞遗传信息的基本物质。
- 18 -
这个时期生物化学的发展：
DNA
RNA
蛋白质
-8-
结论：
生物大分子种类繁多、结构复杂、功能各异的特征决定了它们在生物体中的重要作用，我 们要想揭开多彩生命的面纱，一探生命现象的本质，就必须对生物大分子基本结构单位的种类、 排列方式、空间结构及结构功能关系进行研究。
-9-
第一节 生物化学概述
基因信息的传递与调控
生物体在繁殖的过程中，决定生物特性的基因信息是代代相传的。现已证明，除一部分病毒的遗传物质是 RNA外，其余的病毒及全部具典型细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。
- 22 -
2 生物化学作为医学的基础，为疾病预防、诊断和治疗提供了理论基础。 例如，肝癌患者的甲胎蛋白含量会升高，急性黄疸性肝炎患者血液中的谷丙转氨酶、谷草转氨酶的 活力会升高等。在临床上，许多疾病的诊断越来越多地依靠于生化指标的测定。
- 23 -
第三节 生物化学与医学
二、医学专业学生学习生物化学的目的 你想通过学习这门课程获得什么知识？达到什么要求？
定，如糖代谢、脂肪酸的β氧化、尿素的合成途径及三羧酸循环等。
- 19 -
第二节 生物化学发展简史
成
➢ 1937年，汉斯·阿道夫·克雷布斯阐明三羧酸循环；
果
➢ 1940年，恩布登·埃姆顿、奥托·迈尔霍夫和杰克布·帕纳斯阐明糖酵解的作用机理；
➢ 1944年，奥斯瓦尔德·埃弗里、麦克林恩·麦克劳德、科林·麦卡蒂三人通过著名的肺炎球菌实
验证明DNA是细胞遗传信息的基本物质。
- 18 -
这个时期生物化学的发展：
DNA
RNA
蛋白质
-8-
结论：
生物大分子种类繁多、结构复杂、功能各异的特征决定了它们在生物体中的重要作用，我 们要想揭开多彩生命的面纱，一探生命现象的本质，就必须对生物大分子基本结构单位的种类、 排列方式、空间结构及结构功能关系进行研究。
-9-
第一节 生物化学概述
基因信息的传递与调控
生物体在繁殖的过程中，决定生物特性的基因信息是代代相传的。现已证明，除一部分病毒的遗传物质是 RNA外，其余的病毒及全部具典型细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。
- 22 -
2 生物化学作为医学的基础，为疾病预防、诊断和治疗提供了理论基础。 例如，肝癌患者的甲胎蛋白含量会升高，急性黄疸性肝炎患者血液中的谷丙转氨酶、谷草转氨酶的 活力会升高等。在临床上，许多疾病的诊断越来越多地依靠于生化指标的测定。
- 23 -
第三节 生物化学与医学
二、医学专业学生学习生物化学的目的 你想通过学习这门课程获得什么知识？达到什么要求？
生物化学绪论
核仁： 核酸：
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
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1997年，英国罗斯林研究所首次用体细胞“克隆” 培育法获得绵羊——多利。
1998年，美科学家成功地在体 外培养和增殖了人体胚胎干细胞。 干细胞研究因此被美国《科学》杂 志评为1999年度世界十大科学成就 之冠。
21世纪
2000年，六国科学家绘制完成人 类基因组“工作框架图”，2001年公布 了人类基因组图谱及初步分析结果。 2004年发现“垃圾DNA”不是“垃圾”。
细胞是生物体的基本结构单元
细 胞 的 基 本 构 成
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。”
DNA是生命体的“共同语言”
生物体的化学组成
刘思职
1940 我国生物化学家刘思 职发现抗体、抗原反应存在 定量关系。
人类基因组计划中国协调人杨焕明
◆ 生物化学的重要成就
20世纪50年代1953年 Watson和Crick提出了 DNA双螺旋结构模型 ——分子生物学的里程碑。
1958年Watson 和Crick提出分子遗传的 中心法则。
20世纪70年代
蛋白质变性的理论是我国科学家吴宪创立的。
我国生物化学的开拓者——吴宪教授
蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述 性丛书《Advances in Protein Chemistry》第 47卷（1995年）发表了美国哈佛大学教授、蛋 白质研究的老前辈J. T. Eddsall的文章“吴宪与 第一个蛋白质变性理论（1931）Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)”，对吴宪教授的学术成就 给予了极高的评价。该卷还重新刊登了吴宪教 授六十四年前关于蛋白质变性的论文。一篇在 1931年发表的论文居然在1995年仍然值得在第 一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际 科学界的一件极为罕见的大事。
➢ 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。
生物分子
生物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。
七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、 蛋白质、维生素、氧
第二节
发展简史
1780-1789 Lavoisier（法） 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 是生物化学之父。
1830-1842 Liebig（德）将食物 分为糖、脂、蛋白质类，提出 “代谢”一词，证明动物体温形 成是食物在体内“燃烧”的缘故。 最先写出两本生物化学相关专著。
2002年，发现小分子核糖核酸 （microRNA），破译老鼠基因组。
1890－1902 Fischer（德）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；合成了糖及嘌呤。1902年获诺 贝尔奖。
生物化学的创始人埃米尔·费舍尔（Emil Fischer）
1937年 Krebs（英）发 现三羧酸循环，1953年 获诺贝尔奖。
汉斯·克雷勃斯（Hans A. Krebs）
詹姆斯·沃森（James D. Watson）
Hamilton O. Smith
Daniel Nathans
Werner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）用核酸 Paul Berg 限制性内切酶EcoR1，首次基 因重组成功。
概念
生物化学是用化学的原理和方法，从分子 水平来研究生物体的化学组成，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。
第一节
生命
一、生命的定义
自我复制(self-replication) 自我装配(self-assemble) 自我调节(self-regulation)
一个边界 一套执行机构 一套遗传机构
自然界 所有的 生命物 体都由 三类物 质组成 水、无 机离子 和生物 分子
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。
Herbert Boyer Stanley Cohen
2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。
我国生物化学家的贡献
1965年我国在世界上首先用人工方法合成有 生物活性的结晶牛胰岛素。
1971年用X射线衍射测定了牛胰岛素的空间 结构
1979年我国用人工方法合成酵母丙氨酸转运 核糖核酸。
1949 Pauling（美）指出镰 刀形红细胞性贫血是一种分 子病，并于1951年提出蛋白 质存在二级结构。 1954年获 诺贝尔奖
李纳斯·鲍林（Linus Pauling）
1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺旋结 构模型，1962年共获诺贝尔奖。
弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick）
1972年，Berg 等完成了世界上首次 DNA体外重组实验，1973年，Cohen 等 成功进行了另一个体外重组实验， 从而 诞生了一门崭新的技术——基因工程。
20世纪80年代
1981 年，Cech在四膜虫中发现有催化功能的RNA （核酶，Ribozyme）。
20世纪90年代
“人类基因组计划”1990年10月启动，耗资30亿 美元，被誉为是生命科学领域的阿波罗登月计划。
1998年，美科学家成功地在体 外培养和增殖了人体胚胎干细胞。 干细胞研究因此被美国《科学》杂 志评为1999年度世界十大科学成就 之冠。
21世纪
2000年，六国科学家绘制完成人 类基因组“工作框架图”，2001年公布 了人类基因组图谱及初步分析结果。 2004年发现“垃圾DNA”不是“垃圾”。
细胞是生物体的基本结构单元
细 胞 的 基 本 构 成
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。”
DNA是生命体的“共同语言”
生物体的化学组成
刘思职
1940 我国生物化学家刘思 职发现抗体、抗原反应存在 定量关系。
人类基因组计划中国协调人杨焕明
◆ 生物化学的重要成就
20世纪50年代1953年 Watson和Crick提出了 DNA双螺旋结构模型 ——分子生物学的里程碑。
1958年Watson 和Crick提出分子遗传的 中心法则。
20世纪70年代
蛋白质变性的理论是我国科学家吴宪创立的。
我国生物化学的开拓者——吴宪教授
蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述 性丛书《Advances in Protein Chemistry》第 47卷（1995年）发表了美国哈佛大学教授、蛋 白质研究的老前辈J. T. Eddsall的文章“吴宪与 第一个蛋白质变性理论（1931）Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)”，对吴宪教授的学术成就 给予了极高的评价。该卷还重新刊登了吴宪教 授六十四年前关于蛋白质变性的论文。一篇在 1931年发表的论文居然在1995年仍然值得在第 一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际 科学界的一件极为罕见的大事。
➢ 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。
生物分子
生物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。
七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、 蛋白质、维生素、氧
第二节
发展简史
1780-1789 Lavoisier（法） 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 是生物化学之父。
1830-1842 Liebig（德）将食物 分为糖、脂、蛋白质类，提出 “代谢”一词，证明动物体温形 成是食物在体内“燃烧”的缘故。 最先写出两本生物化学相关专著。
2002年，发现小分子核糖核酸 （microRNA），破译老鼠基因组。
1890－1902 Fischer（德）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；合成了糖及嘌呤。1902年获诺 贝尔奖。
生物化学的创始人埃米尔·费舍尔（Emil Fischer）
1937年 Krebs（英）发 现三羧酸循环，1953年 获诺贝尔奖。
汉斯·克雷勃斯（Hans A. Krebs）
詹姆斯·沃森（James D. Watson）
Hamilton O. Smith
Daniel Nathans
Werner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）用核酸 Paul Berg 限制性内切酶EcoR1，首次基 因重组成功。
概念
生物化学是用化学的原理和方法，从分子 水平来研究生物体的化学组成，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。
第一节
生命
一、生命的定义
自我复制(self-replication) 自我装配(self-assemble) 自我调节(self-regulation)
一个边界 一套执行机构 一套遗传机构
自然界 所有的 生命物 体都由 三类物 质组成 水、无 机离子 和生物 分子
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。
Herbert Boyer Stanley Cohen
2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。
我国生物化学家的贡献
1965年我国在世界上首先用人工方法合成有 生物活性的结晶牛胰岛素。
1971年用X射线衍射测定了牛胰岛素的空间 结构
1979年我国用人工方法合成酵母丙氨酸转运 核糖核酸。
1949 Pauling（美）指出镰 刀形红细胞性贫血是一种分 子病，并于1951年提出蛋白 质存在二级结构。 1954年获 诺贝尔奖
李纳斯·鲍林（Linus Pauling）
1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺旋结 构模型，1962年共获诺贝尔奖。
弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick）
1972年，Berg 等完成了世界上首次 DNA体外重组实验，1973年，Cohen 等 成功进行了另一个体外重组实验， 从而 诞生了一门崭新的技术——基因工程。
20世纪80年代
1981 年，Cech在四膜虫中发现有催化功能的RNA （核酶，Ribozyme）。
20世纪90年代
“人类基因组计划”1990年10月启动，耗资30亿 美元，被誉为是生命科学领域的阿波罗登月计划。