第十五章 生物化学与新生物技术
生物化学和生物技术的前沿研究
生物化学和生物技术的前沿研究生物化学和生物技术是现代生命科学领域中的两个重要分支，它们的前沿研究不仅推动了生物学的发展，也为人类社会的进步做出了巨大贡献。
一、生物化学的前沿研究生物化学是研究生物体内化学成分及其相互作用的学科，它关注的是生物分子的结构、功能和代谢。
在生物化学的前沿研究中，一项重要的研究方向是蛋白质的结构与功能。
蛋白质是生物体内最重要的分子之一，它们参与了几乎所有生物过程。
通过研究蛋白质的结构，可以深入了解其功能和相互作用机制。
近年来，随着结构生物学的快速发展，科学家们已经成功解析了许多重要蛋白质的结构，如G蛋白偶联受体、离子通道和酶等。
这些结构研究为药物设计和疾病治疗提供了重要的依据。
此外，基因组学和蛋白质组学的发展也是生物化学前沿研究的重要方向。
基因组学研究基因组的组成和结构，而蛋白质组学则关注生物体内所有蛋白质的表达和功能。
通过对基因组和蛋白质组的研究，可以揭示生物体内复杂的分子网络，为疾病的诊断和治疗提供新的思路。
二、生物技术的前沿研究生物技术是应用生物学原理和方法进行研究和开发的学科，它涉及到生物体的改造和利用。
生物技术的前沿研究主要包括基因工程、细胞工程和蛋白质工程等。
基因工程是将外源基因导入生物体内，使其表达所需的蛋白质。
这项技术不仅可以用于基础研究，还可以应用于医学和农业等领域。
例如，通过基因工程技术，科学家们已经成功制备了许多重要的药物，如人胰岛素和重组人血小板生成素。
此外，基因工程还可以用于改良农作物，提高其产量和抗病虫害能力。
细胞工程是利用细胞的特性和功能进行研究和应用的技术。
近年来，干细胞研究成为细胞工程的热点领域。
干细胞具有自我更新和多向分化的能力，被认为是治疗许多疾病的潜在来源。
科学家们通过研究干细胞的特性和调控机制，希望能够开发出新的治疗方法和药物。
蛋白质工程是通过改变蛋白质的结构和功能，设计出具有特定性能的蛋白质。
这项技术在药物研发和工业生产中有着广泛的应用。
化学与生物的生物化学与生物技术
化学与生物的生物化学与生物技术教案：化学与生物的生物化学与生物技术导语：本节课将介绍化学与生物的交叉领域——生物化学与生物技术。
通过学习生物大分子的组成与结构、生物化学反应、生物工程等内容，帮助学生了解生物化学的基本原理和应用技术，培养学生的科学思维和实践能力。
希望同学们能够通过这节课的学习，增加对生物化学和生物技术的认识，并掌握基本的实验操作和数据分析能力。
特色小节：一、生物大分子的结构与功能1. 蛋白质的组成和结构：氨基酸、多肽链、特殊结构的蛋白质。
2. 蛋白质的功能：结构蛋白、酶和激素。
3.核酸的组成和结构：核苷酸、DNA和RNA的结构。
4.核酸的功能：存储遗传信息、蛋白质合成。
二、生物化学反应及其调控1. 酶的基本知识：酶的特性、酶的分类、酶的活性调控。
2. 代谢途径的调控：代谢调节的基本原理、调控途径的分类。
3. 糖代谢的调控：糖酵解、糖异生的调控。
三、生物技术及其应用1. DNA技术：DNA的重组与克隆、PCR技术、基因测序技术。
2. 蛋白质工程：蛋白质的结构与功能改造、重组蛋白的产生与应用。
3. 酶工程：酶的固定化、高效酶的筛选与改造。
4. 细胞工程：细胞培养与鉴定、细胞的遗传改造与应用。
深入拓展：一、生物大分子的进化与多样性1.生命起源：生命的起源和演化理论。
2.进化的意义：进化对生物多样性的影响，物种形成机制。
二、基因组学与转基因技术1.基因组学：基因的发现、基因组的结构、比较基因组学。
2.转基因技术：转基因动植物的培育、转基因食品的安全性。
三、生物大分子的分析方法1.质谱分析：质谱仪的基本原理、应用及数据解析。
2.结构分析：X射线晶体学、核磁共振等方法的原理及应用。
四、生物大分子与疾病1.蛋白质与疾病关联：蛋白质的异常与疾病的关系，蛋白质药物研发的现状。
2.基因与疾病关联：突变基因与遗传性疾病，基因治疗的进展。
小结：通过本次课程的学习，同学们已经掌握了生物化学与生物技术方面的基本知识和实验技能，对生物大分子的结构与功能、生物化学反应及其调控、生物技术及其应用等方面有了更深入的了解。
应用生物化学和生物技术
应用生物化学和生物技术生物化学和生物技术是现代生命科学的两个重要分支，它们在许多领域中发挥着重要的作用。
本文将重点探讨生物化学和生物技术在医学、农业和环境保护等方面的应用。
首先，生物化学在医学领域的应用非常广泛。
生物化学研究了生物体内各种化合物的组成、结构和功能，通过研究生物分子和细胞的生理生化过程，可以帮助我们理解疾病的发生机制，为疾病的诊断和治疗提供依据。
例如，通过研究疾病相关基因的表达和调控，生物化学可以帮助人们发现新的治疗靶点，开发新的药物和治疗方法。
此外，生物化学还可以通过检测血液、尿液等体液中的生物化学指标来辅助诊断和监测疾病的进展，比如血糖、血脂等指标在糖尿病和心血管疾病的诊断和治疗中起着重要作用。
另外，生物技术在医学领域也发挥着重要的作用。
生物技术利用生物体的活性物质和生物分子进行研究和应用，可以帮助我们开发新的生物治疗方法和药物。
例如，蛋白质工程技术可以通过改造蛋白质的结构和功能来设计和制造药物，提高药物的疗效和减少副作用。
基因工程技术可以通过引入外源基因或篡改内源基因，实现对遗传性疾病的基因治疗。
此外，生物技术在细胞培养、组织工程、干细胞研究等方面也有广泛的应用，为临床治疗和再生医学提供了新的方法和手段。
在农业方面，生物化学和生物技术的应用也非常重要。
生物技术可以帮助改良农作物的性状和品质，提高农作物的抗病虫害能力，增加产量和营养价值，减少对农药和化肥的依赖。
基因工程技术可以通过引入外源基因来改善农作物的抗性，例如转基因作物具有抗虫、抗草甘膦等特点。
此外，生物技术还可以帮助传统育种方法的改良和优化，通过分析和筛选植物遗传资源中的有效基因和遗传标记，加快传统育种的进程，提高育种效率和成功率。
最后，生物化学和生物技术在环境保护和生态治理方面也起着重要作用。
生物技术可以帮助我们开发新的环境治理方法，降解有机污染物和重金属，修复土地和水体的污染。
例如，菌根真菌和植物的合作可以有效去除土壤中的重金属，微生物与植物共同修复受污染的水体等。
生物化学教程 张洪渊TEL (0813 )
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3 .生化与其他学科关系
经典生物学
生物化学
化学,物理
遗传学，微生物学
分子生物学
生物工程
基因工程 酶工程 蛋白质工程 细胞工程15 发酵工程
多学科合作研究：物理、化学、遗传、仪器等 专家的合作研究，如蛋白质X-射线晶体衍射
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测定蛋白质结构，DNA测序等。
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。
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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。
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5 .学习生化的方法
A. 教材作用（借鉴、利用－ 学习生化科学的知识体系）
a. 主要参考体系，其他资料利用
b. 合理取舍( 知识系统－－ 时间、专业 )：
讲课：重点（核心）与线条结合；
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十九世纪末随着医学、发酵工业的发展而逐渐形成的一门独立的学科，与化 学、有机化学的发展密切相关，涉及农业、工业、医药、国防等各个方面。
早期的生物化学：十八世纪 拉瓦锡 （Attoine-Laurent Lavoisier, 1743－1794，法国） 研究燃烧和呼吸现 象，推翻”燃素学说” 舍 勒 (Carl Wilhelm Scheele, 瑞典）与Joseph Priestly
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信息代谢：代谢调控
1.2.3 生命物质的结构、功能与生命现象 的关系（功能或机能生化）
生物化学中的基因工程和生物技术
生物化学中的基因工程和生物技术基因工程和生物技术，作为生物化学领域的重要分支，在当今科学研究和生产实践中扮演着至关重要的角色。
基因工程是指利用分子生物学和细胞生物学的原理和技术，对生物体的遗传信息进行操作和改造的一门学科；而生物技术则是应用基因工程技术，研发各种产品和服务的综合学科。
本文将就基因工程和生物技术的原理、应用及伦理问题进行探讨。
首先，基因工程技术的原理主要包括基因克隆、DNA重组、基因突变和基因表达等过程。
基因克隆是指将某种具有特定功能的DNA片段复制多份，形成多个完全相同的基因片段。
而DNA重组则是利用限制酶和DNA连接酶等酶类工具，将两个或多个不同DNA片段连接在一起，形成新的DNA组合。
基因突变则是通过诱发DNA序列发生变异，改变生物的遗传信息。
而基因表达是指基因转录和翻译的过程，使得基因的信息转化为特定蛋白质的生物过程。
其次，生物技术的应用领域广泛，包括医疗保健、农业、食品工业、环境保护等多个领域。
在医疗保健方面，基因工程技术已经被应用于基因治疗、药物研发和生产等方面，为许多疾病的治疗提供了新的希望。
在农业领域，生物技术可以用于育种改良，提高农作物的产量和抗病性，以满足不断增长的人口需求。
在食品工业中，转基因技术可以帮助提高食品的营养价值和品质，增加作物产量，解决粮食短缺问题。
在环境保护方面，基因工程技术可以处理废水、净化空气、治理污染等，为人类改善生活环境做出贡献。
然而，随着基因工程和生物技术的日益发展，也伴随着一些伦理问题的产生。
例如，转基因食品的安全性和风险性引发了广泛的争议；基因编辑技术的道德约束和风险管理也值得深思。
同时，遗传信息的隐私保护和滥用、生物资源的公平分配等问题也需要引起足够重视。
因此，科学家、政府和公众需共同努力，建立健全的生物伦理学框架，确保基因工程和生物技术的发展不违背伦理道德，维护人类和自然生态的和谐共处。
综上所述，基因工程和生物技术作为生物化学领域的重要研究方向，对人类社会和生态环境的发展有着重要的影响。
生物化学与分子生物学的新技术研究
生物化学与分子生物学的新技术研究随着科技的不断进步，生物医学研究领域也不断涌现出新的技术，其中生物化学和分子生物学的新技术更是为生物医学研究的发展带来了巨大的推动力。
在生物化学和分子生物学领域，新技术的发明和应用促进了许多新的发现和探索，本文将对一些最新的生物化学和分子生物学技术进行探讨。
蛋白质质谱技术蛋白质质谱技术是一种用于识别和测定蛋白质的方法，它利用蛋白质特异性分子质量和其他化学特性相互作用，通过质谱检测来分析和鉴定蛋白质。
近年来，随着质谱仪等设备的进步和成本的降低，蛋白质质谱技术已经广泛应用于蛋白质组学和蛋白质相互作用等领域。
目前，蛋白质质谱技术的应用非常广泛，其中包括对蛋白质组成、结构、功能和相互作用的研究等。
例如，在药物开发和疾病诊断方面，蛋白质质谱技术已经成为一种重要的工具。
此外，蛋白质质谱技术还可以用于鉴定新的蛋白质相互作用点，从而为药物设计提供新的思路。
CRISPR-Cas9基因编辑技术CRISPR-Cas9基因编辑技术是一种能够快速准确地改变DNA序列的方法。
它通过使用CRISPR（簇状排列的短回文重复序列）和Cas9（CRISPR相关蛋白9）等工具来进行编辑，可以实现对人类基因组的准确操作。
这种技术被称为“基因剪刀”，在生物医学领域中得到广泛的应用。
CRISPR-Cas9基因编辑技术具有准确、高效、便捷等优势，它可以很容易地指定 DNA 序列，精确将目标基因修饰或删除。
这项技术可以在很多方面用于人类疾病的治疗和预防，例如用于婴儿基因缺陷的矫正，用于治疗肿瘤等等。
单细胞测序技术单细胞测序技术是在细胞水平下进行分子测序的一种方法。
该技术使用高通量测序技术对单个细胞的基因表达或基因组进行测序，可以获得单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞DNA测序（scDNA-seq）等数据。
这项技术在生物学研究中具有广泛的应用前景。
单细胞测序技术因为具有独特的优势，已经在人类及动物体内单细胞研究中大放异彩。
生物化学与生物技术
生物化学与生物技术生物化学与生物技术是现代生物科学领域中重要的学科，它们紧密相关但又各自独立。
本文将对生物化学和生物技术进行介绍和探讨。
一、生物化学生物化学是研究生物体内生物分子的结构、组成、功能和代谢等方面的科学。
生物化学的主要研究对象包括蛋白质、核酸、多糖和生物膜等生物分子，以及其在生物体内的相互作用和调控。
1. 蛋白质蛋白质是生物体内非常重要的生物分子，它们是由氨基酸组成的。
生物化学研究揭示了蛋白质的结构与功能之间的关系，从而使我们更好地理解了生物体内各种生理过程的发生机制。
2. 核酸核酸是生物体内存储遗传信息的分子，包括DNA和RNA。
生物化学的研究使我们对DNA与RNA的结构和功能有了更全面的认识，使得我们能够深入探究基因的遗传规律以及基因的表达调控。
3. 代谢代谢是生物体内发生的化学反应的总和，包括合成代谢和分解代谢两个方面。
生物化学的研究揭示了生物体内各种代谢途径的机制，从而深化了我们对生命活动的认识。
二、生物技术生物技术是一门利用生物体和生物分子进行实验和应用的技术。
它利用生物体的自然特性和生物分子的特异性以及科学家对其认识的深入，创造出许多在医药、农业、环境保护等领域具有重大影响的新技术。
1. 基因工程基因工程是生物技术中最重要的分支之一。
它通过改造和重组生物体的基因，创造出了许多在农业和医药领域具有巨大潜力的新型生物体和药物。
2. 发酵工程发酵工程利用微生物的发酵能力来生产生物制品，比如酒精、乳酸、抗生素等。
它为食品工业、制药工业等提供了高效、低成本的生产方法。
3. 细胞培养技术细胞培养技术是通过体外培养细胞来研究细胞生物学、制备生物制品等的技术。
它在医学研究、疫苗制备、组织工程等方面发挥着重要作用。
生物化学与生物技术的交叉和融合带来了许多重要的科学成果和技术突破。
它们对于解决人类面临的食品安全、环境保护、疾病治疗等问题具有重大意义。
综上所述，生物化学和生物技术都是生物科学领域中不可或缺的学科，它们在深化对于生物体内生物分子的认识、解决实际问题等方面具有重要意义。
生物化学教学大纲
《生物化学》教学大纲一、课程在培养方案中的地位、目的和任务生物化学是研究生命现象及其化学本质的科学。
它运用化学的理论和方法来揭示生物体的化学组成及其发展规律。
生物化学是现代生物科学的理论和技术基础，是医学专业的重要基础课程，是联系基础医学和临床医学的桥梁，是医学主干学科。
通过本课程的学习，要求学生较全面了解生物体的基本化学组成，理解其主要组成物质的结构、性质及这些物质在体内的合成、降解和相互转化等的代谢规律，深入了解这些代谢活动与各种重要生命现象之间的联系，学会综合运用所学的基本知识和技术来解决一些实际问题，并为学习后续课程打下坚实的基础。
二、课程基本要求(一)基础理论和基本知识1．生物分子的结构基础（1）掌握构件分子和生物大分子的概念及种类；（2）掌握核酸、蛋白质等重要生物大分子的结构、性质和功能；（3）掌握糖类和脂类的性质、结构和功能；（4）掌握酶的催化特性、作用机理以及辅基、辅酶与维生素的关系及其在酶催化过程中的作用和酶的动力学特点。
2．生命分子的代谢基础（1）掌握新陈代谢的概念；（2）熟悉生物体内特别是糖类相互转化的化学机制；（3）掌握糖类分解代谢的主要途径及其特点；（4）掌握生物氧化的概念与电子传递、氧化磷酸化的运行规律和机制；（5）掌握蛋白质、核酸和脂类的合成与分解过程；（6）熟悉体内主要物质代谢的相互关系及代谢的调节机制；（7）熟悉细胞间信息的传递，基因表达的调控；（8）掌握复制、转录、翻译的过程及特点；（8）熟悉肝脏生化、血液生化；（9）熟悉基因重组与基因工程、癌基因、抑癌基因与生长因子，了解基因诊断与基因治疗的原理及其应用；（10）了解分子生物学常用技术的原理及其应用。
（二）基本技能1．掌握一、二种测定核酸、蛋白质等生物分子含量的方法；2．了解生物化学新的研究方法及新的研究进展；3．在教师的指导下能设计和组合实验内容，对实验结果能进行综合判断分析和解释。
三、课程学时分配生物化学教学内容及学时安排第一篇生物大分子的结构与功能体内发挥重要功能的各种大分子通常由基本结构单位按一定的排列顺序和连接方式而形成的多聚体。
生物化学(第3版)(2020年8月高等教育出版社出版的图书)
2020年8月高等教育出版社出版的图书
01 成书过程
03 教材目录 05 教材特色
目录
02 内容简介 04 教学资源 06 作者简介
《生物化学（第3版）》是由董晓燕主编，高等教育出版社于2020年8月出版的生物技术与生物工程系列教材。 该书适用于高等院校工科类相关专业的本科和研究生教学使用，也可供其他专业的教师、研究生和科技工作者自 学参考。
《生物化学（第3版）》文字部分包括十三章的内容，各章的作者如下：第一章（贾长虹、董晓燕）；第二章 （常丽新）；第三章（李春、张根林、张麟）；第四章（张根林、李春）；第五章（王炳武）；第六章和第七.章 （由董晓燕和乔建军指导，余林玲修订）；第八章（贾长虹）；第九章（财音青格乐）；第十章（乔建军）；第 十一章（丁存宝）；第十二章（张麟）；第十三章（黄鹤、李炳志）。
该纸质教材共13章，主要以高等院校工科类相关专业的学生为对象，重点介绍生物分子的结构、性质及其研 究方法，并在论述生物分子体内代谢的基础上，进一步强调与之相关的工程应用领域的基本知识和原理。
成书过程
《生物化学（第3版）》是在普通高等教育“十一五”国家级规划教材《生物化学》和首批高等学校生物技术 与生物工程系列iCoures教材《生物化学（第2版）》的基础上修订的。
教材目录
（注：目录排版顺序为从左列至右列）
教学资源
《生物化学（第3版）》的数字课程与纸质教材一体化设计，涵盖科技视野、知识拓展、科学史话、学习与探 究、本章小结、教学课件、自1、采用“纸质教材+数字课程”的新形态教材出版形式。 2、部分章节进行内容的删减和更新，条理清晰，层次分明。 3、增添了生物工程与技术新的研究热点和进展。
生物化学与生物技术的交叉应用
生物化学与生物技术的交叉应用随着生物技术的不断发展，它在各个领域中都起到了非常重要的作用。
其中，最重要的就是生物化学与生物技术的交叉应用。
这种交叉应用不仅可以帮助人们生产出更为高效的生物制品，还可以用来探索生物体内的一些奥秘。
一、生物化学与生物技术的关系生物化学是一门研究生物大分子化学特性，生物大分子之间相互作用和转化的科学。
它与生物技术的关系非常密切。
生物技术在应用中，需要通过对生物物质的认识和了解，来为制定生物工艺提供数据和思路。
而这些认识和了解的基础就是生物化学。
生物技术又可以分为传统生物技术和现代生物技术。
传统生物技术是利用传统的发酵技术、细胞培养技术等手段来进行生物制品的生产，而现代生物技术则是使用更为先进的手段，如基因重组技术、生物芯片技术等。
无论是传统生物技术还是现代生物技术，都需要生物化学的知识作为基础，才能更好地发挥作用。
二、生物技术的应用1、医药领域在医药领域中，生物技术的应用非常广泛。
其中比较典型的就是利用生物技术生产药物。
生物技术可以帮助人们通过细胞培养、蛋白表达等手段来制造出具有特定功能的蛋白质，从而生产出更为高效的药物。
例如，生产人类胰岛素的技术就是一种基因重组技术，人们通过将人类胰岛素的基因导入到大肠杆菌中，从而让大肠杆菌生产出人类胰岛素来治疗糖尿病。
此外，生物技术还可以用来生产生物仿制药、疫苗等生物制品，从而满足人们对于这些药物的需求。
2、农业领域在农业领域中，生物技术主要用来改良作物和畜禽。
通过基因编辑、基因克隆等手段，人们可以将一些优秀的基因导入到作物和畜禽中，使它们拥有更好的性状和更高的产量。
这种手段可以使农业生产更加高效、可持续。
此外，在农业领域中，生物技术还可以用来制造农药、化肥等农业用品，从而满足农业生产的需求。
3、环保领域在环保领域中，生物技术可以用来解决一些环境问题。
例如，人们可以利用生物技术来处理污水、处理垃圾等。
此外，生物技术还可以用来生产可再生能源，如生物质燃料等。
生物化学教程
生物化学教程第1篇生物分子的结构和化学第1章生物分子导论一、生命物质的化学组成(一) 生命元素(二) 生物分子二、物分子的三维结构(一) 生物分子的大小(二) 立体异构与构型(三) 生物分子间相互作用的立体专一性(四) 构象与三维结构(五) 三维结构的分子模型三、生物结构中的非共价力(一) 静电相互作用(二) 氢键(三) 范德华力(四) 疏水相互作用熵效应四、水和生命(一) 水的结构和性质(二) 水是生命的介质五、细胞的分子组织层次六、生物分子的起源与进化(一) 化学进化的理论(二) 实验室中化学进化的演示(三) 原始生物分子第2章蛋白质的构件——氨基酸一、蛋白质的化学组成和分类二、蛋白质的水解三、a-氨基酸的一般结构四、氨基酸的分类(一) 常见的蛋白质氨基酸(二) 不常见的蛋白质氨基酸(三) 非蛋白质氨基酸五、氨基酸的酸碱性质(一) 氨基酸的解离(二) 氨基酸的等电点六、氨基酸的化学反应(一) a-羧基反应(二) a-氨基反应(三) 茚三酮反应(四) 侧链官能团的特异反应七、氨基酸的旋光性和光谱性质(一) 氨基酸的旋光性和立体化学(二) 氨基酸的光谱性质八、氨基酸混合物的分离和分析(一) 分配层析(二) 离子交换层析第3章蛋白质的通性、纯化和表征一、蛋白质的酸碱性质二、蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀(一) 蛋白质胶体性质(二) 蛋白质沉淀三、蛋白质分离纯化的一般原则四、蛋白质的分离纯化方法(一) 透析和超过滤(二) 凝胶过滤(三) 盐溶和盐析(四) 有机溶剂分级分离法(五) 凝胶电泳和等电聚焦(六) 离子交换层析(七) 亲和层析(八) 高效液相层析五、蛋白质相对分子质量的测定(一) 凝胶过滤法测定相对分子质量(二) SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定相对分子质量(三) 沉降速度法测定相对分子质量六、蛋白质的含量测定与纯度鉴定(一) 蛋白质含量测定(二) 蛋白质纯度鉴定第4章蛋白质的共价结构一、蛋白质的分子大小二、蛋白质结构的组织层次三、肽(一) 肽和肽键的结构(二) 肽的物理和化学性质(三) 天然存在的活性肽四、蛋白质测序的策略五、蛋白质测序的一些常用方法(一) 末端分析(二) 二硫键的断裂(三) 氨基酸组成的分析(四) 多肽链的部分裂解(五) 肽段氨基酸序列的测定(六) 肽段在原多肽链中的次序的确定(氨基酸全序列的重建)(七) 二硫键位置的确定六、根据基因的核苷酸序列推定多肽的氨基酸序列七、蛋白质一级结构的举例八、蛋白质序列数据库九、肽与蛋白质的化学合成：固相肽的合成第5章蛋白质的三维结构一、研究蛋白质构象的方法二、稳定蛋白质三维结构的力三、多肽主链折叠的空间限制(一) 肽平面与a-碳的二面角(φ和ψ)(二) 可允许的妒和砂值：拉氏图四、二级结构：多肽主链的局部规则构象(一) a螺旋(二) 卢片或卢折叠(三) 口转角五、纤维状蛋白质(一) a-角蛋白(二) 磷脂的生物合成六、类二十烷酸的生物合成七、胆固醇的代谢(一) 胆固醇代谢的特点(二) 胆固醇的生物合成八、脂蛋白的代谢第6章蛋白质的功能与进化一、蛋白质功能的多样性二、血红蛋白的结构(一) 血红素(二) 珠蛋白的三级结构(三) 与O2结合的机制(四) 血红蛋白的四级结构三、血红蛋白的功能：转运氧(一) 肌红蛋白是氧的贮库(二) 血红蛋白氧合的协同性和别构效应(三) 血红蛋白的两种构象状态：R态和T态(四) 血红蛋白协同性氧结合的定量分析(五) BPG调节Hb对O2的亲和力(六) H＋和CO2调节Hb对O2的亲和力：Bohr效应四、血红蛋白分子病(一) 镰状细胞贫血病(二) a-和β-地中海贫血五、免疫球蛋白(一) 免疫系统(二) 免疫球蛋白的结构和类别(三) 基于抗体一抗原相互作用的生化分析方法六、氨基酸序列与生物学功能(一) 同源蛋白质的物种差异与生物进化(二) 同源蛋白质具有共同的进化起源第7章糖类和糖生物学一、引言(一) 糖类的生物学作用(二) 糖类的化学本质(三) 糖类的命名和分类二、单糖的结构和性质(一) 单糖的链状结构(二) 单糖的环状结构(三) 单糖的构象(四) 单糖的物理和化学性质三、重要的单糖和单糖衍生物(一) 单糖(二) 糖醇(三) 糖酸(四) 脱氧糖(五) 氨基糖四、寡糖(一) 寡糖的结构(二) 常见的二糖(三) 其他简单寡糖(四) 环糊精五、多糖(一) 贮存同多糖(二) 结构同多糖(三) 结构杂多糖六、糖缀合物(一) 糖蛋白(二) 寡糖链的生物学功能(三) 蛋白聚糖(四) 脂多糖七、寡糖结构的分析(一) 寡糖结构分析的策略(二) 用于寡糖结构分析的一些方法第8章脂质与生物膜一、三酰甘油和蜡(一) 脂肪酸(二) 酰基甘油(三) 蜡二、磷脂和鞘脂(一) 甘油磷脂的结构(二) 甘油磷脂的一般性质(三) 几种常见的甘油磷脂(四) 醚甘油磷脂(五) 鞘脂三、萜和类固醇(一) 萜(二) 类固醇(三) 胆固醇和其他固醇(四) 固醇衍生物四、血浆脂蛋白(一) 血浆脂蛋白的分类(二) 血浆脂蛋白的结构与功能五、膜的分子组成和超分子结构(一) 生物膜的分子组成(二) 脂双层的自装配(三) 膜组分的不对称分布(四) 生物膜的流动性(五) 生物膜的流动镶嵌模型六、脂质的提取与分析(一) 脂质的有机溶剂提取(二) 脂质的吸附层析分离(三) 混合脂肪酸的气液色谱分析(四) 脂质结构的测定第9章酶引论一、酶研究的简史二、酶是生物催化剂(一) 反应速率理论与活化能(二) 酶通过降低活化自由能提高反应速率(三) 酶还是偶联反应的介体(四) 酶作为生物催化剂的特点三、酶的化学本质(一) 酶的化学组成(二) 酶的四级缔合四、酶的命名和分类(一) 酶的命名(二) 酶的分类和编号五、酶的专一性(一) 酶对底物的专一性(二) 关于酶专一性的假说六、酶活力的测定(一) 酶活力、活力单位和比活力(二) 反应速率、初速率和酶活力测定七、非蛋白质生物催化剂——核酶(一) 核酶的发现(二) L19RNA是核酶(三) RNaseP的RNA组分是核酶(四) 锤头核酶八、酶分子工程(一) 固定化酶(二) 化学修饰酶(三) 抗体酶——人工模拟酶(四) 酶的蛋白质工程第10章酶动力学一、有关的化学动力学概念(一) 基元反应和化学计量方程(二) 化学反应的速率方程一(三) 反应分子数和反应级数(四) 一级、二级和零级反应的特征二、底物浓度对酶促反应速率的影响(一) 酶促反应动力学的基本公式-米-曼氏方程(二) 米一曼氏方程所确定的图形是一直角双曲线(三) 米一曼氏动力学参数的意义(四) 米一曼氏方程的线性化作图求Km和Vmax值三、多底物的酶促反应四、影响酶促反应速率的其他因素(一) pH对酶促反应的影响(二) 温度对酶促反应的影响(三) 激活剂对酶促反应的影响五、酶的抑制作用(一) 抑制作用的概念(二) 抑制作用的类型(三) 可逆抑制的动力学(四) 酶抑制剂应用举例第11章酶作用机制和酶活性调节一、酶的活性部位及其确定方法二、酶促反应机制(一) 基元催化的分子机制(二) 酶具有高催化能力的原因三、酶促反应机制的举例(一) 丝氨酸蛋白酶(二) 烯醇化酶四、酶活性的别构调节(一) 酶的别构效应和别构酶(二) 别构酶的动力学特点(三) 协同性配体结合的模型(四) 别构酶的举例五、酶活性的共价调节(一) 酶的可逆共价修饰(二) 酶原激活——不可逆共价调节六、同工酶第12章维生素与辅酶一、引言(一) 维生素的概念(二) 维生素的发现(三) 维生素-辅酶的关系二、水溶性维生素(一) 维生素B1(硫胺素) 和辅酶硫胺素焦磷酸(TPP)(二) 维生素B2(核黄素) 和黄素辅酶(FMN和FAD)(三) 维生素PP(烟酸和烟酰胺) 和烟酰胺辅酶(NAD和NADP)(四) 泛酸和辅酶A(五) 维生素B6和辅酶磷酸吡哆醛(六) 生物素和辅酶生物胞素(七) 叶酸和辅酶F(四氢叶酸)(八) 维生素B12(氰钴氨素) 和辅酶5-脱氧腺苷钴胺素(十) 维生素C(抗坏血酸)三、脂溶性维生素(一) 维生素A(视黄醇)(二) 维生素D(钙化醇)(三) 维生素E(生育酚)(四) 维生素K(萘醌)第13章核酸通论一、核酸的发现和研究简史(一) 核酸的发现(二) 核酸的早期研究(三) DNA双螺旋结构模型的建立(四) 生物技术的兴起(五) 人类基因组计划开辟了生命科学新纪元二、核酸的种类和分布(一) 脱氧核糖核酸(DNA)(二) 核糖核酸(RNA)三、核酸的生物功能(一) DNA是主要的遗传物质(二) RNA参与蛋白质的生物合成(三) RNA功能的多样性第14章核酸的结构一、核苷酸(一) 碱基(二) 核苷二、核酸的共价结构(一) 核酸中核苷酸的连接方式(二) DNA的一级结构(三) RNA的一级结构三、DNA的高级结构(一) DNA的双螺旋结构(二) DNA的三股螺旋和四股螺旋(三) DNA的超螺旋(四) DNA与蛋白质复合物的结构四、RNA的高级结构(一) tRNA的高级结构(二) rRNA的高级结构(三) 其他RNA的高级结构第2篇新陈代谢第15章核酸的物理化学性质和研究方法一、核酸的水解(一) 酸水解(二) 碱水解(三) 酶水解二、核酸的酸碱性质三、核酸的紫外吸收四、核酸的变性、复性及杂交(一) 变性(二) 复性(三) 核酸分子杂交五、核酸的分离和纯化(一) 核酸的超速离心(二) 核酸的凝胶电泳(三) 核酸的柱层析(四) DNA的提取和纯化(五) RNA的提取和纯化六、核酸序列的测定(一) DNA的酶法测序(二) DNA的化学法测序(三) RNA的测序(四) DNA序列分析的自动化七、核酸的化学合成八、DNA微阵技术(一) DNA芯片的类型(二) DNA芯片的制作(三) 核酸杂交的检测(四) DNA芯片的应用第16章激素一、引言(一) 激素的定义(二) 激素的分类(三) 人和脊椎动物的内分泌腺及其分泌的激素(四) 激素和其他化学信号的区别(五) 激素分泌的等级控制和反馈调节二、激素作用的机制(一) 类固醇激素和甲状腺激素的作用机制(二) 肽激素和肾上腺儿茶酚胺激素的作用机制三、人和脊椎动物激素举例(一) 胺(氨基酸衍生物) 激素(二) 肽和蛋白质激素(三) 类固醇(甾类) 激素(四) 类二十烷酸或类前列腺酸(脂肪酸衍生物)四、昆虫激素(一) 脑激素(二) 保幼激素(三) 蜕皮激素(四) 性信息素五、植物激素(一) 生长素(二) 细胞分裂素(三) 赤霉素(四) 脱落酸(五) 乙烯第17章新陈代谢总论一、新陈代谢概述二、新陈代谢中常见的有机反应机制(一) 基团转移反应(二) 氧化反应和还原反应(三) 消除、异构化及重排反应(四) 碳一碳键的形成与断裂反应三、新陈代谢的研究方法第18章生物能学一、有关热力学的一些基本概念(一) 体系的概念、性质和状态(二) 能的两种形式——热与功(三) 内能和焓的概念(四) 热力学的两个基本定律和熵的概念(五) 自由能的概念二、自由能变化、标准自由能变化及其与平衡常数的关系(一) 化学反应的标准自由能变化及其与平衡常数的关系(二) 能量学用于生物化学反应中一些规定的概括(三) 标准自由能变化的可加性(四) △Gθ，△G和平衡常数计算的举例三、高能磷酸化合物(一) 高能磷酸化合物的概念(二) ATP以基团转移形式提供能量四、其他高能化合物第19章六碳糖的分解和糖酵解作用一、糖酵解作用二、糖酵解第一阶段的5步反应(一) 葡萄糖磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸(二) 葡萄糖-6-磷酸异构化形成果糖-6-磷酸(三) 果糖-6-磷酸形成果糖-1，6-二磷酸(四) 果糖-1，6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸(五) 二羟丙酮磷酸转变为甘油醛-3-磷酸三、糖酵解第二阶段的5步反应(一) 甘油醛-3-磷酸形成1，3-二磷酸甘油酸(二) 1，3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP(三) 3-磷酸甘油酸转变为2一磷酸甘油酸(四) 2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸(五) 磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸并产生一个ATP分子四、由葡萄糖转变为2分子丙酮酸的能量估算五、丙酮酸在无氧条件下的去路(一) 生成乳酸(二) 生成乙醇六、糖酵解作用的调节(一) 磷酸果糖激酶是关键酶(二) 果糖-2，6-二磷酸对糖酵解的调节作用(三) 已糖激酶和丙酮酸激酸对糖酵解的调节作用七、其他六碳糖的分解途径(一) 六碳糖进入细胞(二) 六碳糖进入糖酵解途径分解第20章柠檬酸循环一、丙酮酸进入柠檬酸循环的准备阶段——形成乙酰-CoA(乙酰-SCoA)(一) 丙酮酸脱羧反应(二) 乙酰基转移到CoA-SH分子上形成乙酰-CoA的反应(三) 还原型二氢硫辛酰转乙酰基酶氧化，形成氧化型的硫辛酰转乙酰基酶(四) 还原型E3的再氧化二、柠檬酸循环的全貌三、柠檬酸循环的各个反应步骤(一) 草酰乙酸与乙酰-CoA缩合形成柠檬酸(二) 柠檬酸异构化形成异柠檬酸(三) 异柠檬酸氧化形成a-酮戊二酸(四) a-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA(五) 琥珀酰-CoA转化为琥珀酸并使GDP磷酸化形成高能GTP(哺乳类) 或使ADP成为ATP(植物或细菌)(六) 琥珀酸脱氢形成延胡索酸(七) 延胡索酸水合形成L-苹果酸(八) 苹果酸氧化形成草酰乙酸四、柠檬酸循环的化学总结算五、柠檬酸循环的调节六、柠檬酸循环的双重作用七、乙醛酸途径第21章氧化磷酸化和光合磷酸化作用一、氧化磷酸化作用(一) 和电子传递相关的氧化还原电势(二) 用标准还原势计算自由能变化(三) 线粒体的电子传递链(四) 氧化磷酸化作用的机制(五) 氧化磷酸化的解偶联(六) 质子动力为主动转运提供能量(七) 电子传递和氧化磷酸化中的P／O比(八) 细胞溶胶内NADH的再氧化(九) 氧化磷酸化作用的调节二、光合磷酸化作用(photophosphorylation)(一) 光合作用(photosynthesis)(二) 叶绿体的结构(三) 叶绿体中捕获光的叶绿素和其他色素(四) 光合作用中的电子传递(五) 光合磷酸化作用(六) CO2的固定(暗反应)(七) 由Rubisco酶的加氧活性引起的光(合) 呼吸第22章戊糖磷酸途径一、戊糖磷酸途径的发现二、戊糖磷酸途径的主要反应三、戊糖磷酸途径反应速率的调控四、戊糖磷酸途径的生物学意义第23章葡糖异生和糖的其他代谢途径一、葡糖异生作用(一) 葡糖异生作用的途径(二) 葡糖异生途径总览(三) 由丙酮酸形成葡萄糖的能量消耗及意义(四) 葡糖异生作用的调节(五) 乳酸的再利用和可立氏循环二、糖的其他代谢途径三、葡萄糖出入动物细胞的特殊运载机构四、糖蛋白的生物合成五、糖蛋白糖链的分解代谢第24章糖原的分解与合成代谢一、糖原的分解代谢二、糖原的生物合成三、糖原代谢的调控(一) 糖原磷酸化酶的别构调节因素(二) 糖原合酶的调节因素(三) 激素对糖原代谢的调节四、糖原累积症第25章脂质的代谢一、脂肪酸的分解代谢(一) 三酰甘油的消化、吸收和转运(二) 脂肪酸的氧化分解二、脂肪酸的生物合成(一) 乙酰-CoA从线粒体到细胞溶胶的转运(二) 脂肪酸的合成步骤三、脂肪酸代谢的调节四、三酰甘油的生物合成五、磷脂的分解代谢与合成(一) 甘油磷脂的分解代谢第26章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢一、蛋白质的降解(一) 蛋白质降解的特性(二) 蛋白质降解的反应机制(三) 机体对外源蛋白质的需要及其消化作用二、氨基酸的分解代谢(一) 氨基酸的转氨基作用(二) 葡萄糖-丙氨酸循环将氨运入肝脏(三) 谷氨酸脱氢酶催化的氧化脱氨基作用(四) 氨的命运三、尿素的形成——尿素循环(一) 尿素循环过程(二) 尿素循环的调节四、氨基酸碳骨架的分解代谢(一) 经丙酮酸形成乙酰-CoA(二) 部分碳骨架形成乙酰-CoA或乙酰乙酰-CoA(三) 形成a-酮戊二酸(四) 形成琥珀酰-CoA(五) 形成草酰乙酸的途径(六) 分支氨基酸脱氨基和脱羧基的特殊性(七) 生糖氨基酸和生酮氨基酸(八) 氨基酸与一碳单位(九) 氨基酸与生物活性物质(十) 氨基酸代谢缺陷症第27章氨基酸的生物合成和生物固氮一、生物固氮二、氨的同化作用——氨通过谷氨酸和谷氨酰胺掺人生物分子三、氨基酸的生物合成(一) 由a-酮戊二酸形成的氨基酸——谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸(二) 由草酰乙酸形成的氨基酸——天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、苏氨酸、赖氨酸(细菌、植物) 、异亮氨酸(三) 由丙酮酸形成的氨基酸——亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸(四) 由甘油酸-3-磷酸形成的氨基酸——丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸(五) 以磷酸烯醇式丙酮酸和赤藓糖-4-磷酸为前体形成的氨基酸——色氨酸、苯丙氨酸、酸(六) 组氨酸的生物合成四、氨基酸生物合成的调节五、由氨基酸合成的其他特殊生物分子(一) 卟啉的生物合成(二) 谷胱甘肽的生物合成(三) 肌酸的生物合成(四) 氧化氮的生物合成第28章核酸的降解和核苷酸代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢(一) 核酸的解聚作用(二) 核苷酸的降解(三) 嘌呤碱的分解(四) 嘧啶碱的分解二、核苷酸的生物合成(一) 嘌呤核糖核苷酸的合成(二) 嘧啶核糖核苷酸的合成(三) 脱氧核糖核苷酸的合成三、辅酶核苷酸的生物合成(一) 烟酰胺核苷酸的合成(二) 黄素核苷酸的合成(三) 辅酶A的合成第3篇遗传信息第29章遗传信息概论一、NA是遗传信息的携带分子(一) 细胞含有恒定量的DNA(二) DNA是细菌的转化因子(三) 病毒是游离的遗传因子(四) 基因是DNA的一段序列(五) DNA重组技术为基因组的研究提供了最有力的手段二、RNA使遗传信息得以表达(一) RNA参与蛋白质的合成(二) RNA进行信息加工(三) RNA干扰(四) RNA的表型效应(五) RNA对基因的解读三、遗传密码的破译四、遗传密码的基本特性(一) 密码的基本单位(二) 密码的简并性(三) 密码的变偶性(四) 密码的通用性(五) 密码的防错系统五、遗传物质的进化(一) 生物进化的热力学和动力学(二) 生命的起源和进化(三) 生物的进化：驱动力、多样性和适应性第30章 DNA的复制和修复一、DNA的复制(一) DNA的半保留复制(二) DNA的复制起点和复制方式(三) DNA聚合反应和有关的酶(四) DNA的半不连续复制(五) DNA复制的拓扑性质(六) DNA的复制过程与复制体变化(七) 真核生物DNA的复制二、DNA的损伤修复(一) 错配修复(二) 直接修复(三) 切除修复(四) 重组修复(五) 应急反应(SOS) 和易错修复三、DNA的突变(一) 突变的类型(二) 诱变剂的作用(三) 诱变剂和致癌剂的检测第31章DNA的重组一、同源重组(一) Holliday模型(二) 细菌的基因转移与重组(三) 重组有关的酶二、特异位点重组三、转座重组(一) 细菌的转座因子(二) 真核生物的转座因子第32章RNA的生物合成和加工一、DNA指导下RNA的合成(一) DNA指导的RNA聚合酶(二) 启动子和转录因子(三) 终止子和终止因子(四) 转录的调节控制(五) RNA生物合成的抑制剂二、RNA的转录后加工(一) 原核生物中RNA的加工(二) 真核生物中RNA的一般加工(三) RNA的剪接、编辑和再编码(四) RNA生物功能的多样性(五) RNA的降解三、在RNA指导下RNA和DNA的合成(一) RNA的复制(二) RNA的逆转录(三) 逆转座子的种类和作用机制第33章蛋白质的生物合成一、参与蛋白质生物合成的RNA和有关装置(一) 核糖体(二) 转移RNA和氨酰-tRNA合成酶(三) 信使RNA二、蛋白质生物合成的步骤(一) 氨酰-tRNA的合成(二) 多肽链合成的起始(三) 多肽链合成的延伸(四) 多肽链合成的终止(五) 多肽链的折叠与加工三、蛋白质合成的忠实性(一) 蛋白质合成的忠实性需要消耗能量(二) 合成酶的校对功能提高了忠实性(三) 核糖体对忠实性的影响四、蛋白质的运输和定位(一) 蛋白质的信号肽与跨膜运输(二) 糖基化在蛋白质定位中的重要作用(三) 线粒体和叶绿体蛋白质的定位(四) 核的运输和定位五、蛋白质生物合成的抑制物第34章细胞代谢与基因表达调控一、细胞代谢的调节网络(一) 代谢途径交叉形成网络(二) 分解代谢和合成代谢的单向性(三) ATP是通用的能量载体(四) NADPH以还原力形式携带能量(五) 代谢的基本要略在于形成ATP、还原力和构造单元以用于生物合成二、酶活性的调节(一) 酶促反应的前馈和反馈(二) 产能反应与需能反应的调节(三) 酶活性的特异激活剂和抑制剂(四) 蛋白酶解对酶活性的影响(五) 酶的共价修饰与连续激活三、细胞对代谢途径的分隔与控制(一) 细胞结构和酶的空间分布(二) 细胞膜结构对代谢的调节和控制作用四、细胞信号传递系统(一) 激素和递质受体的信号转导系统(二) 细胞增殖的调节(三) 门控离子通道和神经信号的传导五、基因表达的调节(一) 原核生物基因表达的调节(二) 真核生物基因表达的调节第35章基因工程及蛋白质工程一、DNA克隆的基本原理(一) DNA限制酶与片段连接(二) 分子克隆的载体与宿主(三) 外源基因导入宿主细胞二、基因的分离、合成和测序(一) 基因文库的构建(二) cDNA文库的构建(三) 克隆基因的分离与鉴定(四) 聚合酶链(式) 反应扩增基因(五) DNA的化学合成(六) 基因定位诱变(七) DNA序列的测定三、克隆基因的表达(一) 外源基因在原核细胞中的表达(二) 基因表达产物的分离和鉴定(三) 外源基因在真核细胞中的表达四、蛋白质工程(一) 蛋白质的分子设计和改造(二) 蛋白质的实验进化(三) 蛋白质工程的进展五、基因工程的应用与展望(一) 基因工程开辟了生物学研究的新纪元(二) 基因工程促进了生物技术产业的兴起(三) 基因工程研究的展望(二) 丝心蛋白(三) 胶原蛋白六、超二级结构和结构域(一) 超二级结构(二) 结构域七、球状蛋白质与三级结构(一) 球状蛋白质及其亚基的分类(二) 球状蛋白质三维结构的特征八、亚基缔合与四级结构(一) 有关四级结构的一些概念(二) 四级缔合在结构和功能上的优越性九、蛋白质的变性与折叠(一) 蛋白质变性与功能丢失-(二) 氨基酸序列规定蛋白质的三维结构(三) 多肽链是分步快速折叠的。
生物化学与生物技术的关系是什么
生物化学与生物技术的关系是什么在当今科技飞速发展的时代，生物化学和生物技术作为两个紧密相关的领域，对人类的生活和社会的进步产生了深远的影响。
那么，生物化学与生物技术之间究竟有着怎样的关系呢？要理解它们之间的关系，首先得明白生物化学和生物技术各自的含义。
生物化学是研究生物体化学组成和生命过程中化学变化规律的一门科学。
它关注的是生物分子，如蛋白质、核酸、糖类和脂质等的结构、功能和代谢。
通过研究这些生物分子在细胞内的合成、分解和相互转化，生物化学揭示了生命活动的化学基础。
生物技术则是应用生物学、化学和工程学的原理，利用生物体或其组成部分来生产有用物质或提供服务的技术。
它涵盖了多个方面，包括基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程和酶工程等。
生物化学为生物技术的发展提供了坚实的理论基础。
比如说，在基因工程中，要实现对基因的操作和重组，就必须了解 DNA 的化学结构和遗传信息的传递规律，而这些正是生物化学研究的核心内容。
只有深入掌握了生物化学知识，才能准确地切割和连接 DNA 片段，将外源基因导入受体细胞，并使其成功表达。
再看细胞工程，细胞的培养、融合和分化等过程都涉及到大量的生物化学反应。
细胞内的信号转导、物质代谢和能量转换等机制，都是生物化学研究的重要范畴。
生物技术中的细胞工程正是基于这些生物化学原理，来实现细胞的改造和利用。
发酵工程也是生物技术的一个重要领域。
在发酵过程中，微生物利用底物进行代谢，产生各种代谢产物。
而微生物的代谢途径和酶的催化作用，都是生物化学研究的重点。
通过对生物化学过程的调控，可以优化发酵条件，提高发酵产物的产量和质量。
蛋白质工程和酶工程更是与生物化学息息相关。
蛋白质的结构与功能关系、酶的催化机制等生物化学知识，为蛋白质和酶的设计、改造提供了指导。
通过对蛋白质和酶的化学修饰和基因改造，可以获得具有特定性质和功能的蛋白质和酶，满足各种工业和医疗需求。
反过来，生物技术的发展也推动了生物化学的进步。
生物化学与生物技术
生物化学与生物技术生物化学与生物技术是两个密切相关的学科领域，二者在生命科学和医药领域中发挥着重要作用。
生物化学主要研究生物体内的生化过程和化学组成，并探索这些过程与分子结构之间的相互关系。
而生物技术则是利用生物化学知识和技术来发展新的生物产品、生物材料和生物药物。
本文将从化学视角出发，探讨生物化学与生物技术的相关内容。
一、生物化学的基本概念生物化学是研究生物体内的化学成分、结构和变化规律的学科。
它主要关注生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖等）的化学性质、结构和功能，以及生物代谢过程中的化学反应和调节机制。
生物化学为我们揭示了生命的本质和生命活动的基本原理，对于研究生物发育、功能和疾病机制具有重要意义。
二、生物技术的发展与应用生物技术是利用生物和生物体系的知识和实践，以及现代化学、生物学和工程学等交叉学科的技术手段，来改善生命质量和生态环境的学科。
生物技术的应用涉及生物工程、农业生物技术、医药生物技术等多个领域。
例如，通过基因工程技术可以改良农作物和畜禽，提高农业生产效率和产品质量；而生物药物的研制和生产则是医药生物技术的重要应用领域。
三、生物化学与生物技术的融合生物化学和生物技术相辅相成，二者之间有着密切的联系和互相促进的关系。
生物化学为生物技术提供了理论基础和核心技术支持，而生物技术则推动了生物化学的发展和进步。
通过生物化学的研究成果，生物技术可以更加准确地定位目标分子，实现基因工程、蛋白质工程等技术的开发和应用。
同时，生物技术的发展也为生物化学打开了更广阔的研究领域和应用前景。
四、生物化学与生物技术的应用案例1. 基因工程在农作物改良中的应用：通过转基因技术，可以将对抗虫害、疾病抗性等有益基因导入农作物中，提高农作物的产量和抗逆能力。
2. 生物药物的研制与开发：生物化学研究为生物药物研发提供了理论基础，而生物技术则实现了重组蛋白质的大规模生产，如重组胰岛素、重组人血凝素等。
3. 检测技术的创新：生物化学技术的发展推动了新型检测技术的涌现，如基因检测、蛋白质组学等，在医学诊断和疾病预防中发挥着重要作用。
细菌学：第十五章 细菌的细胞工厂
发酵的流程
1、菌种的选育； 2、菌种培养基的配制； 3、接种和扩大培养； 4、分离提纯等。
发酵过程
发酵过程一般是在发酵罐内进行的，发酵罐是 一种圆柱形的容器，容量从几升到几百万升，罐上 除有通气、搅拌、接种、加料、冷却等装置外，还 有对温度、pH、通气量与转速等发酵条件进行检测 和控制的装置。
发酵过程中环境条件的变化，不仅会影响菌种 的生长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的形成。为 了使发酵过程能顺利进行，要随时取样，检测培养 液中的细菌数目、产物浓度，同时还要及时为发酵 菌提供必需的营养，并严格控制温度、pH、溶氧、 通气量与转速等发酵条件。
它是利用遗传学或其它生物化学的方法人为地在脱氧核糖核酸dna的分子水平上改变和控制微生物的代谢使有用的代谢产物大量生成积累的发酵技代谢控制发酵研究的主要对象是为人类生产大量的抗生素酶氨基酸有机酸溶剂醇类多糖维生素蛋白质生理活性物质色素等有用产物的工业微生物及培养技术菌种遗传改造发酵条件控制乙醇发丙酮酸丙酮酸脱羧酶co2焦磷酸硫胺素mg乙醇脱氢酶葡萄糖atp6p葡萄糖6p果糖163p甘油醛3p甘油酸丙酮酸乙酰coa琥珀酸coa草酰乙酸乳酸乙醇gtpadpampatpadpcitalanadh2nadatpatppepnadhadpadpadpatpcampatp抑制激活pep磷酸烯醇丙酮酸ala脂肪酸cit柠檬酸糖酵解和糖新生的控制基因的直接进化
细菌的细胞工厂
课程教学的基本要求
• 了解生物炼制和细胞工厂的概念和区别 • 掌握细胞工厂的构建方法 • 掌握代谢控制发酵的概念和方法
生物炼制
• 定义：是利用农业废弃物、植物基淀 粉和木质纤维素材料为原料，生产各种 化学品、燃料和生物基材料。
• 1982在Science上首次提出。通过逐步 的分离和转换获得主要的目的产物。
《生物化学》课程介绍
《生物化学》课程介绍Biochemistry一课程编号：060304/060305二、课程类型：必修课程学时/学分：理论教学学时/学分：160/10；实践教学学时/学分：72/4.5适用专业：生物技术专业和生物医学工程专业先修课程：一般化学，有机化学，细胞生物学等三、内容简介：生物化学是生命科学各专业的一门重要的专业基础课。
生物化学是用化学的理论和方法研究生物体的化学组成以及在生命活动中所发生的化学变化及其调控规律，从而阐明生命现象本质的一门学科。
通过生物化学的学习，使学生系统地把握现代生物化学的差不多理论、差不多知识，把握生物化学的差不多实验技术，培养学生从分子水平认识生命现象的能力与技术，训练学生分析问题和解决问题的能力及实际动手能力，了解近期生物化学的新进展，启发学生的创新精神，为学生进一步学习生物学的有关后续课程预备必要的生物化学知识，并为以后从事与生命科学有关的教学、科研与生产奠定基础。
四、选用教材：«生物化学»(第三版)〔王镜岩等主编〕高教出版社Biochemistry. Seccond Edition., Reginaid H.Garrett，Charless M.Grisham;., gaodengjiao yuchu banshe.«生物化学»〔英〕教学大纲一课程编号060304/060305二、课程类型：必修课程学时〔其中，理论教学学时/学分：160/10；；实践教学学时/学分：72/4.5〕：适用专业：生物技术先修课程：一般化学，有机化学，细胞生物学等三、课程性质与任务生物化学是生物学各专业学生必修的一门专业基础课。
本课程的差不多任务是讲授生物化学的差不多理论与差不多技术。
使同学们了解生物化学进展的历史，把握生命活动中重要组成成分—糖、脂、蛋白质、酶、核酸的结构和性质，了解维生素、抗生素、激素和生物膜组成、种类、性质和功能，关于生物体内分子水平上所发生各种代谢反应有较深入的认识，熟悉其中重要的生物化学反应过程，同时对生物体内的各种反应的规律有一个差不多的认识，从而为学习生物学其他的课程如分子生物学、生理学、遗传学、免疫学、生物技术、生物制药等课程打下良好的基础。
化学生物学与化学生物技术教学教案
学术论坛：如 小木虫、
ResearchGat e等，可与其他 研究者交流心 得，分享研究
成果。
07
教案设计与实施
教案编写要点
明确教学目标：根据课程大纲和学生实际 情况，确定教学目标，包括知识、技能和 情感等方面的目标。
精选教学内容：根据教学目标，选择合 适的教学内容，注重内容的系统性和科 学性，同时考虑学生的接受能力和兴趣。
05 教 学 评 估 与 反 馈
06 教 学 资 源 与 参 考 书 目
01
添加章节标题
化学生物学与化学
02
生物技术概述
定义与概念
化学生物学是 研究化学与生 物相互作用的
科学
化学生物技术 是利用化学原 理和技术手段 解决生物问题
的方法
ห้องสมุดไป่ตู้
化学生物学与 化学生物技术 是交叉学科， 涉及化学、生 物学、医学等
设计教学环节：包括导入、讲授、练习、 讨论和总结等环节，注重各环节的衔接和 逻辑关系，以提高教学效果。
运用多种教学方法：采用多种教学方法， 如讲解、演示、实验、案例分析等，以提 高学生的学习兴趣和参与度。
制作精美课件：根据教学内容和教学方法， 制作精美的教学课件，包括文字、图片、 视频等多种形式，以提高教学效果。
教学内容与方法
教学内容安排
教学内容：化学生物学与化学生物技术的基本概念、原理和应用
教学方法：采用讲解、实验、案例分析等多种教学方法相结合的方式，注重理论与实践相结合
重点难点：重点为化学生物学与化学生物技术的基本原理和应用，难点为相关实验的操作与数 据分析
实验安排：根据教学内容和进度安排实验，包括化学实验和生物实验，注重培养学生的实验技 能和创新能力
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精品课件
生物化学
主编 张洪渊 万海清
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生物化学
物理图
主编 张洪渊 万海清
• 物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段为“路标”，以 碱基对（bp，kb，Mb）作为基本测量单位（图距）的基 因组图。
酵母第三号染色体遗传图 （右）和物理图（左）的比较
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
• 用机器进行自动测策序，略一次可读400－800
2001 Draft Genome published: Celera & Public
2003 Completion (almost) of Human Genome
Celera: Craig Venter
Intl. Cons: Francis Collins
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生物化学
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人类基因组计划HGP
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生物化学
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遗传标记
• 所有的标记都必须具有多态性 • 由于不能对人类进行“选择性”婚配，而且人类子代个体数
量有限、世代寿命较长，呈共显多态性的蛋白质数量不多， 等位基因的数量不多。 • 形态标记 • 细胞学标记 • 生化标记 • DNA分子标记
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
• 将较长的基因片鸟段打枪断法，构建一系列的随
机亚克隆，然后测定每个亚克隆的序列， 用计算机分析以发现重叠区域，最终对大 片段的DNA定序。
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生全物基化因组学鸟枪法测序主要步骤：
主编 张洪渊 万海清
•建立高测序的克隆片段的碱基总数应达到基
因组5倍以表物种的基因组大小
物种
基因组大小/bp
T4噬菌体
2.0×105
大肠杆菌(Escherichia coli )
4.2×106
酵母(பைடு நூலகம்ccharomyces cerevisiae )
1.5×107
拟南芥(Arabidopsis thaliana )
1.0×108
秀丽小杆线虫(Caenorhbditis elagans ) 1.0×108
1.6×1010
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
基因组学genomics
• 发展和应用DNA制图、测序新技术以及计 算机程序，研究生命体（包括人类）全部 基因组结构及功能的学科
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
基因组学研究的最终目标
获得生物体全部基因组序列 鉴定所有基因的功能 明确基因之间的相互作用关系 阐明基因组的进化规律
生物化学
生物化学（第三版）
主编 张洪渊 万海清 参编 刘文彬 李永红 姚舜
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
第十五章 生物化学与新生物技术
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
• 基因组是生基物因体组内全g部en遗o传m信e息的集合
• 一个物种单倍体的一套染色体DNA
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主编 张洪渊 万海清
生H物i化sto学ry
of
the
Human
Genome
主编 张洪渊
Project
万海清
1990 Official start of HGP with 3 billion $ and a 15 year horizon.
1999 Sanger Centre publishes chromosome 22
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
人类基因组计划的科学意义在于：
（1）确定人类基因组中约5万个编码基因的序列及其在基 因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能。 （2）了解转录和剪接调控元件的结构与位置，从整个基因 组结构的宏观水平上理解基因转录与转录后调节。 （3）从整体上了解染色体结构，包括各种重复序列以及非 转录“框架序列”的大小和组织，了解各种不同序列在形 成染色体结构、DNA复制、基因转录及表达调控中的影响 与作用。 （4）研究空间结构对基因调节的作用。有些基因的表达调 控序列与被调节基因从直线距离上看，似乎相距甚远，但 若从整个染色体的空间结构上看则恰恰处于最佳的调节位 置，因此，有必要从三维空间的角度来研究真核基因的表 达调控规律。
果蝇(Drosophila melanogaster )
1.65×108
水稻(Oryza sativa )
3.89×108
小白鼠(Mus musculus )
3.0×109
人类(Homo sapiens)
3.3×109
玉米(Zea mays )
5.4×109
普通小麦(Triticum aestivum )
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生物化学
主编 张洪渊 万海清
（5）发现与DNA复制、重组等有关的序列。DNA的忠实复制保障 了遗传的稳定性，正常的重组提供了变异与进化的分子基础。局部 DNA的推迟复制、异常重组等现象则导致疾病或者胚胎不能正常发 育，因此，了解与人类DNA正常复制和重组有关的序列及其变化， 将对研究人类基因组的遗传与进化提供重要的结构上的依据。 （6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制， 包括遗传性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引发的 分子病理学改变及其进程，为这些疾病的诊断、预防和治疗提供理 论依据。 （7）确定人类基因组中转座子、逆转座子和病毒残余序列，研究其 周围序列的性质。了解有关病毒基因组侵染人类基因组后的影响， 可能指导人类有效地利用病毒载体进行基因治疗。 （8）研究染色体和个体之间的多态性。这些知识可被广泛用于基因 诊断、个体识别、亲子鉴定、组织配型、发育进化等许多医疗、司 法和人类学的研究。此外，这些遗传信息还有助于研究人类历史进 程、人类在地球上的分布与迁移精以品课及件人类与其他物种之间的比较。
个碱基，由于测定的序列长度有一定限制。
• 克隆重叠群法
• 鸟枪法
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生物化学
克隆重叠群法
主编 张洪渊 万海清
❖ 将基因组DNA切割长度为0.1Mb－1Mb的大片段， 克隆到YAC或BAC载体上
❖ 然后再进行亚克隆，分别测定单个亚克隆的序列 ❖ 再装配、连接成连续的DNA分子。 ❖ 这是一种自上而下（up to down）的测序策略 ❖ clone-by-clone method