yj生物化学绪论讲述

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生物化学的概念及其研究内容
• 生物化学就是研究生物体的物质组成和生命过 程中的化学变化的一门科学。
或者说 • 生物化学就是研究生命现象中的物质基础和化
学变化的一门科学。 更简单地说
• 生物化学就是研究生命现象的化学本质。
• 生物化学就是生命的化学。
从传统生物学到现代生命科学
——生命科学能够迎接21世纪的挑战 • 生物学经历了三个发展阶段：
《生物化学》的地位
• 在生物学和其他学科交叉的边缘学 科中,生物化学在过去的几十年中 发展特别快。研究生物体的化学组 成和研究生命过程中的化学变化， 所得到的丰硕成果，构成分子生物 学和生物技术发展的重要基础。
生物体的化学组成
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
恩格斯给生命下的定义：
生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在 于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈 代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。
生命是一个很难下定义的概念
生理学定义
把生命定义为具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、 生长、生殖等功能的系统。但某些细菌却不呼吸。
➢ 描述生物学阶段 （19世纪中叶以前）
➢ 实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）
➢ 创造生物学阶段 （20世纪中叶以后）
分子生物学和基因工程的发展使人们有 可能“创造”新的物种。
从实验生物学到创造生物学
华 生 和 克 里 克 在 讨 论
双 螺 旋 模 型
DNA
各学科的交叉、渗透是科学发 展的趋势之一
பைடு நூலகம்
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
生 命 的 起 源
生命体系的诞生
甲烷、氨、水和氢气混合物在电火花过程中产生的化合物及其产量
甘氨酸 2.1
乙醇酸 1.9
N-甲基甘氨酸 0.25
丙氨酸 1.7
乳酸
1.6
N-甲基丙氨酸 0.07
-氨基丁酸 0.34
-氨基异丁酸 0.007
-羟基丁酸 0.34
人与其他生物最大的区别是什么？ 形态、语言、感情、知觉－－－
• 知—认识自己、认识世界的动机与实践
• 世界是什么样？为什么是这样？
• 世界是什么样的？
• 天文学、地理学、动物学、植物学、人 类学…………
• 进一步缩小分析 • 生理学、细胞学
进入分子原子领域
• “看不见了” • 如何研究呢？ • 化学、物理学的研究方法与手段 • 分离（有时需分解更小分子）、纯化、
-丙氨酸 0.76
丁二酸 0.27
天冬氨酸 0.024
谷氨酸 0.051
二乙酸亚氨 0.37
甲酸
4.0
乙酸
0.51
丙酸
0.66
脲素
化学物理分析（分子量、元素组成）
源自
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”
生物化学 就 是 生命的化学
应用化学的理论和方法研究微生 物、植物、动物及人体等的化学组 成、生命物质各组分的结构和性质 及它们在生命过程中的变化规律的 一门科学。
生物化学的基本内容
• 阐明构成生命物体的分子基础生物分子的化学 组成、结构和性质。
• 研究生物分子的结构、功能与生命现象的关系。
• 发现生物分子在生物机体中的相互作用及其变化 规律（物质代谢、能量代谢、信息代谢）。
• 色素 有机酸 水
无机盐
大分子化合物
• 核酸 蛋白质 多糖 脂类
30种 基本生物分子
生物大分子
生物超分子 细胞器
20 种氨基酸
5种含氮碱 （嘌呤 嘧啶）
2种单糖 （核糖 葡萄糖）
1种脂肪酸 （棕榈酸） 1种多元醇 （甘油）
1种胺 （胆胺）
蛋白质 核酸 多糖
脂类
膜结构成分
核蛋白 （ 染色体 核糖体）
新陈代谢定义
生命系统具有界面，与外界经常交换物质但不改变 其自身性质。
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(阮病毒)。
遗传学定义
通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统。
热力学定义
生命是个开放系统，它通过能量流动和物质循环而 不断增加内部质量。
第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、 Si等。
参与生物体组成的元素总共约二、三十种
常量元素————在人体中含量较大 微量元素————在人体中含量很少
常量元素
微量元素
组成生物体的化合物
小分子化合物
• 核苷酸 氨基酸 可溶糖 脂肪酸
• 低分子活性物质（维生素 激素）
组成生命体的物质是极其复杂的。但在地球上存在的92种天然 元素中，只有以下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。
糖蛋白
细胞
内质网 线粒体
溶酶体
微粒体
细胞核
脂蛋白
高尔基体
叶绿体
酶系统 液泡
收缩系统
新陈代谢途径及其调节控制和信息代谢
新陈 代谢
合成代谢 （同化）
生物小分子
需要能量
生物大分子
能量
物质
代谢
代谢
释放能量
分解代谢
生物大分子
（异化）
生物小分子
信息代谢
生命的定义
生命的根本特性是什么？千百年来，人们以许多不同的观点阐述 自己对此的看法。
绪论
我们所处在的地球充满着无数的生物， 从最简单的病毒、类病毒到菌、藻、树、草， 从鱼虫鸟兽到最复杂的人类，处处都可以发 现它们的踪迹，觉察到生命的活动。地球上 的生物形形色色，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。