王镜岩生物化学课件001绪论_PPT幻灯片
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1绪论王镜岩生物化学全
1962年，美国科学家Watson和英国科学 家Crick因为在1953年提出DNA的反向平 行双螺旋模型而与Wilkins共享诺贝尔生 理医学奖，同年，英国科学家Kendrew 和Perutz由于测定了肌红蛋白及血红蛋 白的高级结构而荣获诺贝尔化学奖。
1965年，法国科学家Jacob和Monod由 于提出并证实了操纵子(operon)作为调节 细菌细胞代谢的分子机制而与Iwoff分享 了诺贝尔生理医学奖。
B: 配备一套适合自己的习题集，通 过做习题来复习和巩固所学知识。
重要的获奖情况：
1910年，德国科学家Kossel因为蛋白质、细胞 及细胞核化学的研究而获得诺贝尔生理医学奖， 他首先分离出腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
1958年,Sanger测定了牛胰岛素的一级结构而获 得诺贝尔化学奖。
1959年，美籍西班牙裔科学家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，他和Kornberg分享了当年的诺贝尔生理医 学奖，而后者的主要贡献在于实现了DNA分子 在细菌细胞和试管内的复制。
1994年，美国科学家Gilman和Rodbell由 于发现了G蛋白在细胞内信息传导中的 作用而分享诺贝尔生理医学奖。
1995年，美国人Lewis、德国人NussleinVolhard和美国人Wieschaus由于在20世 纪40—70年代先后独立鉴定了控制果蝇 体节发育基因而分享诺贝尔生理医学奖。
绪论
一、为什么要学习生化？
（1）国际形势
a. 美国的著名大学（哈佛、麻省、斯坦佛、普 林斯顿等）文理皆必修生化。
b. 诺贝尔奖金（90多万美元，最高荣誉）的分 布：化学，医学生理学领域独占鳌头。
c. 出国途径之一
（2）现代生物技术的基础 a.基因工程；蛋白质工程；酶工程；微生物 工程；海洋工程； b.现代农业（杀虫，抗逆，保鲜，高产）； 医药业（基因治疗，产药）；国防（生化武 器：生物武器和化学武器如芥子气（二氯二乙硫醚） ， SARS）；
生物化学(共45张PPT)
（四）、多糖类
1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。
黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、 昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多 糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多 糖、人参多糖、地衣多糖
和有机溶剂，分子量从几十～几百万。浓碱处理 可是其部分或全部脱掉乙酰基而成为几丁质（ chitosan）,该产品可溶于烯酸。
3、用途
药物辅料：人造皮肤、手术缝合线（不用拆线）
络合回收金属离子（贵重金属离子）
降血脂、消炎、杀菌剂（伤口愈合剂）
食品添加剂（保鲜剂）
同样具有保湿作用、也大量用于化妆品中。
糖类的生物活性及药理作用
三、纤维素
CH2OH
O
CH2OH O
O OH
O OH
OH
OH
α -1,4
OH
OH
O
O CH2OH β -1,4
CH2OH O
OH
OH
淀粉
纤维素
2、纤维素的生物学功能 （1）作为植物、动物或细菌细胞的外壁支撑和保护的
物质，促使细胞保持足够的扩张韧性和刚性。
（2）作为生物圈中维持自然界能量和营养物质稳恒的贮 藏物质。
2、直链淀粉
(1)占天然淀粉量的20％～30％，药物辅料 中的可溶性淀粉（冲剂中一般用）就是这 一种。
（2）MW在50,000左右。
（3）结构：以 代表淀粉， 代表二个D －葡萄糖残基通过α－1,4糖苷键连接，则 直链淀粉的结构为：
3、支链淀粉
（1）占天然淀粉量的70％～80％。 （2）MW＝1百万左右. （3）结构：主链与直链淀粉一样，以通过α－1,4糖苷键
（2）贮能多糖：在体内作为贮能形式存在， 如淀粉和糖原，在需要是可通过生物体内酶 系统的作用，分解释放出单糖以供应能量。
王镜岩 生物化学 经典课件 糖代谢1(共97张PPT)
X=0.92 10-5
果糖-1，6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸的反应机制
(五) 二羟丙酮磷酸转变 为甘油醛-3-磷酸
丙糖磷酸异构酶为四聚体，图中所示为单体 的结构，红色为二羟丙酮磷酸。
反应机制
五、酵解第二阶段放能 阶段的反应机制
(一 ) 甘油醛-3磷酸氧化成1， 3-二磷酸甘油 酸
脱氢酶的 作用
脱氢酶的 活性中心
乙酰-CoA 碳原子在 柠檬酸循 环中的命 运
四、柠檬酸循环的化学总结算
柠檬酸循环有4个脱氢步骤,其中3对电子经NADHATP,一对电子经FADH2ATP,柠檬酸循环 本身产生1个ATP,每次循环产生
7.5+1.5+1=10个ATP. 过去的计算是9+2+1=12个ATP.
琥珀酸脱氢 的抑制剂
琥珀酸脱氢酶为αβ二聚体，活
性部位有铁硫串。
(七) 延胡索酸水合 形成L-苹果酸
延胡索酸酶为四聚体， 有两种可能的反应机 制。反应的 G大约为0，
反应可逆。
(八) L-苹果 酸脱氢形成 草酰乙酸
苹果酸脱氢酶为二聚体，反应 的 G大约为0，反应可逆。
L-苹果酸脱氢 酶的结构苹果 酸为红色， NAD+为蓝色。
磷酸果糖激酶亚基的结构（四个亚基）
白色为ATP，红色为果糖-6-磷酸
磷酸果糖激酶是关键的调控酶，有4 个亚基，3种同工酶，同工酶A存在于骨骼 肌和心肌，对磷酸肌酸、柠檬酸、无机磷 酸的抑制作用最敏感；同工酶B存在于肝脏 和红细胞，对2,3-二磷酸甘油酸 (BPG) 的抑 制作用最敏感；同工酶C存在于脑中，对 腺嘌呤核苷酸的作用最敏感。
甘油分解的途径
基本要求
1.熟悉糖酵解作用的研究历史。 2.掌握糖酵解过程的概况。（重点）
果糖-1，6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸的反应机制
(五) 二羟丙酮磷酸转变 为甘油醛-3-磷酸
丙糖磷酸异构酶为四聚体，图中所示为单体 的结构，红色为二羟丙酮磷酸。
反应机制
五、酵解第二阶段放能 阶段的反应机制
(一 ) 甘油醛-3磷酸氧化成1， 3-二磷酸甘油 酸
脱氢酶的 作用
脱氢酶的 活性中心
乙酰-CoA 碳原子在 柠檬酸循 环中的命 运
四、柠檬酸循环的化学总结算
柠檬酸循环有4个脱氢步骤,其中3对电子经NADHATP,一对电子经FADH2ATP,柠檬酸循环 本身产生1个ATP,每次循环产生
7.5+1.5+1=10个ATP. 过去的计算是9+2+1=12个ATP.
琥珀酸脱氢 的抑制剂
琥珀酸脱氢酶为αβ二聚体，活
性部位有铁硫串。
(七) 延胡索酸水合 形成L-苹果酸
延胡索酸酶为四聚体， 有两种可能的反应机 制。反应的 G大约为0，
反应可逆。
(八) L-苹果 酸脱氢形成 草酰乙酸
苹果酸脱氢酶为二聚体，反应 的 G大约为0，反应可逆。
L-苹果酸脱氢 酶的结构苹果 酸为红色， NAD+为蓝色。
磷酸果糖激酶亚基的结构（四个亚基）
白色为ATP，红色为果糖-6-磷酸
磷酸果糖激酶是关键的调控酶，有4 个亚基，3种同工酶，同工酶A存在于骨骼 肌和心肌，对磷酸肌酸、柠檬酸、无机磷 酸的抑制作用最敏感；同工酶B存在于肝脏 和红细胞，对2,3-二磷酸甘油酸 (BPG) 的抑 制作用最敏感；同工酶C存在于脑中，对 腺嘌呤核苷酸的作用最敏感。
甘油分解的途径
基本要求
1.熟悉糖酵解作用的研究历史。 2.掌握糖酵解过程的概况。（重点）
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)
王镜岩生物化学讲义47页
第一章绪论一、生物化学的定义二、生物化学研究的主要内容三、生物化学在生命科学中的地位及其它学科中的作用：强调生化课的重要性四、生物化学的学习方法五、生物化学发展简史六、生物化学的现状及其发展七、相关基础知识简介（生命的构成）第二章氨基酸与蛋白质的一级结构一.蛋白质是生命的表征，哪里有生命活动哪里就有蛋白质1.酶：作为酶的化学本质，温和、快速、专一，任何生命活动之必须，酶的另一化学本质是RNA，不过它比蛋白质差远了，种类、速度、数量。
2.免疫系统：防御系统，抗原（进入“体内”的生物大分子和有机体），发炎。
细胞免疫：T细胞本身，分化，脓细胞。
体液免疫：B细胞，释放抗体，导弹，免疫球蛋白（Ig）。
3.肌肉：肌肉的伸张和收缩靠的是肌动蛋白和肌球蛋白互动的结果，体育生化。
4.运输和储存氧气：Hb和Mb。
5.激素：含氮类激素，固醇类激素。
6.基因表达调节：操纵子学说，阻遏蛋白。
7.生长因子：EGF（表皮生长因子），NGF（神经生长因子），促使细胞分裂。
8.信息接收：激素的受体，糖蛋白，G蛋白。
9.结构成分：胶原蛋白（肌腱、筋），角蛋白（头发、指甲），膜蛋白等。
生物体就是蛋白质堆积而成，人的长相也是由蛋白质决定的。
10.精神、意识方面：记忆、痛苦、感情靠的是蛋白质的构象变化，蛋白质的构象分类是目前热门课题。
11.蛋白质是遗传物质？只有不确切的少量证据。
如库鲁病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。
二.构成蛋白质的元素1.共有的元素有C、H、O、N，其次S、稀有P等2.其中N元素的含量很稳定，16％，因此，测N量就能算出蛋白质的量。
（凯氏定氮法）三.结构层次1.一级结构：AA顺序2.二级结构：主干的空间走向3.三级结构：肽链在空间的折叠和卷曲形成的形状，所有原子在空间的排布。
4.四级结构：多条肽链之间的作用。
§1.氨基酸蛋白质的结构单位、水解产物一.氨基酸的结构通式：α-碳原子，α-羧基，α-氨基氨基酸的构型：自然选择L型，D型氨基酸没有营养价值，仅存在于缬氨霉素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。
王镜岩版生物化学课件全套-2024鲜版
人体中常见的氨基酸有20 种，分为必需氨基酸和非 必需氨基酸。
2024/3/28
氨基酸的性质
包括氨基和羧基的化学反 应、等电点、光学活性等 。
氨基酸的生理功能
作为蛋白质的基石，参与 多种生物活性物质的合成 ，如激素、酶等。
8
蛋白质一级结构
2024/3/28
蛋白质一级结构的定义
01
指多肽链中氨基酸的排列顺序。
王镜岩版生物化学课件全套
2024/3/28
1
2024/3/28
• 生物化学概述 • 蛋白质结构与功能 • 酶学原理及应用 • 糖代谢与糖异生作用 • 脂类代谢与生物膜结构功能 • 基因表达调控与疾病关系
2
01
生物化学概述
2024/3/28
3
生物化学定义与研究对象
2024/3/28
生物化学定义
生物化学是研究生物体内化学过 程和物质代谢的科学，它探讨生 物分子结构、功能及其相互作用 。
调控机制
脂类代谢受到多种因素的调控，如激素、酶、基因表达等，以维持体 内脂类代谢的平衡。
2024/3/28
21
生物膜结构功能及其与疾病关系
生物膜结构
生物膜是由脂质和蛋白质组成的超薄结构，具有选择性通透、物质运输、信息传递等功能。
生物膜功能
生物膜在细胞内外物质交换、能量转换、信号传导等方面发挥重要作用。
03
蛋白质空间构象与功能的关系
空间构象影响蛋白质的催化活性、结合能力、运输功能等。例如，酶的
空间构象对其催化底物具有特异性；抗体与抗原的结合依赖于特定的空
间构象。
10
03
酶学原理及应用
2024/3/28
11
酶概述及分类方法
2024/3/28
氨基酸的性质
包括氨基和羧基的化学反 应、等电点、光学活性等 。
氨基酸的生理功能
作为蛋白质的基石，参与 多种生物活性物质的合成 ，如激素、酶等。
8
蛋白质一级结构
2024/3/28
蛋白质一级结构的定义
01
指多肽链中氨基酸的排列顺序。
王镜岩版生物化学课件全套
2024/3/28
1
2024/3/28
• 生物化学概述 • 蛋白质结构与功能 • 酶学原理及应用 • 糖代谢与糖异生作用 • 脂类代谢与生物膜结构功能 • 基因表达调控与疾病关系
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01
生物化学概述
2024/3/28
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生物化学定义与研究对象
2024/3/28
生物化学定义
生物化学是研究生物体内化学过 程和物质代谢的科学，它探讨生 物分子结构、功能及其相互作用 。
调控机制
脂类代谢受到多种因素的调控，如激素、酶、基因表达等，以维持体 内脂类代谢的平衡。
2024/3/28
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生物膜结构功能及其与疾病关系
生物膜结构
生物膜是由脂质和蛋白质组成的超薄结构，具有选择性通透、物质运输、信息传递等功能。
生物膜功能
生物膜在细胞内外物质交换、能量转换、信号传导等方面发挥重要作用。
03
蛋白质空间构象与功能的关系
空间构象影响蛋白质的催化活性、结合能力、运输功能等。例如，酶的
空间构象对其催化底物具有特异性；抗体与抗原的结合依赖于特定的空
间构象。
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03
酶学原理及应用
2024/3/28
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酶概述及分类方法
第01章绪论、蛋白质的结构与功能2019本科
第三阶段 分子生物学阶段 （1953年至今）
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）
詹姆斯·沃森（James D. Watson）
❖ 中心法则、遗传密码、复制机制 ❖ 1958年，Crick提出“中心法则” ❖ 1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密码 ❖ 1973年， Berg、Cohen等建立了DNA重组技术；促进对
生物化学（Biochemistry）是生命的化学， 研究生物体（动物、植物、微生物及人类） 的化学组成、化学反应及其变化规律的科学，
从分子角度用化学语言来揭示生命现象 的本质。
人为什么要吃饭、要呼吸？什么食物有营养？ 抗生素为什么能抑制细菌？遗传的本质是什么？ 为什么不吃肥肉也会胖？ 生老病死的机制？……
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%
二、氨基酸（amino acid） —— 组成蛋白质的基本单位
存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成 人体蛋白质的氨基酸有20种，且均属 L-α - 氨基 酸（甘氨酸除外）。
（一）氨基酸的结构通式
CHRH3
分子生物学基础
复制、转录、翻译、基因表达调控、基因组、重 组DNA
专题篇
细胞信号转导、癌基因、血液生化、肝生化、维 生素与微量元素、常用分子生物学技术等
参考文献
▪ 1.王镜岩等，生物化学 第三版，北京：高等教育出版社 ▪ 2.张乃蘅等，生物化学，第二版，北京：北京医科大学出版
社 ▪ 3.徐晓利等，医用生物化学，北京：人民卫生出版社 ▪ 4.药利波等，医学分子生物学，第二版，北京：人民卫生出
王镜岩生物化学课件第1章-糖类
69
革兰氏阴性菌的 特有结构
β-1,6连接
（
D-葡萄糖胺
二
）
细
酰
菌 1,4焦磷酸桥 脂
酯 键
胺 键
多
糖
O-特异链 核心寡糖
脂质A
2021/2/7
3-羟脂肪酸
70
2021/2/7
71
八、糖蛋白及其糖链
（一）糖肽连键的类型
1、O-糖肽键:Ser/Thr/Hyl/Hyp
2、N-糖肽键
β-N-乙酰葡萄糖胺 Asn γ-酰胺N原子
2021/2/7
81
（ 五 ） 凝 集 素
lectin
2021/2/7
82
2021/2/7
83
2021/2/7
84
九、糖胺聚糖
（ glycosaminoglycan, GAG）
一般含有氨基己糖或己糖醛酸 也称粘多糖（mucopolysaccharide）
[己糖醛酸 己糖胺]n 单糖残基带有羧基/硫酸基
2021/2/7
5
（三）糖类的元素组成和化学本质
俗称碳水化合物（carbohydrate）
Cn(H2O)m（不全面）
鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)
化学定义:
多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
2021/2/7
6
（ 四）糖的命名与分类
单糖 （monosaccharide ） 根据聚合度 寡糖 （oligosaccharide ）
OH
H 2C
CH
O
H
0
HO HC
CH
CH HC
HO
OH
半缩醛 羟基
仍具有 醛基还 原性
革兰氏阴性菌的 特有结构
β-1,6连接
（
D-葡萄糖胺
二
）
细
酰
菌 1,4焦磷酸桥 脂
酯 键
胺 键
多
糖
O-特异链 核心寡糖
脂质A
2021/2/7
3-羟脂肪酸
70
2021/2/7
71
八、糖蛋白及其糖链
（一）糖肽连键的类型
1、O-糖肽键:Ser/Thr/Hyl/Hyp
2、N-糖肽键
β-N-乙酰葡萄糖胺 Asn γ-酰胺N原子
2021/2/7
81
（ 五 ） 凝 集 素
lectin
2021/2/7
82
2021/2/7
83
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84
九、糖胺聚糖
（ glycosaminoglycan, GAG）
一般含有氨基己糖或己糖醛酸 也称粘多糖（mucopolysaccharide）
[己糖醛酸 己糖胺]n 单糖残基带有羧基/硫酸基
2021/2/7
5
（三）糖类的元素组成和化学本质
俗称碳水化合物（carbohydrate）
Cn(H2O)m（不全面）
鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)
化学定义:
多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
2021/2/7
6
（ 四）糖的命名与分类
单糖 （monosaccharide ） 根据聚合度 寡糖 （oligosaccharide ）
OH
H 2C
CH
O
H
0
HO HC
CH
CH HC
HO
OH
半缩醛 羟基
仍具有 醛基还 原性
生物化学王镜岩第三版ppt课件
NAD
胞液中：甘油-α-磷酸脱氢酶
甘油-α-磷酸
线
二羟丙酮磷酸
甘油-α-磷酸
粒
线粒体内：甘油-α-磷酸脱氢酶
体
内
FADH2
FAD
膜
NADH FMD CoQ b c1 c aa3 O2
38
2.肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用
NADH
天冬 转氨酶
氨酸
草酰乙酸
NAD
胞液中：苹果酸脱氢酶
苹果酸
天冬 转氨酶
36
四、胞液中的NADH 的再氧化 139页
细胞溶胶中的NADH逆浓度梯度转运到线粒体内 膜进入电子传递进行氧化。
肌肉、神经组织中的甘油-α-磷酸穿梭作用 （1.5ATP）
肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用 （2.5ATP）
37
139页
1.肌肉、神经组织中的甘油-α-磷酸穿梭作用
NADH 二羟丙酮 磷酸
第九章 生物氧化 第114页
第一节 第二节 第三节
生物氧化的方式和特点 生物氧化的历程 生物氧化与能量代谢
1
氧化－还原电势
117页
氧化还原对 ee-
Oxidized 氧化型
Reduced 还原型
某一化合物的氧化型和还原型，称为一对氧化 还原对。如Zn/Zn2+，Cu2+/Cu。
2
生物体中标准氧化还原电势 117页表
pH 7
H＋
外
内
脂不溶
脂溶
34
2.氧化磷酸化抑制剂
氧化磷酸化抑制剂抑制氧的利用又抑制 ATP的形成，但不直接抑制电子传递链上 的载体的作用。
机制：干扰ATP生成过程（ATP合酶）， 干扰由电子传递的高能状态形成ATP的过 程，结果也使电子传递不能进行。
《生物化学导论绪论》PPT课件
DNA的双螺旋结构
1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA双 螺旋结构。
细胞中的DNA分子几乎 都是由两条多聚脱氧 核苷酸链构成的。
DNA的二级结构就是指 两条多核苷酸链反向 平行盘绕所生成的双 螺旋结构。
划时代的里程碑，现代生物完科整学版课的件p奠pt 基石。
21
3 所有的独立的生命体都有蛋白质的合成系统：
生物分子的主要类型包括：
Saccharide(糖)、lipids(脂)、Nucleic Acids(核酸)、protein(蛋白质)
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。
生物分子中最重要的是糖、脂、核酸和蛋白 质四类物质，分子量一般都很大，所以又称 为生物大分子。
完整版课件ppt
11
生命的物质组成 多酶复合体
Biochemistry Seeks to Explain Life in Chemical Terms
Chemical processes associated with living things.
Biochemistry may be defined as the study of the molecular basis of life.
蛋白质是生物体生物功能的执行者。没有蛋白质也就没有生命
氨基酸 含N碱 核糖
肽 核苷
蛋白质 核苷酸
染色体 生物膜
细胞器
葡萄糖 多聚糖
多糖
细胞
组织
脂肪酸
器官
甘油
磷脂酸
脂类
生物体
胆碱 4种生物大分子
动物植物微生物
基本生物分子
4完种整版课生件pp物t 高分子
12
2、这些物质在生物体内发生什么变化？是怎样变化的？变化 过程中能量是怎样转变 的？也就是说这些物质在生物体内是 怎样进行物质和能量代谢的?
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。
生物化学王镜岩第三版
生物化学的发展历程
01
02
03
早期探索
自古以来，人类就对生物 体内的物质变化产生了兴 趣，如酿酒、制药等。
学科形成
19世纪末，随着生物学和 化学的独立发展，生物化 学逐渐形成一门交叉学科。
现代发展
随着科学技术的发展，生 物化学在分子生物学、遗 传学等领域取得了重要突 破。
生物化学的应用领域
医学研究
酶的活性中心
酶分子中与底物结合并催化反应的区域。
酶的活性调节
酶的活性受到多种因素的调节，如抑制剂、 激活剂等。
03 生物代谢途径与调控
糖代谢途径与调控
糖酵解
葡萄糖在无氧条件下被分解为丙酮酸， 产生少量ATP。
糖异生
由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过 程。
磷酸戊糖途径
葡萄糖氧化分解的一种方式，主要产 生NADPH和戊糖。
蛋白质的二级结构
指蛋白质中局部主链的折叠方式， 如α-螺旋、β-折叠等。
蛋白质的三级结构
指整条肽链中全部氨基酸残基 的相对空间位置，由二级结构 单元的排列顺序和连接方式决 定。
蛋白质的性质
蛋白质具有两性解离、沉淀、 变性、结晶等性质。
核酸的结构与性质
01
02
03
04
DNA的结构
DNA由两条反向平行的多核 苷酸链组成，通过碱基配对形
成双螺旋结构。
DNA的理化性质
DNA具有紫外吸收、热变性 、酸碱稳定性等。
RNA的结构
RNA由单链核糖核酸组成， 分为mRNA、tRNA和rRNA
等类型。
RNA的理化性质
RNA具有碱基配对、热不稳 定性和水解性质等。
酶的结构与性质
酶的化学本质
王镜岩生物化学课件001绪论共41页
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：
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。
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）
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
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。
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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
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。
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。
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
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。
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。
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。
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）
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）
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）
• 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）
常量元素
常
量元 素
元素
体重% 干重%
C
9 .4
6 1 .7
H
65
5 .7
O
2 5 .5
9 .3
N
1 .4
11
P S
N a+ K+ M g+2 C a+2 C l
0 .2 2 0 .0 5
0 .0 3 0 .0 6 0 .0 1 0 .3 1 0 .0 8
3 .3 1 .0
0 .7 1 .3 0 .3 5 .0 0 .7
生 物 物 理 学
生 物 化 学
生 物 数 学
宇 宙 生 物 学
人 工 智 能 学
人文科学 物理学 化 学 数 学 天文学 计算机科学
《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。
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
农学
植 物
育
昆
植 物
生 理 学
种 学
虫 学
病 理 学
医学
动 物人
药
病
生体 理 理
理及 学
学
学
工程学
生 生 生生生
物 物 物物物
工 材 传能信
程 料 感源息
学
器
学
生
物
学பைடு நூலகம்
心 理 学
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）。
-氨基丁酸 0.34
-氨基异丁酸 0.007
-羟基丁酸 0.34
-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
0.034
生命的进化
化学进化：从小分子形成生物大分子。 自身组织：生物大分子发展自复制能力。 生物进化：从简单生物形成复杂的现代生物。。
原核细胞的结构
某些原核细胞的形状
真核细胞的结构
细胞的三维结构
生物化学的发展史
生物化学作为一门独立的自 然科学,只有近200年的历史。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。
生物化学的发展史
生物化学是生命科学中最古老的学科之一：
1、静态生物化学时期（1920年以前）
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。
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
研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。
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。
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
微 元素
Fe F Zn Si Se Mn I Mo Cr Co Ni Sn V Sr B Al
微量元素
量元
素
含 量 (m g) 日 推 荐 量 (m g)
4500 2600 2000 24 13 12 11 9 6 1 .1
1 0 --1 8 0 .1 — 4 3— 15 1g 10— 200ug 0 .5 — 5 40— 150ug 0 .1 5 — 0 .5 10— 20ug 140— 580ug