生物化学与分子生物学学习指导与习题集

《简明生物化学与分子生物学》学习指导与习题集

《简明生物化学与分子生物学》（周慧主编）是教育部制药工程专业教学指导分委员会组织编写的高等学校制药工程专业系列教材之一，全书由20章组成，分为四个部分：第一部分从第一章至第五章，主要为生物大分子的结构与性质，包括蛋白质、酶、核酸、糖类和脂质的结构与性质；

第二部分从第六章至第九章，主要为物质代谢，介绍了蛋白质、核酸、糖类和脂质的分解与合成代谢；

第三部分从第十章至第十五章，主要内容是分子生物学，包括原核生物和真核生物染色体结构与DNA复制、基因的转录与转录活性的调节、蛋白质生物合成机制与调节；

第四部分从第十六章至第二十章，为分子生物学实验方法，包括核酸的分离纯化、基因重组技术、聚合酶链反应、核酸测序和核酸的分子杂交。

为了帮助学生更好地理解和掌握教材，我们编写了配套的学习指导用书。本学习指导与习题集在内容上按教材编排章节顺序编写，每章内容包括五个部分：学习目标、学习内容纲要、学习要点、“习题练习”、“参考答案”组成。

“学习目标”以“掌握”、“熟悉”、“了解”三个不同层次要求学习每章内容，加强理解，可作为教学大纲要求。

“学习内容纲要” 简要介绍每章学习内容概要。

“学习要点”概括介绍每章需要重点学习掌握的基本概念、主要内容、相互联系。包括一些生物大分子的分类，结构特点，重要的理化性质，酶学研究的动力学特征；重要的物质代谢途径，关键酶，代谢通路的生理意义；遗传分子生物学中心法则，DNA、RNA、蛋白质生物合成的各自体系组成及其功能，主要的合成过程及特点，基因重组操作的基本原理及过程等。

“习题练习”分为“选择题”、“填空题”、“判断题”、“名词解释”及“问答题”等多种形式，主要根据教材内容、大纲要求进行设计，以帮助学生学习理解教材内容，并有助于记忆。全部习题均有相应“参考答案”，便于学习者复习或自学。本书适用于制药工程专业本科生学习巩固所学知识和考研复习，也可作为相关学科学生、教师的教学参考用书。

绪论

一、生物化学的的概念：

生物化学（biochemistry)是运用化学的理论和技术，研究生物体的物质组成与结构、物质代谢与能量转变，以及与生理功能之间关系的一门科学。

生物化学（biochemistry)，即生命的化学，是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，是一门研究生物体的化学组成、体内发生的反应和过程的学科。

当代生物化学的研究揭示组成生物体的物质，特别是生物大分子(biomacromolecules)的结构规律，并且与细胞生物学、分子遗传学等密切联系，研究和阐明生长、分化、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命活动的规律。

二、分子生物学的概念：

Watson和Crick于1953提出了DNA分子的双螺旋结构模型，在此基础上形成了遗传信息传递的“中心法则”，由此奠定了现代分子生物学(molecular biology)的基础。

分子生物学主要研究生物体所含基因的结构、复制和表达，以及基因产物—蛋白质或RNA的结构，互相作用以及生理功能。

总之，生物化学与分子生物学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势。

三、生物化学的发展：

1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。

2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。

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。

四、生物化学研究的主要内容：

1.生物大分子的结构与功能

2.物质代谢及其调节

3.基因信息的传递

1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。

2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。

3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的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，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。5．基因信息的传递

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内容。

五、«生物化学与分子生物学»与药学学科的关系及其在制药工业中的重要性

生物化学与分子生物学是药学学科重要的理论基础, 药学生物化学与分子生物学是研究与药学科学相关的生物化学与分子生物学理论、原理与技术及其在药物研究、药品生产、药物质量控制与临床应用的基础学科。它从分子水平研究生命现象本质,是研究疾病, 研究药物治病原理不可缺少的基础。生物化学与分子生物学理论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，是中药学的有效成分分离纯化研究、药物化学的新药设计研究、药理学的生化机理研究、生物药剂学的代谢研究的重要理论基础。

生物化学与分子生物学的进展，为新药的发现提供了理论、概念、技术和方法，使药学科学步入一个新的发展阶段，其特点是以化学模式为主体的药学科学迅速转向以生物学和化学相结合的新模式。因此生物化学与分子生物学在当代药学科学发展中起到了先导作用。

生物化学与分子生物学在当代制药工业发展中起到了重要作用，以分子生物学DNA重组技术为基础发展起来的生物制药工业开创了制药工业一个新门类。

作为制药工程专业学生,学习生物化学与分子生物学主要是学习与药学相关较紧密领域的知识,包括生物化学与分子生物学的基础理论及技术,为今后学习其它各有关药学专业的课程奠定基础。

第一部分生物大分子

第一章蛋白质

[学习目标]

1、掌握：氨基酸和肽的基本结构、蛋白质的结构与功能。

2、熟悉：蛋白质分离纯化的方法及原理。

3、了解：蛋白质一级结构的测定方法，蛋白质的结构与功能的关系；生理活性肽。

[学习内容纲要]

1、氨基酸的结构与性质

2、肽键

3、生理活性肽

4、蛋白质分离和纯化的方法及原理

5、蛋白质的结构与功能

√[学习要点]

第一节、氨基酸的结构与性质

1．氨基酸的概念：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本结构单位。构成蛋白质分子的氨基酸共有20种，这些氨基酸都是L-构型的α-氨基酸。

2．氨基酸分子的结构通式：

3、氨基酸分类：按带电荷情况可分为三类：

①侧链不带电荷氨基酸：非极性中性氨基酸(8种) （Ala、Val、Leu、Ile、Met、Pro、Phe、Trp）；极性中性氨基酸(7种)（Gly、Ser、Thr、Cys、Tyr、Asn、Gln）；

②带负电荷氨基酸2种（酸性氨基酸Asp、Glu）；

③带正电荷氨基酸3种（碱性氨基酸His、Arg、Lys）。