基础生物化学BiochemistryPPT课件
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生物化学ppt课件
;.
13
五、基因工程技术的发展
❖ 1970年，Smith发现限制性核酸内切酶 ❖ 1992年，Berg的转化实验 ❖ 1977年，Boyer等实现在大肠杆菌中表达多肽 ❖ 人干扰素、白介素、集落刺激因子、乙肝疫苗等基因工程药物及疫苗的使用 ❖ 转基因动植物及基因敲除（knock out）动植物 ❖ 基因诊断与基因治疗 ❖ 新技术的不断涌现
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12
四、遗传信息传递中心法则的建立
❖ Watson和Cricket的贡献 ❖ Kornberg发现DNA聚合酶 ❖ Messlson和Stahl的同位素标记实验 ❖ Okazaki片段 ❖ DNA复制机制的完善 ❖ Jacob和Monod等的贡献—转录机制 ❖ RNA如何到多肽链，三联体密码 ❖ 逆转录现象的发现
❖ —François Jacob, La logique du vivant: une histoire de l’hérédité ❖ (The Logic of Life: A History of Heredity), 1970
;.
2
绪论 Introduction
;.Biblioteka 3❖ 生物化学(biochemistry)：一门在分子水平上研究生命现象的科学，它主要应用 化学原理和方法来探讨生命的奥秘和本质，着眼于搞清组成生物体物质的分子结 构和功能，维持生命活动的各种化学变化及其与生理机能的联系。分子生物学 (molecular biology) 主要是以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息 传递和细胞信号转导过程中的作用为研究对象。
;.
7
二十世纪以前
❖ 中国：造酒，制酱、饴、醋，制作豆腐，治疗夜盲症，制糖等 ❖ 欧洲：Scheler，Lavoisier等
生物化学基础PPT课件
生物化学发展历史及现状
发展历史
从19世纪末到20世纪初，生物化学逐渐从生理学和有机化学中独立出来；20 世纪中期以后，生物化学与分子生物学相互渗透，共同发展。
现状
生物化学已成为生命科学领域的重要分支，涉及基因表达调控、蛋白质结构与 功能、细胞信号传导等多个研究方向；同时，生物化学在医学、农业、工业等 领域的应用也日益广泛。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生命活 动具有重要意义。
基因表达异常与疾病发生关系
基因表达异常的定义
基因表达异常是指基因的表达量、表达时间或表达部位等出现异常，导致生物体出现疾病或 异常表型的现象。
基因表达异常与疾病发生的关系
基因表达异常可导致细胞增殖、分化、凋亡等过程紊乱，进而引发各种疾病，如癌症、神经 退行性疾病、自身免疫病等。
糖无氧氧化过程及意义
糖无氧氧化过程
葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸或 乙醇和二氧化碳，同时释放少量能 量。
糖无氧氧化的意义
在无氧条件下，为机体快速提供能 量；在某些组织细胞中，如红细胞， 糖无氧氧化是唯一的供能途径。
糖有氧氧化过程及意义
糖有氧氧化过程
葡萄糖在有氧条件下经过一系列酶促反应，最终分解为水和二氧化碳，同时释放大 量能量。
02
包括Edman降解法、质谱法等。
蛋白质一级结构的特点
03
具有方向性、连续性、重复性等特点。
蛋白质高级结构
蛋白质二级结构
指蛋白质分子中局部主链 的空间结构，包括α-螺旋、 β-折叠等。
蛋白质三级结构
指整条肽链中全部氨基酸 残基的相对空间位置，即 整条肽链每一原子的相对 空间位置。
蛋白质四级结构
生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
生物化学-biochemistry ppt课件
5
Foundations of Modern Biochemistry
Goals of biochemistry Biochemistry seeks to describe the structure, organization, and functions of living matter in molecular terms.
12
Foundations of Modern Biochemistry
The idea of the gene, – a unit of hereditary information, – was first proposed in the mid-nineteenth century by Gregor Mendel.
(1) The structural chemistry of the components of living matter and the relationship of biological function to chemical structure.
(2) Metabolism – the totality of chemical reactions that occur in living matter.
(3) The chemistry of processes and substances that store and transmit biological information (Molecular Genetics).
8
Note
All living matters usually have the following properties :
living matter: 生物体; in molecular terms: 以分子的观点; at molecular levels: 从分子水平
Foundations of Modern Biochemistry
Goals of biochemistry Biochemistry seeks to describe the structure, organization, and functions of living matter in molecular terms.
12
Foundations of Modern Biochemistry
The idea of the gene, – a unit of hereditary information, – was first proposed in the mid-nineteenth century by Gregor Mendel.
(1) The structural chemistry of the components of living matter and the relationship of biological function to chemical structure.
(2) Metabolism – the totality of chemical reactions that occur in living matter.
(3) The chemistry of processes and substances that store and transmit biological information (Molecular Genetics).
8
Note
All living matters usually have the following properties :
living matter: 生物体; in molecular terms: 以分子的观点; at molecular levels: 从分子水平
基础生物化学PPT课件
第52页/共65页
杂多糖（Heteropolysaccharides）
由不止一种单糖或单糖衍生物组成的多糖，包括糖胺聚（多）糖 (glycosaminoglycans)、粘多糖（mucopolysaccharides）、氨基多糖 （polyaminoglucose）及酸性糖胺聚糖等名称，粘多糖就是氨基多糖，主要由氨基 己糖与己糖醛酸以及硫酸等脱水缩合而成，溶液粘性较大，分子中的羧基及硫酸等阴离 子通过静电作用与蛋白等大分子结合。分布很广，大多以蛋白多糖（proteoglycan） 存在，并进一步与胶元蛋白结合构成结缔组织机质的重要成分，如透明质酸、硫酸软骨 素、硫酸皮肤素等。
Haworth投影式； • 1928年，Malaprada发明过碘酸氧化法测定糖的
结构；1932年，Fleury和Lange把这一方法完善 第5页/共65页
糖研究的简史 II
• 1933年，N．A．S aeuson提出端基差向异构体，以表示还 原糖及糖苷的、两种异构体；
• 1950年，R．E．Reeves证明己糖的椅式构象； • 1950s后，把生物化学最新的理论和方法用于糖生物化学的研
糖原（Glycogen)
第44页/共65页
糖 原 示 意 图
第45页/共65页
第46页/共65页
纤维素（Cellulose）
自然界中分布最广的糖，以纤维二 糖（cellobiose）为基本单位缩合而 成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子， 分子不分支，约由10000-15000个D-Glc残基组成。水解需高温、高压和 酸，人体消化酶不能水解纤维素，食 草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素 酶（cellulase）将部分纤维素水解为 葡萄糖。
糖类物质是一类广泛存在 于植物体内的一类重要有机物， 占植物干重的50%以上。
杂多糖（Heteropolysaccharides）
由不止一种单糖或单糖衍生物组成的多糖，包括糖胺聚（多）糖 (glycosaminoglycans)、粘多糖（mucopolysaccharides）、氨基多糖 （polyaminoglucose）及酸性糖胺聚糖等名称，粘多糖就是氨基多糖，主要由氨基 己糖与己糖醛酸以及硫酸等脱水缩合而成，溶液粘性较大，分子中的羧基及硫酸等阴离 子通过静电作用与蛋白等大分子结合。分布很广，大多以蛋白多糖（proteoglycan） 存在，并进一步与胶元蛋白结合构成结缔组织机质的重要成分，如透明质酸、硫酸软骨 素、硫酸皮肤素等。
Haworth投影式； • 1928年，Malaprada发明过碘酸氧化法测定糖的
结构；1932年，Fleury和Lange把这一方法完善 第5页/共65页
糖研究的简史 II
• 1933年，N．A．S aeuson提出端基差向异构体，以表示还 原糖及糖苷的、两种异构体；
• 1950年，R．E．Reeves证明己糖的椅式构象； • 1950s后，把生物化学最新的理论和方法用于糖生物化学的研
糖原（Glycogen)
第44页/共65页
糖 原 示 意 图
第45页/共65页
第46页/共65页
纤维素（Cellulose）
自然界中分布最广的糖，以纤维二 糖（cellobiose）为基本单位缩合而 成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子， 分子不分支，约由10000-15000个D-Glc残基组成。水解需高温、高压和 酸，人体消化酶不能水解纤维素，食 草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素 酶（cellulase）将部分纤维素水解为 葡萄糖。
糖类物质是一类广泛存在 于植物体内的一类重要有机物， 占植物干重的50%以上。
【医学PPT课件大全】 生物化学 Biochemistry (2)
2020/6/28
DNA双螺旋结构模型的建立
1953
Watson
Crick
Franklin
2020/6/28
1958年，Crick提出了“中心法则 ”（central dogma):
复制 DNA
复制
转录 反转录
RNA
翻译
蛋白质
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
克隆羊的诞生过 程
2020/6/28
⒈ 生物机体的化学组成
活细胞的有机物分为两大类
⑴ 大分子：蛋白质、核酸、多 糖和以结合状态存在的脂质。
⑵ 小分子：维生素、激素、各种 代谢中间物，以及合成生物大分 子所需的氨基酸、核苷酸、糖、 脂肪酸和甘油等。
2020/6/28
生物分子: 是构成生命体的、具有生命的最小单位。
四类生物大分子：蛋白质、核酸、糖类、脂质
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
3.分子生物学（Molecular biology）
研究生物体生物大分子的结构、功能、 相互作用及其同功能的关系。
• 当代生物化学研究的主要内容 • 1)生物大分子结构与功能 • 2)物质代谢与调节 • 3)基因信息传递与调控
2020/6/28
生物分子的特征：
a. 具有复杂与严整的结构 b.具有各自特有的功能 c.能利用外界能量来建造和维持自身的严整结构 d.具有精确的自我复制功能
2020/6/28
2. 生物体内物质代谢的变化， 即代谢途径。
新陈代谢(Metabolism)包括
1.合成代谢(Anabolism):是生物体从 环境中取得物质，转化为体内新的物 质的过程，也叫同化作用 (Assimilation);
DNA双螺旋结构模型的建立
1953
Watson
Crick
Franklin
2020/6/28
1958年，Crick提出了“中心法则 ”（central dogma):
复制 DNA
复制
转录 反转录
RNA
翻译
蛋白质
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
克隆羊的诞生过 程
2020/6/28
⒈ 生物机体的化学组成
活细胞的有机物分为两大类
⑴ 大分子：蛋白质、核酸、多 糖和以结合状态存在的脂质。
⑵ 小分子：维生素、激素、各种 代谢中间物，以及合成生物大分 子所需的氨基酸、核苷酸、糖、 脂肪酸和甘油等。
2020/6/28
生物分子: 是构成生命体的、具有生命的最小单位。
四类生物大分子：蛋白质、核酸、糖类、脂质
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
3.分子生物学（Molecular biology）
研究生物体生物大分子的结构、功能、 相互作用及其同功能的关系。
• 当代生物化学研究的主要内容 • 1)生物大分子结构与功能 • 2)物质代谢与调节 • 3)基因信息传递与调控
2020/6/28
生物分子的特征：
a. 具有复杂与严整的结构 b.具有各自特有的功能 c.能利用外界能量来建造和维持自身的严整结构 d.具有精确的自我复制功能
2020/6/28
2. 生物体内物质代谢的变化， 即代谢途径。
新陈代谢(Metabolism)包括
1.合成代谢(Anabolism):是生物体从 环境中取得物质，转化为体内新的物 质的过程，也叫同化作用 (Assimilation);
biochemistryech(共55张PPT)
双螺旋结构与核酸的功能相吻 合。
James Watson 和Francis Crick从x-光衍射图谱推测 的DNA双螺旋结构具有下列特征：
1. 两条核酸链方向相反，围绕同一轴缠绕形成螺旋结
构。
2. 糖-磷酸骨架在双螺旋外侧，碱基处于双螺旋内 部。 3. 碱基几乎与双螺旋轴垂直，相邻碱基间的距离 是。这种间距在x-光衍射图谱（图）中可以看出。 一个螺旋结构重复是34A，10个碱基。因此每个碱 基旋转36o。 4. 螺旋的直径是20A。
RNA RNA分子用尿嘧啶替代DNA的胸腺嘧啶。
。
4. 另一类重要的RNA病毒是反转录病毒。
图4.23 反转录病毒遗传信息流动（从RNA到DNA）。反转录酶是感 染病毒颗粒携带的DNA聚合酶，能够将反病毒RNA基因组转变成DNA 。反转录没具有下列活性：催化合成与RNA链互补的DNA链；降 解RNA/DNA杂合链的RNA链；随后合成另一条与RNA序列相同的
因此，核酸熔化的检 测就很简单，只是测 定紫外吸收值。核酸 的最大吸收峰在260
nm波长处（图）。
核酸堆积碱基所吸 收的紫外光比非堆 积碱基所吸收的紫 外光弱，这种效应 叫减色效应（ hypochromism)。因此 ，核酸熔化的检测就 很简单，只是测定紫 外吸收值。核酸的最 大吸收峰在260 nm 波长处（图）。
旋可能阻碍或促进双螺旋的解旋，从而 影响DNA与其它分子之间相互作用。
图4.19 茎环结构。单链DNA或单链RNA能够形成茎环结构。
图4.20 一个RNA分子所形成的复杂结构。RNA链可以折回与 自身链的另一区域形成复杂结构。（A）茎环结构含有标准的 Watson-Crick碱基对，也有非标准的碱基配对。（B）RNA分 子的三维结构和三个核苷酸之间的远程相互作用。左边 图中，胞苷酸用蓝色表示、腺苷酸用红色表示、鸟苷酸 用黑色表示、鸟苷酸用绿色表示。右边图中，标准 Watson-Crick碱基对的氢键用黑色虚线表示，其它氢键
James Watson 和Francis Crick从x-光衍射图谱推测 的DNA双螺旋结构具有下列特征：
1. 两条核酸链方向相反，围绕同一轴缠绕形成螺旋结
构。
2. 糖-磷酸骨架在双螺旋外侧，碱基处于双螺旋内 部。 3. 碱基几乎与双螺旋轴垂直，相邻碱基间的距离 是。这种间距在x-光衍射图谱（图）中可以看出。 一个螺旋结构重复是34A，10个碱基。因此每个碱 基旋转36o。 4. 螺旋的直径是20A。
RNA RNA分子用尿嘧啶替代DNA的胸腺嘧啶。
。
4. 另一类重要的RNA病毒是反转录病毒。
图4.23 反转录病毒遗传信息流动（从RNA到DNA）。反转录酶是感 染病毒颗粒携带的DNA聚合酶，能够将反病毒RNA基因组转变成DNA 。反转录没具有下列活性：催化合成与RNA链互补的DNA链；降 解RNA/DNA杂合链的RNA链；随后合成另一条与RNA序列相同的
因此，核酸熔化的检 测就很简单，只是测 定紫外吸收值。核酸 的最大吸收峰在260
nm波长处（图）。
核酸堆积碱基所吸 收的紫外光比非堆 积碱基所吸收的紫 外光弱，这种效应 叫减色效应（ hypochromism)。因此 ，核酸熔化的检测就 很简单，只是测定紫 外吸收值。核酸的最 大吸收峰在260 nm 波长处（图）。
旋可能阻碍或促进双螺旋的解旋，从而 影响DNA与其它分子之间相互作用。
图4.19 茎环结构。单链DNA或单链RNA能够形成茎环结构。
图4.20 一个RNA分子所形成的复杂结构。RNA链可以折回与 自身链的另一区域形成复杂结构。（A）茎环结构含有标准的 Watson-Crick碱基对，也有非标准的碱基配对。（B）RNA分 子的三维结构和三个核苷酸之间的远程相互作用。左边 图中，胞苷酸用蓝色表示、腺苷酸用红色表示、鸟苷酸 用黑色表示、鸟苷酸用绿色表示。右边图中，标准 Watson-Crick碱基对的氢键用黑色虚线表示，其它氢键
【医学ppt课件】生物化学(Biochemistry)
2003年版； 3. Hames B et al., Instant notes in biochemistry(影印版)，
1999年版。
10
物质代谢变化与生理机能的关系——机能生物化学。
5
（三） 基因表达及其调控
转录
翻译
DNA
RNA
Pr
基因： 携带一定遗传信息的特定DNA片断以及相关的 调控序列；
（四） 专题生化
肝胆生化、水盐代谢和酸碱平衡等。
6
四. 生 物 化 学 与 医 药 学 的 关 系
与医学关系 2. 与药学关系 3. 与其他学科关系
【医学ppt课件】生物化学 (Biochemistry)
第一章 绪 论 （introduction)
2
一. 生物化学
主要是运用化学的理论和方法，从分子水平研究生 物体的化学组成及其在生命活动过程中化学变化规律 的一门学科，从而揭示生命现象的化学本质。
又称生命的化学(chemistry of life)。
3
二. 研 究 对 象
（主要针对组成生物体的六大营养素）： 糖、脂、蛋白质、核酸、水和无机盐等
4
三. 主要内容
（一）生物体的物质组成及其结构和功能
蛋白质、核酸和多糖 —— 生物大分子 / 生物信息分子 物质的组成、结构与化学性质等 —— 静态生物化学；
（二） 物质代谢及其代谢调节
物质在体内的代谢变化规律、能量代谢及其代谢调节是生 物化学的中心内容——动态生物化学；
7
五. 学 习 生 化 的 目 的
1. 了解生物体内物质的化学变化过程； 2. 从分子水平阐明疾病发生、发展的机制； 3. 更科学、有效地诊断与防治疾病，并帮助阐明中医
药的作用机理； 4. 指导新药的研制、提高对重大疾病的防治水平； 5. 为其他医药学基础课及临床医学打下扎实的基础。
1999年版。
10
物质代谢变化与生理机能的关系——机能生物化学。
5
（三） 基因表达及其调控
转录
翻译
DNA
RNA
Pr
基因： 携带一定遗传信息的特定DNA片断以及相关的 调控序列；
（四） 专题生化
肝胆生化、水盐代谢和酸碱平衡等。
6
四. 生 物 化 学 与 医 药 学 的 关 系
与医学关系 2. 与药学关系 3. 与其他学科关系
【医学ppt课件】生物化学 (Biochemistry)
第一章 绪 论 （introduction)
2
一. 生物化学
主要是运用化学的理论和方法，从分子水平研究生 物体的化学组成及其在生命活动过程中化学变化规律 的一门学科，从而揭示生命现象的化学本质。
又称生命的化学(chemistry of life)。
3
二. 研 究 对 象
（主要针对组成生物体的六大营养素）： 糖、脂、蛋白质、核酸、水和无机盐等
4
三. 主要内容
（一）生物体的物质组成及其结构和功能
蛋白质、核酸和多糖 —— 生物大分子 / 生物信息分子 物质的组成、结构与化学性质等 —— 静态生物化学；
（二） 物质代谢及其代谢调节
物质在体内的代谢变化规律、能量代谢及其代谢调节是生 物化学的中心内容——动态生物化学；
7
五. 学 习 生 化 的 目 的
1. 了解生物体内物质的化学变化过程； 2. 从分子水平阐明疾病发生、发展的机制； 3. 更科学、有效地诊断与防治疾病，并帮助阐明中医
药的作用机理； 4. 指导新药的研制、提高对重大疾病的防治水平； 5. 为其他医药学基础课及临床医学打下扎实的基础。
生物化学ppt课件
核酸的调节与疾病
核酸代谢异常可能引起疾病，如癌症 等，因此核酸代谢的调节对于维持身 体健康至关重要。
CHAPTER 04
生物化学与医学
疾病的发生与生物化学
疾病的发生
生物化学是许多疾病发生的基础，如糖尿病、心 血管疾病、癌症等。这些疾病的形成与生物化学 过程有关，如糖代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等 。
生物化学的历史与发展
• 生物化学作为一门独立的学科，起源于20世纪初。早期的生物化学研究主要集中在蛋白质、糖类、脂肪、核酸等生物大分 子的结构和功能方面。随着技术的进步，生物化学逐渐深入到分子水平，对基因表达、蛋白质合成、代谢调控等生命过程 的研究取得了重大突破。近年来，随着生物信息学和系统生物学的发展，对生物化学的研究和应用也进一步扩大和深化。
要支持。
代谢组学技术
通过对生物体内代谢产 物的全面分析，代谢组 学技术能够揭示生物过 程和疾病发生的潜在机
制。
生物化学在医学领域的应用前景
总结词
应用广泛、潜力巨大
药物研发
生物化学对药物研发过程中的靶点筛选、 药效评估等方面具有决定性作用。
疾病诊断
生物治疗
基于生物化学原理的检测方法能够快速、 准确地诊断多种疾病。
营养与健康
生物化学研究营养与健康的关系，如营养不足或过剩对健 康的影响。这些研究为营养学提供理论依据，从而为预防 和治疗营养相关疾病提供帮助。
营养与疾病
生物化学研究营养与疾病的关系，如某些营养素缺乏可能 导致某些疾病的发生。这些研究为预防和治疗这些疾病提 供理论依据。
CHAPTER 05
生物化学的未来与发展
新兴的生物化学技术
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
生物化学课件Basic Biochemistry
long storage & form structures)
Macromolecule #1: Carbohydrates
Polysaccharide Examples:
Glycogen—glucose polymer stored for future energy needs. Found in liver, muscle and sperm, etc.
RNA: ribonucleic acid Genetic material, single stranded
ATP: adenosine triphosphate High energy compound
DNA
Nucleotide Structure
THE BIG PICTURE
Chemistry is essential for life…
Basic Biochemistry
What is Biochemistry?
Biochemistry is the study of the chemical interactions of living things.
Biochemists study the structures and physical properties of biological molecules.
Macromolecule #3: Proteins
The building blocks of proteins are AMINO ACIDS. There are only 20 types of Amino Acids.
There are millions of different proteins, and they are all built from different combinations of the 20 amino acids.
Macromolecule #1: Carbohydrates
Polysaccharide Examples:
Glycogen—glucose polymer stored for future energy needs. Found in liver, muscle and sperm, etc.
RNA: ribonucleic acid Genetic material, single stranded
ATP: adenosine triphosphate High energy compound
DNA
Nucleotide Structure
THE BIG PICTURE
Chemistry is essential for life…
Basic Biochemistry
What is Biochemistry?
Biochemistry is the study of the chemical interactions of living things.
Biochemists study the structures and physical properties of biological molecules.
Macromolecule #3: Proteins
The building blocks of proteins are AMINO ACIDS. There are only 20 types of Amino Acids.
There are millions of different proteins, and they are all built from different combinations of the 20 amino acids.
生物化学PPT课件
生物化学的应用领域
01
02
03
04
医学研究
生物化学在医学领域中发挥着 重要作用，如疾病诊断、药物
研发和生理机制研究等。
农业生产
通过生物化学手段改良作物品 质、提高产量，以及研发新型
肥料和农药。
环境保护
利用生物化学方法处理环境污 染问题，如水体净化、土壤修
复等。
生物技术产业
生物化学在生物技术产业中具 有广泛应用，如基因工程、蛋
合成生物学
合成生物学是新兴的交叉学科，旨在设计和构建人工生物系统，实现新功能或 优化现有功能。通过合成生物学，科学家可以创建定制化的微生物，用于生产 燃料、药物和其他有用物质。
纳米技术与生物医学应用
纳米药物
纳米药物利用纳米技术将药物包裹在 纳米载体中，以提高药物的靶向性、 稳定性和生物利用度，降低副作用。 纳米药物在癌症治疗、疫苗开发等领 域具有广泛应用前景。
生物合成与分解代谢
生物合成
生物合成是指生物体利用简单无机物和单糖等合成复杂有机 物的过程。生物合成包括脂肪酸、蛋白质、核酸等物质的合 成。这些合成过程需要经过一系列酶促反应的完成。
分解代谢
分解代谢是指生物体将大分子有机物分解成小分子有机物和 无机物的过程。这些分解过程包括糖酵解、柠檬酸循环和氧 化磷酸化等。分解代谢是生物体获取能量和合成物质的重要 途径。
结论总结
根据实验结果和讨论，总结实验的结论，指 出研究的局限性和未来研究方向。
结果讨论
对实验结果进行深入分析和讨论，探讨结果 的合理性和科学性。
结论应用
探讨实验结论在实际生产和科研中的应用价 值和意义。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
Biochemistry生物化学课件
生物分子在体内的变化
小分子合成生物大分子
同化作用 吸收能量
新陈代谢
能量代谢
物质
异化作用 释放能量
代谢
生物大分子分解为小分子
代谢包括：物质代谢、能量代谢、信息代谢。
Biochemistry生物化学课件
细胞内大部分反应是由酶催化进行的，具有 高度的自控能力。在一个小小的细胞内，几 乎有近2000种酶，在同一时刻催化着不同 的反应，这些反应互不干扰，各自有条不紊 的进行，往往还互相紧密配合，无论是合成 还是分解都是恰到好处。且这种代谢还受到 生物时钟系统的调控，控制着生物的生长、 发育、衰老和死亡。
工业上：食品、制药、制革、生物冶炼、国防工业 等；
农业上：光合作用、营养测定、生物固氮、病虫防 治、食品安全、环境污染等；
医学上：临床诊断、病理研究、防病治病、提供药 物等；
生物工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞 工程和发酵工程等，用以解决当今世界上的能源、 人口、粮食和生态环境等重大难题。
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细胞是生命的基本单位。 生物大分子是信息分子，具有特征性的结构。 非共价力维持生物大分子的构象。 水是生命的介质。
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这些物质的结构、代谢、生物功能与生命现象之 间的关系
生命现象：生长、发育、遗传、运动、生殖 和神经兴奋等。
其中，protein, nucleic acid 等被称为生 物分子（Biomolecule).
组成Biomolecule的基本单位如：amino acid, nucleotid 等被称为构件分子 （building block molecule).
生物分子都是含碳化合物．
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（2）研究生物体内物质代谢（新陈代谢）、能量转
变及其调控机理
生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物 质代谢或新陈代谢。 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。
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3、动态的或生理生物化学发展时期 （1903～1950，动态生物化学）
大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学 物质的代谢途径有了一定的了解。物质代谢途径及动态平衡、 能量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白 质合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代 谢。
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4、分子的或综合生物化学发展时期 （1950～至今，机能生物化学）
孟德尔 豌豆杂交实验提出生物遗传的不是其形状本身， 而是它的遗传因子。 1868年 Miescher 发现核蛋白 1928年 格里非思 肺炎球菌转化实验 1944年 Avery等人首次证明DNA是遗传物质 1950年 Chargaff证明A=T G=C 1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型 为标志，生物化学的发展进入分子生物学阶段。 1966年 遗传密码破译
基础生物化学
Biochemistry
吉林农业大学生物化学教研室
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课程内容及学时安排
1.生物化学导论 2.蛋白质的结构与功能 3.核酸的结构与功能 4.酶 5.生物氧化 6.糖代谢 7.脂类物质代谢 8.蛋白质的降解与氨基酸代谢 9.核酸的降解与核苷酸代谢
明代李时珍 《本草纲目》
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2、描述的或有机生物化学发展时期 （1770～1903，静态生物化学）
大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要完成 了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物 体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质 组成 。
主要成就 1828年 魏勒在实验室将氰酸钠合成为尿素 1842年 李比希首次提出新陈代谢的概念 1849年 巴斯德开始发酵的研究 1877年 霍佩.赛勒首次提出“Biochemie” 1897年 布克纳兄弟 蔗糖酵母发酵实验
10.DNA的生物合成 11.RNA的生物合成 12.蛋白质的生物合成 13.基因表达的调节 14.基因重组与基因工程 15.代谢调节
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使用教材
生物化学 李庆章 吴永尧主编 中国农业出版社 高等农林院校十五规划教材
动物生物化学 周顺伍等主编 中国农业出版社
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一、生物化学的涵义
1、生物化学的概念：
传统定义：生物化学是运用化学、物理学和生物学 的现代理论和技术，研究生物体的物质组成与结构、 物质代谢与能量转变，以这些变化与生理技能之间 关系的一门科学。即在分子水平上研究生命现象的 化学本质的科学。
现代定义：是在分子水平上研究生物体的化学本质 及生命活动过程中化学变化规律的科学。
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（3）研究物质结构、代谢和生物功能与复杂的生命 现象之间的关系
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（4）研究生物体遗传的物质基础，基因信息传递、 表达及其调控规律
基因信息传递涉及到遗传、变异、生长、分化等 诸多生命过程，也与遗传病、恶性肿瘤、心血管 病等多种疾病的发病机制有关。 DNA重组、转基因、基因剔除、新基因克隆、人 类基因组计划及功能基因组计划等的发展，将大 大推动这一领域的研究进程。
其中主要的有： 1905年 哈登和杨发现酶和辅酶；1926年 sumner首次从刀豆中获得脲酶结晶；1955年 Sanger完成牛 胰岛素氨基酸组成分析；1932年，英国科学家Krebs 发现尿 素合成的鸟氨酸循环；1937年，Krebs提出了各种化学物质的 中心环节——三羧酸循环的基本代谢途径； 1940年，德国科 学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径，等等。
教学参考资料： ❖ 生物化学应试指南 周爱儒 主编 北京医科大学出版社 ❖ 生物化学习题集 吉林大学出版社 ❖ 生物化学习题解析 科学出版社
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1 生物化学导论
Chapter 1 Introduction to biochemistry
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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研究发现黑猩猩 和人类基因组存 在关键性差异
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3、生物化学的分类 生物体：动物、植物、微生物等 •按研究对象分：动物 ~ 、植物 ~ 、微生物 ~ 。 •按研究目的分：医学～、工业～、农业～、食品～等。
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参考书目
❖ 生物化学（第五版）周爱儒 主编 人民卫生出版社 ❖ 哈珀生物化学（第25版） 科学出版社 ❖ 生物化学（影印第二版） RH.Garrett等编 高等教育出版社 ❖ 生物化学导论（第二版） 科学出版社 ❖ 现代生物化学 于自然等主编 化学工业出版社 ❖ 生物化学（第三版）王静岩主编 高等教育出版社
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二、生物化学发展简史
1、生物化学产生前时期
最早可追溯到离现在4000多年前。
公元前22世纪 夏禹时代 酿酒
公元前12世纪 商周时代 制酱、制醋
公元前6世纪 瘿病（地方性甲状腺肿）
公元四世纪
葛洪 海藻治疗瘿病
唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病 猪肝治疗雀目
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2、生物化学的研究任务
（1）研究生物体内物质的化学组成、结构、性质与 功能。
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， 如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分 解产物。
研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现 代生物化学与分子生物学发展的方向。