动物生物化学 1 绪论
三、动物生物化学重要知识点汇编
扬州大学2017年攻读硕士学位研究生入学考试试题重要知识点汇编（动物生物化学）一．绪论与酶1.名词解释:生物化学——简称生命的化学；是从分子水平上阐明生命有机体化学本质的一门学科。
酶——由生物活细胞产生，具有高度专一性和极高催化效率的生物催化剂。
酶原——在细胞内最初合成或分泌时并没有催化活性，必须经过适当物质的作用才具有催化活性的酶的前体。
同工酶——是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组酶。
酶原的激活——使无活性的酶原转变成有活性的酶的过程。
维生素——维持细胞正常功能所必需，但需要量很少，动物体内不能合成，必须由食物供给的一类有机化合物。
酶活性部位——酶分子中能直接与底物相结合并催化底物转化为产物的部位。
活化能——从反应物(初态)转化成中间产物(过渡态)所需要的能量。
必需基团——直接参与对底物分子结合和催化的基团以及参与维持酶分子构象的基团。
诱导契合学说——酶活力——酶催化底物化学反应的能力２.酶催化作用的特征(P2)答：1.酶具有很高的催化效率 2.酶具有高度的专一性 3.反应条件温和 4.体内的酶活性是受调控 5.酶易变性失活3.单纯酶和结合酶单纯酶：只含有蛋白质成分，如：脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。
结合酶：除蛋白质组分外，还有非蛋白质的小分子物质，只有两者同时存在才有催化功能。
4.维生素与辅酶(P3)名称辅酶形式主要作用缺乏病B1 TPP 丙酮酸脱氢酶的辅酶脚气病B2 FMN FAD 脱氢酶的辅酶，递氢口角炎等B3 CoA 酰基转移酶的辅酶B5 NAD+、NADP 脱氢酶的辅酶，递氢、递电子作用癞皮病B6 磷酸吡哆醛氨基转移的载体B7 生物素羧化酶的辅酶B9 FH4 一碳基团的载体巨红细胞贫血B12 变位酶的辅酶，甲基的载体恶性贫血5.酶催化机理(P4)答：过渡态和活化能:酶能降低化学反应所需的活化能中间产物学说诱导契合学说6.酶活力及其单位（一）酶活力(酶活性): 酶催化底物化学反应的能力。
动物生物化学知识点复习
组分
磷酸
戊糖
碱
嘌呤
基
嘧啶
两类核酸的分子组成
RNA
磷酸
DNA
核糖 U
脱氧核糖
AG
C
T
核苷酸的紫外吸收
碱基中含有共轭双键， 最大吸收峰 260 nm 左右
核酸溶液紫外吸收以摩尔磷的吸光度表示， 摩尔磷即相当摩尔核苷酸。
（P）＝ 30.98 A
WL
ε：摩尔吸光系数 A：吸收值 W：每升溶液磷重量 L ：比色杯内径
由于共振作用，所有核苷酸的碱基都吸收紫外光，核酸在 260 nm 附近有强大光吸收。
第5章 糖类
糖类的本质： 多羟基醛、多羟基酮 多羟基醛或多羟基酮的衍生物
指蛋白质中相邻的二级结构单位(即单个-螺旋或-转角)组合在一起，形成有规则的在空间上能辩认的二级结构组合体。
2. 结构域 (domain) 指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，称为结构域（domain）或功能域。
四. 蛋白质的三级结构
（一）三级结构的概念
(一) 四级结构的概念
(１) 有关四级结构的一些概念 亚基(单体)，同多聚，杂多聚
(２) 四级缔合的驱动力 主要有范氏作用力，氢键，离子键和疏水作用力，其中疏水作用力最为重要，二硫键对于稳定四级结构有重要意义。
(３) 亚基相互作用的方式 亚基之间的分布有各种各样的对称关系。
第4章 核酸
核酸的一级结构：一分子核苷酸的3’-位羟基与另一分子核苷酸的5’-位磷酸基通过脱水可形成3’,5’-磷酸二酯键，将两分子核苷酸连接起来。
动物生物化学(绪论部分)
现代生物化学含义：
现代生物化学主要是研究生物大分子（蛋白质、核酸）的相互作
用、相互影响以表现生命活动现象的原理。是从分子水平上阐明生 命有机体化学本质的一门学科。
2. 生物化学研究对象
生物化学研究的对象是生命体，包括动物体（人体）、植物体、微生 物及病毒等。生物化学也就是研究这些生命体的化学及其变化规律。
4. 研究许多重大生物学问题的分子机制：
生物化学与生物物理学、微生物学、遗传学等多学科相互渗透，在分子 水平上阐述许多重大生命的结构与功能、酶作用的分子机制等。
细胞
细胞器
生物大分 子
单体
细
N2
胞 CO2
H2O
三、 生物化学的种类
1. 根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。
动 物生 物 化 学
Animal Biochemistry
动 物生物化学
第一章 绪论 第二章 蛋白质的结构与功能 第三章 酶 第四章 核酸的化学结构
第五章 生物氧化
第六章 糖类代谢 第七章 脂类代谢 第八章 蛋白质代谢 第九章 核苷酸代谢及核酸的生物学功能 第十章 生物膜的结构与功能
第一章 绪 论
二、生物化学的研究内容
1. 研究构成生命体的物质基础： 即组成生命体的物质的化学组成、结构和性质以及它们在体内的分布。
2. 研究生命物质在生命体中的运动规律： 即生命物质在体内的化学变化，以及各种生命物质在变化中的相互关系。
此即为新陈代谢。
3. 研究生命物质的结构、功能与生命现象的关系：
即在生命过程中，各种生命物质的作用、运动规律和相互关系对由这些 生命物质所构成的器官、组织、细胞、亚细胞在生命活动中的功能的影响。
《动物生物化学》教学大纲(精)
《动物生物化学》教学大纲一、课程的性质和地位(一)课程的性质动物生物化学是以动物为研究对象，运用化学、物理及生物学的理论与技术，研究动物体的物质组成与结构，物质在体内发生的化学变化，以及这些变化与生理机能关系的一门学科。
(二)课程的地位动物生物化学是动物医学专业重要的基础课之一，与动物饲养、遗传育种、兽医基础和兽医临床等各学科的关系非常密切。
二、课程教学目标(一)知识教学目标了解生物体物质的结构、性质和功能，掌握物质在细胞内的变化规律及其伴随发生的能量变化，初步掌握遗传的分子基础及生物体内的调节机制，为后续课程如兽医基础、兽医临床、动物饲养学、动物病理学等学科的学习打下基础。
(二)能力培养目标通过实验实习、技能训练，掌握动物生化实验的方法，掌握分光光度法、微量滴定技术等技能。
(三)思想教育目标培养学生实事求是、严肃认真的科学态度的理论联系实际的科学作风，培养学生敬业爱业，良好的职业道德的爱国主义情操。
三、教学内容和要求(一)理论部分1.绪论了解动物生物化学学科的研究对象和内容；了解动物生物化学与畜牧、兽医等学科的关系。
2.蛋白质与核酸化学(1)蛋白质的分子组成了解蛋白质的元素组成、基本结构单位和理化性质。
(2)蛋白质的分子结构了解蛋白质的分子结构以及结构与功能的关系。
(3)蛋白质的理化性质和分类了解蛋白质的理化性质，掌握蛋白质变性的本质。
(4)核酸的化学组成掌握核酸的基本组成成分和基本组成单位，掌握三磷酸核苷的结构特点。
(5)核酸的分子结构掌握核酸的分子结构特点。
(6)核酸的理化性质了解核酸的理化性质。
3.酶(1)酶促反应的特点掌握酶的定义及酶促反应特点。
(2)酶的结构与功能了解酶的结构组成；掌握酶的活性中心；了解酶的结构与功能的关系。
(3)酶作用的基本原理了解酶作用的基本原理；了解诱导契合学说。
(4)影响酶促反应速度的因素掌握影响酶促反应速度的6个因素。
(5)酶的命名、分类及在畜牧兽医实践上的应用了解酶的命名原则、分类以及在畜牧兽医实践上的应用。
动物生物化学--绪论课件
细胞
细胞器 生物大分子 单体
细
NH3
胞
CO2
H2O
生命物质的结构包括：构成生命的元素、生物小分子、生物大 分子、亚细胞、细胞、组织、器官、生命有机体等８个层次。
物质代谢和能量代谢
生 物
合成代谢
小分子合成大分子
体 （同化作用） 内 新
需要能量 能 物 量质 代代
陈 代
分解代谢
释放能量 谢 谢
谢 （异化作用） 大分子分解成小分子
1777年：Lavoisier呼吸和燃烧实验首先对此提出了挑战
1828年： Wohlen用无机物氰酸铵人工合 成了哺乳动物的代谢产物－尿素，向“活 力论”作出有力的冲击。
1896年：Buchner兄弟发现将蔗糖放入酵 母细胞汁液中，没有完整的酵母细胞，蔗 糖也能发酵，说明没有生命力也能发酵， 彻底地推翻了“活力论”。
四 与动物生产和健康的关系
① 阐明动物新陈代谢活动的规律
生理学、营养学
② 培养优质高产的畜禽品种
遗传育种
③ 生物化学是动物生产学的发展源泉
畜禽养殖学
阐明疾病的发生和发展机理
病理学、免疫学、微生物学
动物疫病的诊疗与防治
临床病理与临床诊断学
药物的作用机理研究和新药的研发
药理学、毒理学
五 生命的化学特征
三 生物化学发展简史
1. 生物化学的萌芽 2. 生物化学的发展
1. 生物化学的萌芽
生物化学产生前时期，最早可追溯到 离现在4000多年前（经验观察阶段）：
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4世纪 葛洪 海藻治疗瘿病（地方性甲状腺肿） 唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病 猪肝治疗夜盲症 明代李时珍 《本草纲目》
动物生物化学第1章绪论幻灯片课件
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
研究细胞内物质代谢和能量代谢的过程和原理 物质代谢（substance metabolism）：由一种物
质变成另一种物质的过程。 能量代谢（energy metabolism ）：能量的释放
和利用过程。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
1.2 生物化学发展简史 1780s Antoine Lavoisier (French)： 认为动物的呼吸有 如蜡烛燃烧，都需要O2 。成为生物化学中生物氧化和 能量代谢的发展基础。 1810s-1830s 从动物和植物中分离出一种重要物质， 由C, H, O, and N等组成。1838年正式使用“蛋白质” 一词，意思是“重要的物质”。
动物生物化学
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
课时安排
70时＝理论课40＋实验课30
联系方法
办公室：生命科学院南楼322 ghzhu @
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
动物生物化学教案
动物生物化学教案第一章绪论1.生物化学的概念介绍生物化学的概念、动物生物化学的概念。
2.生物化学的发展介绍生物化学的起源；获得的重大成果；我国的成果及展望。
3.生物化学与畜牧和兽医介绍生物化学与畜牧和兽医的关系。
第二章蛋白质的结构与功能第一节蛋白质在生命活动中的重要作用举例说明各种蛋白质的生理功能，例如酶、激素蛋白、血红蛋白、免疫球蛋白等，综合说明蛋白质是生命活动的体现者。
:第二节蛋白质的化学组成1.蛋白质的元素组成强调氮是蛋白质独特元素，氮的含量为16%是蛋白质含量测定的依据。
2.蛋白质的基本结构单位和其它组分强调氨基酸是蛋白质的构件分子。
3.氨基酸氨基酸的基本结构；构型；氨基酸的分类表；其他氨基酸；氨基酸的主要性质。
第三节蛋白质的化学结构1氨基酸构成蛋白质的氨基酸有二十种。
2.肽键和肽链的概念肽键、肽链的概念；肽键形成图。
3.蛋白质的一级结构蛋白质一级结构的基本概念；蛋白质一级结构的表示；蛋白质一级结构测定的基本步骤。
第四节蛋白质的高级结构1.蛋白质的结构层次包括蛋白质一级、二级、超二级结构、.结构域、.三级、.四级结构，用图表示。
2.肽单位平面结构和二面角肽单位、肽单位平面、二面角概念及图示。
3.维持蛋白质分子构象的化学键以图介绍，包括氢键、疏水键、二硫键、范德华引力、离子键等。
4.二级结构概念及图示。
主要介绍. á-螺旋、ß-折迭ß-.转角等结构。
.5.超二级结构概念及图示。
6.结构域概念及图示。
7.三级结构概念及肌红蛋白结构图示。
强调三级结构是天然蛋白质存在的形式。
8.四级结构概念及血红蛋白结构图示。
强调四级结构存在亚基及亚基的概念。
第五节多肽、蛋白质结构与功能的关系1.多肽结构与功能的关系：讲明其在动物体内的表现状态.，附图。
2.同功能蛋白质的种属特异性与保守性以胰岛素和细胞色素C为例讲解，并附表。
3.蛋白质的前体激活以胰岛素原、胰蛋白酶原的激活过程为例讲解，并附图。
动物生物化学课后思考题
动物生物化学课后思考题第一章绪论1什么是生物化学？为什么说生物化学的历史说明了科学实在真理与谬误的斗争中发展起来的？第二章生命的化学特征1生命物质以怎样的化学特征与非生命物质相区别？2生物大分子中有哪些主要的非共价作用力？请解释它们在维持生物大分子结构稳定中的重要性。
3简述ATP在生命有机体的能量传递、贮存和利用中所起的重要作用。
第三章蛋白质1总结组成蛋白质的20种氨基酸在结构上和化学性质上的共性，试按其侧链基团的性质将氨基酸分类。
2何谓肽键、肽链和肽单位（或肽酰胺）平面，肽单位有什么性质？3试述蛋白质的空间结构（构象）层次，并举例说明。
4试区别蛋白质的变性与变构两个不同的概念。
5动物为什么选择血红蛋白来运输氧，其功能与结构有何关系？第四章核酸1比较DNA和RNA在细胞中的分布及其化学组成的区别。
2Waton和Crick提出DNA右手螺旋模型的依据是什么？为什么说这个模型的提出是生命科学发展史上具有里程碑意义的大事？3核酸具有哪些共同的理化性质？核酸的变性受哪些因素影响？第五章糖类1归纳与动物机体关系密切的单糖和双糖的种类、化学结构等主要功能。
2什么是糖蛋白？糖链与蛋白质是如何结合的？简述糖蛋白及其糖链的生理作用。
3什么是蛋白聚糖？它有哪些生理作用？4什么是糖脂和脂多糖？简述其结构特点和生理作用。
第六章生物膜与物质运输1简述动物细胞的基本结构和主要细胞器的生物化学功能。
2什么是生物膜？简述生物膜的化学组成、性质及结构。
3比较小分子和离子过膜运输的方式和特点。
第二部分第七章生物催化剂——酶1简述酶与一般催化剂的共性以及作为生物催化剂的特点。
2什么是辅基与辅酶？在结合酶中，辅基、辅酶与酶蛋白部分有什么关系？3某酶符合米氏动力学。
计算：当反应体系中，80%的酶与底物结合时，底物浓度[S]与Km有什么关系？4研究抑制剂对酶活性的影响有什么实际意义？试举例说明。
第八章糖代谢1血糖对动物油什么重要意义？动物如何保持血糖浓度的恒定？2简述糖原分解与合成代谢的过程。
动物生物化学-绪论
五、生物化学的应用与前景（自学）
（一）生物化学的应用
1、生化知识的应用
用于医疗保健和工农业生产 －－利用发酵法成功地生产出维生素C和许多 氨基酸。 －－制定合理的动物饲养和作物栽培措施 －－设计各种农药和除草剂 －－农产品、畜产品、水产品的贮藏、保鲜、加工等
2、生化技术的应用 生化分析已经成为现代工业生产和医学实
三废治理中得到应用 －－疫苗、血液制品、激素、维生素、氨基酸、核苷酸、抗菌 素和抗代谢药物等,广泛用于医疗实践 －－许多食品添加剂、营养补剂和某些饲料添加剂也是生化制 品。
（二）生物化学前景
从生物大分子和生物膜的结构、性质和功能的关系来 阐明生命过程的一些基本问题，如生物进化，遗传变 异，细胞增殖、分化、转化，个体发育，衰老等。
动物生物化学实验独立开课，学时24，实验6个。 影响酶作用的因素 血液葡萄糖含量测定 转氨酶活性测定 血清蛋白质的醋酸纤维素薄膜电泳 聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳分离血清蛋白质 凝胶过滤层析分离血红蛋白与硫酸铜。
究中的地位日渐重要。
2、与生物学其他学科的关系 近50年来，随着蛋白质和核酸结构与功能的
研究进展，尤其是20世纪70年代DNA重组技术 的进步，生物化学进入到一个崭新的发展时期。
生物化学的巨大进步对生物学其他学科例如 细胞生物学、遗传学、发育生物学和免疫学起到 很大的推动作用；也为农学、医学和食品科学提 供理论依据和研究手段。
次生代谢物:如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。
构成蛋白质的结构单元分子－－20种基本氨基酸
除此之外，氨基酸也参与许多其他结构物质 和活性物质的组成。
构成核酸的结构单元分子
构成脂的结构单元分子
脂肪酸
甘油
胆碱 磷脂酰胆碱（卵磷脂）
动物生物化学 复习知识点
第一章绪论1、生物化学的概念在分子水平上研究生命现象的化学本质的科学。
它以生物体为研究对象,包括人体、动物、植物、微生物和病毒。
2、生物化学的研究内容与发展的三个阶（1）静态生物化学阶段（20世纪20年代之前（2）动态生物化学阶段（20世纪前半叶（3）机能生物化学阶段（20世纪50年代以后3、生物化学与畜牧兽医的关系❖在畜禽饲养中深刻理解畜禽机体内物质代谢和能量代谢的状况，掌握体内营养物质代谢间相互转变及相互影响的规律是提高饲料营养作用的基础。
❖掌握正常畜禽的代谢规律，对于临床上畜禽代谢疾病的症断与治疗具有主要的作用。
第二章蛋白质的结构与功能一、蛋白质的分类1.按蛋白质的构象分类：球状蛋白质纤维状蛋白质2.按蛋白质的功能分类：催化蛋白（酶）运输蛋白（运输和转运物质，如血红蛋白，脂蛋白，各种泵）贮藏蛋白（储藏物质，如铁蛋白，酪蛋白）收缩蛋白（肌肉收缩运动，如肌球蛋白，肌动蛋白）防御蛋白（防护和免疫，如各种免疫球蛋白）结构蛋白（细胞骨架结构，如胶原蛋白，角蛋白）调节蛋白（调节功能，如胰岛素，生长素）电子传递蛋白3.按蛋白质的组成和溶解性分类：简单蛋白质结合蛋白质二、蛋白质的化学组成一）、蛋白质的元素组成：凯氏定氮法：例子蛋白质元素组成的一个特点：其中N是区别糖和脂的特征元素，各种蛋白质的氮含量比较恒定，平均值为16％左右,这是凯氏定氮法测蛋白质含量的理论依据：蛋白质含量＝蛋白质含N量×6.25（蛋白系数）(二)、构成蛋白质的基本结构单位1、氨基酸的结构：A、均为α-氨基酸（除脯氨酸）；B、均为L-氨基酸（除甘氨酸）2、氨基酸的分类：基本氨基酸（20种）：掌握R基团的结构特征（色氨酸、组氨酸等）。
营养学分类：必需氨基酸的种类编码氨基酸：据R基团极性分类非极性R基团AA（８种）极性R基团AA：不带电荷（７种）；带电荷：正电荷（３种）负电荷（２种）据氨基酸的酸碱性分类中性ＡA：含脂肪烃：Gly、Ala、Val、Leu、Ile含芳香环：Phe、Tyr、Try含羟基：Thr、Ser含硫：Met、Cys含亚氨基：Pro1含酰胺基：Asn、Gln酸性ＡＡ:Asp、Glu碱性ＡA:Lys、Arg、His据营养学分类：必需ＡＡ：Lys Trp Phe V al Met Leu Ile Thr非必需ＡＡ据代谢去向分类生糖ＡＡ(15种) 生酮ＡＡ（1种：Leu 生糖兼生酮ＡＡ(4种：Ile，Lys，Phe，Tyr)3、氨基酸的性质A、氨基酸的两性解离及等电点：大于等电点带负电荷，小于带正电荷；等电点的概念；（1）氨基酸的一般理化性质а-氨基酸是无色结晶，各有特殊晶形。
动物生物化学课件
Hamilton O. Smith Daniel Nathans Werner Arber
1969-1972, Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制 酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。
1972 Berg（美）在基因工 程基础研究方面作出了杰出
成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核 Paul Berg 酸限制性内切酶EcoR1，首 次基因重组成功。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
科学的发展也不是单枪匹马的，多学科的互相交叉与渗透、研 究技术和实验手段的进步推动和加速了科学进步的步伐。
化学、物理学、细胞学、遗传学、微生物学以及电子显微镜、 超离心（ultra-centrifugation）、色谱（chromatography）、同 位素示踪（isotope tracing）、X-射线衍射（X-ray reflection）、 质谱（mass chromatography）以及核磁共振（nuclear magnetic resonance）等技术都为现代生物化学的发展作出了重要贡献。
生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学的发展历史与现状 与动物生产和动物健康的关系
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）：生物化学是用化学的原理和方法，从分 子水平来研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律从而阐 明生命现象本质的一门科学。
动物生物化学 第一章 绪论
生命现象中的许多重要过程，例如细胞 的进化，遗传信息的传递，生物的生殖、 发育和衰老，生物代谢和调节，能量的 产生和转换，激素的作用机制，神经信 息的传递等，都与生物膜和细胞器功能 密切相关。
(1)细胞膜 Cell membrane
细胞膜是真核 细胞表层的一 层薄膜，是活 细胞的重要组 成部分。
它具有保护细 胞、进行物质 交换、传递信 息、能量转换、 运动和免疫等 生理功能。
(2)细胞质 cell plasma
细胞质是非常复杂的生物胶体。 细胞质所含的有形物质为各种细胞器，
细胞器之间为胞液。 细胞胞液主要由酶、激素、脂类、糖类
以及多种无机盐和水组成。 胞液是细胞内各种细胞器之间相互联系
原核细胞的结构
原核细胞的特点：
原核细胞的外层是细胞壁和细胞膜（质 膜），内部为细胞质。细胞质的结构非 常简单，没有明显的细胞器（由封闭的 生物膜包裹的固体质粒），只有原始的 细胞核（无核膜和核仁）和其它一些核 糖核蛋白体等。
(2)真核细胞
真核细胞是高等植物和动物的基本 组织单位。
真核细胞的外层为细胞膜（植物细 胞还有一层细胞壁），内部为细胞 质。
施旺指出：“细胞是有机体，整个动物或植物 体乃是细胞的集合体。它们依照一定的规律排 列在动物体内。”在此基础上他们创立了细胞 学说。
细胞是生物体的基本结构单元
细胞是组成生物体的基本结构单元，是生物体 进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理活动 的基本场所。
恩格斯把细胞学说、能量守恒和转换定律、达 尔文进化论一起誉之为19世纪自然科学的三大 发现。
单元分子按不同的排列组合，形成数量庞大， 结构复杂的线性分子或环状分子。通常将只涉 及结构单元的排列顺序的结构类型称为一级结 构。
动物生物化学(绪论部分)
植物蛋白。
（1）18世纪下半叶，第一次从动植物材料中，分离出乳酸、柠檬酸、 酒石酸、尿酸、甘油等存在于生物体中的化学成分。
（2）18世纪末，法国化学家拉瓦锡发现有机体的呼吸和蜡烛燃烧虽然 氧化过程不同，但最终结果是一样的。这是生命化学史上的重大发现。
一、动物体的元素组成
组成生命体的元素有近30种，其中有些元素含量较丰富，称为常量元素，另外 一些元素含量较少，但却为生命体生长所必需，称为微量元素。
六、生物化学与动物生产和健康的关系
生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基础学科之一 。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言”与有力的“工具” 被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动物生理学、动物营养学、动物 遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊 断学等学科有着不可分割的联系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动 物生产和动物健康事业十分重要。
以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程、酶工程、蛋白质工程等 集合而成的生物工程学（Biotechnology），已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。
遗传工程的工厂
❖ 生物信息学：
联合高性能计算机和高效数据处理运算法则的新研究领域。
未来人们可以通过输入从信息生物学得出的蛋白质功能和表达数据来建立一个虚拟细胞, 完美 地模拟细胞功能. 如果虚拟细胞的研究进一步扩展, 可以创造虚拟的动物或病人, 这样新药物的研 究就可以只需通过计算机(虚拟系统)而无须任何现实的或者活体的实验. 尽管现在数据不足，不 能完成所描绘的蓝图, 已经可以建立一些有趣的模型.
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3.生物化学的发展历史和现状 3.生物化学的发展历史和现状
3.1 历史回顾
我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献. 我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献. 科学发展的道路不是平坦的,人们对事物的认识在正确与错误, 科学发展的道路不是平坦的,人们对事物的认识在正确与错误, 真理与谬误的斗争中前进,生物化学的发展也不例外. 真理与谬误的斗争中前进,生物化学的发展也不例外.
细胞信号的传导
第二信使学说 cAMP,cGMP,IP3,DG,Ca2+等 , , , G蛋白偶联系统 蛋白偶联系统 G蛋白,PKA,PKG,PKC和TPK信号转导系统等 蛋白, 蛋白 , , 和 信号转导系统等 小分子气体物质 NO,CO ,
生物工程学
年代, 技术( 到70年代,重组 年代 重组DNA技术(Recombinant DNA technology)诞生, 技术 )诞生, 人类可以按照自己的意愿改造遗传基因和操纵遗传过程. 人类可以按照自己的意愿改造遗传基因和操纵遗传过程.这个技术的 规模化和工业化,就是基因工程,也称遗传工程( 规模化和工业化,就是基因工程,也称遗传工程(Genetic engineering). ). 以基因工程技术为核心,与现代发酵工程,细胞工程,胚胎工程, 以基因工程技术为核心,与现代发酵工程,细胞工程,胚胎工程, 酶工程,蛋白质工程等集合而成的生物工程学( ),已 酶工程,蛋白质工程等集合而成的生物工程学(Biotechnology),已 ), 经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力. 经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力.
动物生物化学
Animal Biochemistry
省级精品课程
江苏省高校教学名师, 动物生物化学》 江苏省高校教学名师,《动物生物化学》(第4版)主编
邹思湘
教授, 教授, 博士生导师
南京农业大学 动物医学院 基础兽医系
逸夫楼3011,电话: 逸夫楼3011,电话:84396763 3011
第1章 绪
大肠杆菌中的蛋白质组
基因表达的调节
1960年,F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时,相关酶的基因 年 发现细菌利用乳糖时, 和 发现细菌利用乳糖时 表达时序受到严格的控制,于是提出了原核生物基因调节操纵子 表达时序受到严格的控制,于是提出了原核生物基因调节操纵子 (operon)模型,开辟了对基因表达调节研究的新领域. )模型,开辟了对基因表达调节研究的新领域. 真核基因表达的调控产要涉及核小体的重构,组蛋白的乙酰化, 真核基因表达的调控产要涉及核小体的重构,组蛋白的乙酰化, DNA的甲基化等化学修饰和 的甲基化等化学修饰和DNA超螺旋的拓扑异构化;基因的的调 超螺旋的拓扑异构化; 的甲基化等化学修饰和 超螺旋的拓扑异构化 节也在转录后的加工, 节也在转录后的加工,翻译和新生多肽链的化学修饰等各个层次上进 行. 这一领域的研究将最终揭开生命的进化,胚胎的分化, 这一领域的研究将最终揭开生命的进化,胚胎的分化,个体的生 发育,繁殖,衰老,疾病和死亡之谜. 长,发育,繁殖,衰老,疾病和死亡之谜.
Friedrich Wohler,Eduard 和 Hans Buchner 弟兄以及 J. , Sumner 等与" 生机论(vitalism)" 的谬论进行了长期的争论, 等与" 生机论( ) 的谬论进行了长期的争论, 生机论"最后以失败告终. "生机论"最后以失败告终.
科学的发展也不是单枪匹马的,多学科的互相交叉与渗透, 科学的发展也不是单枪匹马的,多学科的互相交叉与渗透, 研究技术和实验手段的进步推动和加速了科学进步的步伐. 研究技术和实验手段的进步推动和加速了科学进步的步伐.
蛋白质和核酸大分子之间的相互作用
基因组学和蛋白质组学
"人类基因组计划"(human genome project,HGP)历经 个年 人类基因组计划" 人类基因组计划 , )历经10个年 头,在进入本世纪后不久宣布完成,人类基因组的解读为疾病的诊断, 在进入本世纪后不久宣布完成,人类基因组的解读为疾病的诊断, 防治和新药的研究开发提供了有力的武器.科学家已绘制出 余种生 防治和新药的研究开发提供了有力的武器.科学家已绘制出40余种生 物的基因组图谱,基因组的研究将进入功能基因组( 物的基因组图谱,基因组的研究将进入功能基因组(functional genomics)阶段,即确定基因结构与功能的应用阶段. )阶段,即确定基因结构与功能的应用阶段. 蛋白质组学( 蛋白质组学(proteomics)作为后基因组时代生命科学新的研 ) 究领域正在崛起.它将一系列精细的技术,主要有 凝胶电泳, 究领域正在崛起.它将一系列精细的技术,主要有2D-凝胶电泳,计 凝胶电泳 算机图象分析,质谱,氨基酸测序和生物信息学结合起来,高通量地, 算机图象分析,质谱,氨基酸测序和生物信息学结合起来,高通量地, 综合地定量和鉴定蛋白质.建立蛋白组的生物信息数据库,将为重大 综合地定量和鉴定蛋白质.建立蛋白组的生物信息数据库, 病症的发生提供新的预警和诊断标志,并为新药的开发提供新的思路 病症的发生提供新的预警和诊断标志,并为新药的开发提供新的思路.
2.生物化学研究内容 2.生物化学研究内容
关于生命有机体的化学组成,生物分子, 2.1 关于生命有机体的化学组成,生物分子,特别是 生物大分子( 生物大分子(biological macromolecule)的结构,相 )的结构, 互关系及其功能. 互关系及其功能.
生物大分子是由小分子单体聚合而成的多聚体.如氨基酸 蛋 生物大分子是由小分子单体聚合而成的多聚体.如氨基酸—蛋 白质,核苷酸 核酸 葡萄糖—淀粉等 核酸, 淀粉等. 白质,核苷酸—核酸,葡萄糖 淀粉等.生物大分子执行着各种各 样的生物学功能,如生物催化,物质运输,代谢调节,贮存, 样的生物学功能,如生物催化,物质运输,代谢调节,贮存,传递 与表达遗传信息等. 它们复杂的空间结构是其功能的化学基础. 与表达遗传信息等. 它们复杂的空间结构是其功能的化学基础.
1.2 生物化学的分类: 生物化学的分类:
根据研究对象分为:动物生物化学,植物生物化学, ①根据研究对象分为:动物生物化学,植物生物化学, 微生物生物化学等. 微生物生物化学等. 根据研究目的分为:医学生化,农业生化,工业生化, ②根据研究目的分为:医学生化,农业生化,工业生化,环境生化 和营养生化等. 和营养生化等.
细胞
细胞器
生物大 分 子谢与能量代谢, 2.2 细胞中的物质代谢与能量代谢,或称中间代谢 (intermediary metabolism), 也就是细胞中进行的化学过程 )
合成代谢( 合成代谢(anabolism): 将小分子的前体(precursor)经过特 ) 将小分子的前体( ) 定的代谢途径构建成较大的分子, 定的代谢途径构建成较大的分子,并且消 耗能量. 耗能量. 分解代谢( 分解代谢(catabolism): 将较大的分子经过特定的代谢途径, ) 将较大的分子经过特定的代谢途径, 分解成小的分子并且释放出能量. 分解成小的分子并且释放出能量.
物质代谢与能量代谢相伴随.在这个过程中, 物质代谢与能量代谢相伴随.在这个过程中,ATP(三磷酸腺苷) (三磷酸腺苷) 是能量转换和传递的中间体. 是能量转换和传递的中间体.
2.3
组织和器官机能的生物化学
生命有机体是一个统一协调的整体. 生命有机体是一个统一协调的整体. 任何组织器官的形态结构, 任何组织器官的形态结构,代谢方式都是以其化学组成和 分子结构为基础的. 分子结构为基础的. 在分子水平,细胞和组织水平以及整体水平上全面, 在分子水平,细胞和组织水平以及整体水平上全面,系统 地认识动物组织器官的生理机能,认识它们之间的联系, 地认识动物组织器官的生理机能,认识它们之间的联系,认识 它们与环境互作的机制,也是动物生物化学的研究目的之一. 它们与环境互作的机制,也是动物生物化学的研究目的之一.
化学,物理学,细胞学,遗传学,微生物学以及电子显微镜, 化学,物理学,细胞学,遗传学,微生物学以及电子显微镜, 超离心(ultra-centrifugation),色谱(chromatography),同 ),色谱 ),同 超离心( ),色谱( ), 位素示踪( ),X-射线衍射 位素示踪(isotope tracing), 射线衍射(X-ray reflection), ), 射线衍射( ), 质谱( 质谱(mass chromatography)以及核磁共振(nuclear magnetic )以及核磁共振( resonance)等技术都为现代生物化学的发展作出了重要贡献. )等技术都为现代生物化学的发展作出了重要贡献.
1953年Watson 和 年 Crick描绘出了 描绘出了 DNA的双螺旋结构 的双螺旋结构 模型, 模型,这在生命科 学发展历史上是一 个具有里程碑意义 的重大事件 . 生命科学从此进 入了分子生物学新 时代. 时代.
悼 念 克 里 克
生物化学与分子生物学都以从分子水平上认识 生命,诠释生命为目标.广义地说, 生命,诠释生命为目标.广义地说,两者没有截然 的区别.只是前者注重生命有机体的化学过程,后 的区别.只是前者注重生命有机体的化学过程, 者更强调生物分子的结构与功能, 者更强调生物分子的结构与功能,尤其是在遗传分 子核酸方面. 子核酸方面.
3.2 生物化学的前景和现状
分子生物学的迅速发展从根本上改变了生命科学的面貌, 分子生物学的迅速发展从根本上改变了生命科学的面貌,也极大地 丰富和扩展了生物化学的内涵.一方面, 丰富和扩展了生物化学的内涵.一方面,经典的生物化学原理不断得到 验证,另一方面,人们对生命有机体中化学过程的认识不断更新和深化, 验证,另一方面,人们对生命有机体中化学过程的认识不断更新和深化, 现代生物化学的发展已经从各个方面融入了生命科学发展的主流当中. 现代生物化学的发展已经从各个方面融入了生命科学发展的主流当中. 目前,有关生物化学的研究主要集中在以下几个方面: 目前,有关生物化学的研究主要集中在以下几个方面: 生物大分子的结构, 生物大分子的结构,功能与相互作用 基因组学和蛋白质组学 基因表达的调节 细胞信号的传导 生物工程学