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生物化学绪论
生物化学
一、生物化学的定义 生物化学(biochemistry) 是研究生物体内的化 学分子和化学反应的基础生命科学,从分子水平探讨 生命现象的本质,即生命的化学。 二、生物化学与分子生物学发展简史
二、生物化学与分子生物学发展简史
叙述生物化学阶段:18世纪中叶—19世纪末
动态生物化学阶段:20世纪初开始
1994年 生理学或医学奖 lfred G.Gilman(美国)Martin ROdbell(美国),发现 G蛋白及其在细 胞内信号转导中的作用 1993年 生理学或医学奖 Richard J.ROberts(美国)PhilliP A.SharP(美国),发现断裂基因化 学奖 Kary n.Mullis(美国),发明 PCR方法 Michael Smith(加拿大),建立 DNA合成用于定点诱变研究 1992年 生理学或医学奖 Edmond H.Fischer(美国)Edwin G.Krebs(美国),发现可逆蛋白质 磷酸化是一种生物调节机制 1989年 生理学或医学奖 Harold E.Varmus(美国)J.Michael Bishop(美国),发现反转录病毒 癌基因的细胞起源 化学奖 Sidney Altman(美国)Thorn R.Cech(美国),发现 RNA的催化性质 1988年 生理学或医学奖 James W.Black(英国)ertrude B.Elion(美国)Gong H.Hitchings( 美国),发现“代谢”有关药物处理的重要原则
1964年 生理学或医学奖 Konard Bloch(美国)Feoder Lgnen(德国),发现胆固醇和脂肪酸代 谢的机制和调节 化学奖 Derothy Crowfoot Hodgkin(英国),用 X射线技术测定重要生化物质 的结构 1962年 生理学或医学奖 Francis H.C. Crick(英国)James D.Watson(美国)Maurice H. F. Wilkins(英国),发现核酸的分子结构(DNA双螺旋)及其对于活 性物质中信息转移的重要性 化学奖 Max F.Perutz(英国)JOhn C.Kendrew(英国),关于球状蛋白质 (血红蛋白、肌红蛋白)结构的研究 1959年 生理学或医学奖 Severo Ochoa(美国)Arthur KOrnbefg(美国),发现 RNA和 DNA生 物合成机制

生物化学1.绪论PPT课件

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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)

生物化学--绪论 ppt课件

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生物化学的研究目的是从分子水平阐明各种生命现象的化 学基础,其任务是为诊断、预防和治疗疾病,提高人类健 康水平提供理论基础。
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四、生物化学的学习目标

学习生物化学在于掌握、熟悉和了解人体化学物 质组成、新陈代谢的基础理论和基本知识;掌握 基本的生物化学实验技能,培养、提高运用生物 化学基本理论与知识,分析问题、解决问题的能 力 。在医 学教学 环节中 ,为后 续医学 基础课 程 (如病理学、药理学等)和其他临床医学、护理 专业课程打下必需的学习基础。
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第三节 生物化学发展史简介

中国:古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐。 18世纪下半叶,居住瑞典的德国药师舍勒 (K.Scheele)首次从动植物 材料中,分离出乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、尿酸和甘油等。

1785年,法国学者拉瓦锡(A.L.Lavoisier)提出呼吸的本质是有机物 在体内的氧化作用。这一发现被视为生物氧化研究的开端。
消化系统 器官(肝脏)
窦状小管
肝细胞
细胞核
分子(DNA)
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二、生物化学的研究对象
生物化学以生物(植物、动 物、微生物)为研究对象, 是现代生物科学的一个重要 分支,在医学科学中,以人 体为研究对象,称为医学生 物化学。
动物细胞
粗糙性 内质网
核糖体 原生质膜
植物细胞
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原核细胞
细胞壁
三、生物化学的目的和任务
• 20世纪初期,费歇(E.Fischer)在发现缬氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸之后,又用
化学方法合成了18个氨基酸的多肽。E.菲舍尔首次测定了糖和氨基酸的分子结构, 确定糖分子构型,指出肽键是蛋白质的主要化学键。 • 1926年,J.B.萨姆纳提取制备了脲酶(urease)结晶,首次证明酶是蛋白质。 • 1929年,美国塞鲁斯·费斯克(Cyrus H.Fiske)、耶拉普拉伽达·苏巴罗夫 (Yellapragada Subbarow)和德国的卡尔·罗曼(Karl Lohman)分别发现了腺 苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)。 • 1930年,约翰·诺尔瑟普(John H.Northrop)(1946年诺贝尔奖)连续结晶了 多种水解蛋白质的酶,制备了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶,酶结晶获得成功。酶制 备为体外酶学研究提供重要手段,结合X线衍射分析及多肽成分分析,确立了酶 的化学本质是蛋白质。 • 1931年,中国生物化学家吴宪等在血液分析方面,创立了血滤液的制备及血糖 的测定等方法,并在蛋白质的研究中,首次提出了蛋白质变性的概念。

生物化学 绪论(共46张PPT)

生物化学  绪论(共46张PPT)

二十一世纪
生命科学的世纪
人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源
What is life science?
热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”:神秘、神妙、神圣
学习生命科学是一种荣幸和享受
What is life science?
生命的基本特征:
1、细胞是生物的基本单

生物体内的生化反应由基因控制
1962年 J.D.沃森(美)、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯(英)
发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性
1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格(美)
研究遗传信息的破译及其在蛋白质合
成中的作用
诺贝尔生理或医学奖
1972年 G.M.埃德尔曼(美)、R.R.波特(英)
发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱
分析法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
2003年 彼得·阿格雷(美)、罗德里克·
麦金农(美) 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2004年
阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科(以)和伊尔温-罗斯(美)
泛素调节的蛋白质降解
诺贝尔生理或医学奖
counterparts for a mean percent
Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134
What is life science?
生命的基本特征:
4、生物具有个体发育和进化的历史
正常的生物都具有从生到死的完整生命 过程,即生活史。
生物个体不断繁衍后代,无数个体失 活史串联起来就构成了生物的进化史, 遗传和变异结合的后果。

【医学ppt课件】生物化学(Biochemistry)

【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。
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物质代谢变化与生理机能的关系——机能生物化学。
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(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。
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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)
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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)。
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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
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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;
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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》全套PPT课件

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研究对象
生物大分子(蛋白质、核酸、多糖等 )及其相互作用;生物小分子(氨基 酸、脂肪酸、糖类等)及其代谢;生 物体内能量转化与传递等。
2024/1/26
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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,成为 一门独立的学科。随着科学技术的不断发展,生物化学的研究领域和深度不断 拓展。
胆固醇的生理功能
胆固醇在体内具有多种生理功能,如参与胆汁酸的合成、 构成细胞膜、合成类固醇激素和维生素D等。
胆固醇代谢异常与疾病
胆固醇代谢异常可导致多种疾病的发生,如高胆固醇血症 、动脉粥样硬化等。因此,维持胆固醇代谢平衡对于预防 和治疗相关疾病具有重要意义。
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06 基因表达调控与疾病关系
2024/1/26
入三羧酸循环彻底氧化分解,释放大量能量。
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甘油代谢途径
甘油在体内可转化为磷酸二羟丙酮,进而进入糖酵解途径分解产生能量
,或转化为葡萄糖等供能物质。
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磷脂代谢途径探讨
磷脂的合成与分解
磷脂合成主要发生在肝脏和肠黏膜细胞中,以甘油二酯为骨架,通过CDP-甘油二酯途径 合成不同种类的磷脂。磷脂的分解则通过磷脂酶的作用,水解生成甘油、脂肪酸和磷酸等 产物。
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三级结构
整条肽链中全部氨基酸残 基的相对空间位置,包括 结构域、超二级结构等。
四级结构
由多个具有独立三级结构 的亚基组成的复杂空间结 构。
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蛋白质功能多样性
催化功能
作为酶催化生物体内的化学反应。
运输功能
如载体蛋白,血红蛋白运输氧气等。
营养功能

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生物化学 的概念
生物化学是阐明生物分子是如何相互作用而形成 复杂而高效的生命现象的科学。
生物化学是一门运用化学的原理和方法研究生命 现象的本质,揭示生命奥秘的科学。
简单地说生物化学就是生命的化学。
生物化学的 研究内容
① 研究构成生物体的分子基础生物分子的 化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学阶段:奠基时期(20世纪初-1950年)
由于分析鉴定技术的进步,尤其是放射性同位素示踪技术的 应用,生物化学进入深入发展时期。 –科学家对生物物质代谢进行了广泛深入的研究,基本阐明:
(1)酶的化学本质 (2)与能量代谢有关的物质代谢途径
机能生物化学阶段:大发展时期(1950- )
素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。 其余都是某些生物小分子的聚合物,分子量很大,一
般在一万以上,有的高达1012,因而称为生物大分子,
如 多糖、脂、核酸和蛋白质。
1、碳架是生物分子结构的基础
• 碳元素一般占细胞干重的50%以 上。
• 碳原子既难得到电子,又难失去 电子,最适于形成共价键。
• 碳原子成键能力很强,且是四面 体构型,因此它自相结合可以形 成结构各异的生物分子骨架(碳 架)。
– 科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、 亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术(电镜、超 离心、色谱、电泳等)的不断改进,使得对生物大分 子结构及功能的研究也更加深入。
– 50年代以后生物化学迅猛发展,每年的诺贝尔生理 学/医学奖和化学奖的大部分奖项都是与生物化学领 域相关的。
– 美国、法国、德国、英国在近代生物化学发展史贡献 突出。
5、遗传学,研究核酸、蛋白质的生 物合
生物化学的应用
生物化学的原理和技术在生产实践中也得到 广泛的应用。如与农学、某些轻工业(如制药、酿 造、皮革、食品等)、医学都有密切关系,很多问 题都需要从生化的角度、利用生化的方法才能了 解。

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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。
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5 如何学习生物化学?
✓掌握基本概念,抓住重点; ✓重点掌握化学本质、结构特点与功能; ✓分析、比较、归纳 ; ✓学以致用,理论联系实际,重视实验课程; ✓课堂学习和课外阅读相结合; ✓结合每章习题,及时复习巩固所学知识。
6 教材及参考书
• 蛋白质和核酸是生命的最基本物质。
• 构成蛋白质的氨基酸有20多种(还有一些氨基核酸有两个基本特征和功能:一是核酸的自我复制, 二是核酸能指导、参与合成生物所特有的蛋白质。
3.1 新陈代谢
• 新陈代谢:生物体从环境摄取营养物转变为自身 物质,同时将自身原有组成转变为废物排出到环 境中的不断更新的过程。
4 学习食品生物化学的目的
• 充分理解食品的物质组成、各类营养物质的结构、 理化性质、对人体的营养作用以及其在人体内的代 谢过程和规律。
• 从分子水平理解人类的物质需要及食品各成分对人 类的影响及重要意义。
• 为从事食品科学与工程的研究和生产奠定科学思维 及实验技能。
• 食品资源的高效利用、食品加工技术水平的不断提 升、食品生物技术的应用拓展都需要生物化学的原 理与技术。
……
• 1953年,J. D. Watson和F. H. Crick提出了DNA双螺旋三 维结构模型,为阐明遗传信 息贮存、传递、表达,揭开 生命的奥秘奠定了基础。
• 1958年,Crick提出中心 法则。
• 1965年,中国成功地人工合成了牛胰岛素。这是 世界上第一个人工合成的蛋白质。
…… • 1985年,Mullis等发明了聚合酶链式反应
• 新陈代谢包括同化和异化两个基本过程。
• 同化作用:生物体不断地从外界摄取氧、水、蛋 白质、糖、脂类、无机盐和其他营养物质,通过 一系列化学反应,将这些转化为自身物质。
• 异化作用:生物体不断地将自身陈旧的组成物质 分解为其他物质排出体外。
物质代谢:机体的同化和异化作用称之为物 质代谢
能量代谢:物质代谢过程中,能量释放、贮 存和利用的过程叫能量代谢,
(PCR)的特定核酸序列扩增技术。 • 1995年,Cuenoud等发明了具有酶活性的
DNA分子,并命名为脱氧核酶。 • 1997年,克隆羊的成功。 • 2003年4月14日,人类基因组测序完成。
3、生命的物质基础及新陈代谢
3.1 生命的物质基础(高度一致性)
• 生物体由有机和无机物质组成,他们都是不可或缺的 成分。
2.2 生物化学发展阶段(划分不是绝对的,没有绝对 的界限)
“静态生物化学”时代(1920年以前):研究生物体 物质组成、理化性质。
“动态生物化学”时代(1950年以前):研究物质的 代谢变化。
“机能生物化学”时代(1950年以后):结合生理机 能、注重环境对机体代谢的影响。
“生物技术”的新时代(近二十年来):对蛋白质、 核酸的深入了解和高效利用,调控生命过程,设计 生命蓝图。(如:转基因生物)
新陈代谢分为三个阶段:
❖消化吸收(吃哪里补哪里?) ❖中间代谢 ❖排泄阶段(书上 P4 有错误)
• 新陈代谢过程在温和条件下进行(体温、pH近中 性)。
• 代谢过程中,每种物质合成或分解都经过若干个 化学反应历程,按照一定顺序和方向有条不紊地 进行下去。这一系列的反应过程称为“一个代谢 途径”
• 新陈代谢过程可以分为若干途径来研究,但是代 谢过程是一个整体,各个代谢途径相互衔接、彼 此交错,不可分割。
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绪论
学习要求: • 掌握生物化学、食品生物化学的定义。 • 了解生物化学的发展。 • 掌握新陈代谢的概念。 • 正确认识食品生物化学对本专业的重
要性。
主要内容: 1. 生物化学的定义 2. 生物化学的研究进展 3. 生命的物质基础及新陈代谢 4. 学习食品生物化学的目的 5. 如何学习生物化学? 6. 教材及参考书
2、生物化学的研究进展
2.1 生物化学既古老又年轻 古老——远古时代,生产、饮食及医药等方面的发明
创造,如公元前21世纪的发酵酿酒。《黄帝内经》 说明了多种膳食对人体的作用:“五谷为养,五蓄 为益,五果为助,五菜为充” 年轻——直到1903年才提出“Biochemistry”这个名词, 从而成为一门独立的学科。
1、生物化学的定义(P1)
生物化学——以物理、化学及生物学的现代 技术研究生物体物质的组成和结构,物质 在生物体内发生的化学变化,以及这些物 质的结构和变化与生物的生理机能之间的 关系,进而在分子水平上深入揭示生命现 象本质的一门科学,即生命的化学。
食品生物化学——生物化学的一个重要分支, 运用生物化学的原理阐述食品物料中人体所 需的主要营养成分的化学组成、结构、性质 和加工过程中的变化,以及其在人体内的代 谢过程,进而从分子水平认识物质的化学组 成、生命活动中所进行的化学变化及其调控 规律的科学。
2.3 生化领域重大事件
• 1897年,Buchner发现了酵母细胞质能使糖分子发 酵。
• 1902年Fischer提出了肽键理论。
…... • 1937年,H. A. Krebs提出了各种化学物质代谢反应
的中心环节——三羧酸循环的基本过程和理论,并 且解释了机体内所需能量的产生过程和糖、脂肪、 蛋白质的相互联系及相互转变机理。
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