生物化学课件-绪论(第五版)
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Biochemistry 普通生物化学
1
绪论
一、生物化学的概念
二、生物化学发展简史
三、生物化学与其它学科的关系
四、近代生物化学的发展
五、学习方法
2
一、生物化学的概念
器官（肝脏）
用化学的理论和方法研 究所有生物体的化学组成、 结构、功能和生命过程中 物质及能量变化规律的学 科。
消化系统
窦状小管
肝细胞
1903年,Neuberg 首先使用“生物化学”一词； 1944年,麦克劳德(Macleod)和麦卡蒂(Mc Carty)(美)证明 DNA是遗传物质； 1953年,Watson和Crick 提出DNA双螺旋结构模型； 1955年,Sanger (英)确定牛胰岛素的一级结构； 1965年,首次人工合成结晶牛胰岛素---中国； 1973年,基因重组技术建立.(美)； 1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法； 1980年获诺贝尔化学奖；
2002~生理学或医学奖 获奖原因：发现器官发育和程序性细胞死亡的基因规 律。
9
彼得· 阿格雷 美国人 2003~化学奖
罗德里克· 麦金农 美国人
获奖原因：细胞膜通道方面做出的开创性贡献 。
10
以色列：阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科
美国：伊尔温-罗斯
2004~化学奖 获奖原因：发现了蛋白质降解过程的机理 。
1982年，美国人S.B.Prusiner 在患羊瘙痒病的羊体内发现蛋
白质感染因子-朊病毒（prion）。更新了医学感染的概念， 获1997年诺贝尔生理医学奖； 2000年, Human Genomic Project (HGP)完成；
8
罗伯特·霍维茨（英国），悉尼·布雷内（美国），约翰·苏尔斯顿（英国）
14
2008年，诺贝尔医学奖公布 德法科学家“平分”奖金. 成果:楚尔豪森发现人乳头瘤病毒引发子宫颈癌，将获得 总共140万奖金中的一半。而两名法国人西诺斯和蒙塔尼 耶因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）将分享剩下的70万美 元
• 2008年化学诺贝尔奖得主？
马里奥· 卡佩基 马丁· 埃文斯 奥利弗· 史密斯
17
• 2012年诺贝尔化学奖揭晓，两位美国科学 家罗伯特· 莱夫科维茨（RobertJ.Lefkowitz） 和布莱恩· 克比尔卡（BrianK.Kobilka）因 “G蛋白偶联受体研究”获奖
G蛋白偶联受体（GProteinCoupledReceptors，GPCRs），是 一大类膜蛋白受体的统称。这类受体 的共同点是其立体结构中都有七个跨 膜α螺旋，且其肽链的C端以及连接 第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有 G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）的结合位 点。
理论课56学时（考试）
实验课16学时
29
11
澳大利亚科学家 J. Robin Warren 和 Barry J. Marshall 2005年诺贝尔生理学或医学奖
——幽门螺杆菌的发现
12
美国科学家安德鲁•菲尔
克雷格•梅洛
2006年度诺贝尔生理学或医学奖 他们发现了RNA干扰现象
13
• 马里奥-卡佩奇
马丁-埃文斯
奥利弗-史密斯
2007年,三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重 组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发 展奠定了基础。
测序和作图”计划（简称HGP）。国际合作始于 1990年。 该计划的核心就是测定人类基因组的全部 DNA序列，从整体上破译人类遗传信息，以使人
类能在分子水平上全面地认识自我。
HGP的精神是：全球共有，国际合作。即时 公布，免费共享。
20
21
甲型H1N1流感
1、脂质包膜（衣壳） 2、血凝素(简称HA) 3、神经氨酸酶(简称NA)
15
• 2009年,美国3名科学家获诺贝尔生理学或医学奖.
• 成果:发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理 。
人类端粒DNA结构
2010年?
16
2010年诺贝尔医学或生理学奖
• 1998年7月20日，罗伯特· 爱德华兹与两名试管婴儿索菲和 杰克· 埃梅瑞在伦敦庆祝他们的两岁生日。 • 因“开发体外受精技术”的成就被授予2010年诺贝尔生理 学或医学奖
6
二、发展简史
1.中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐 2.世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一 定发展才出现的 3.生化发展史： （1）静态生化：18世纪下半叶开始，主要工作： 组成、结构、生理功能 （2）动态生化：1930年后研究代谢过程 （3）50年代后：分子 生物学、蛋白质、核酸、 DNA—双螺旋模型—分子遗传学 生化在几十年中飞速发展，在较短年代里集中着大量 科学发现。其中很多都称的上是人类认识自然界的里程 碑，有划时代的意义。有相当数量的科学家因此获得 7 诺贝尔奖
18
• 瑞典的托马斯•林达尔（Tomas Lindahl）与 美国的保罗•莫德里（Paul Modrich）和土 耳其的阿齐兹•桑贾尔（Aziz Sancar）。被 瑞典皇家科学院授予2015年的“诺贝尔化 学奖” ，以表彰他们对于DNA修复的机理 研究。
19
“人类基因组测序和作图”计划
1985年，美国科学家率先提出“人类基因组
= (在猪体内杂交后得到)2009年4种流感混合 的甲型H1N1流感病毒
wk.baidu.com24
三、生物化学与其它学科的关系
有机化学
无机化学
化学
物理化学
高分子化学
25
分析化学
动 物 学
生物学
植 物 学
生理学
微生物学 化学
生 物 化 学
生 物 学
栽培、育种
遗传学
生态
26
四、近代生物化学的发展
植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化
农业生化
无机生化
生物化学分支
生理生化
食品生化
临床生化
有机生化
细胞工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程
27
五．学习方法
积极培养学习的兴趣；
记忆与理解相互促进； 注重阅读和练习； 注重学习科学思维的方法和实验技能； 注重与数理化特别是化学知识的联系； 注重与生物学功能的联系。
28
六、教学安排
• （1）病毒极易变异 • （2）杂交出的新毒株 •
22
图 甲型流感病毒的复制 (Murray et al, 2005)
23
人类香港型流感（H3N2）病毒+北美猪型流感 （H1N1）病毒+禽流感病毒
=1998年在美国发生的3种混合型猪流感病毒；
3种混合型猪流感病毒+北美猪型流感（H1N1） 病毒=（在猪体内杂交后得到）北美猪型流感 （H1N2）病毒+北美猪型流感（H1N1）病毒； 北美猪型流感（H1N2）病毒+北美猪型流感 （H1N1）病毒+欧亚猪型流感（H1N1）病毒
细胞核
分子（DNA）
3
生物
原子 分子 生物体的形成过程 细胞器 超分子复合物 生物大分子
4
基本生物分子
粗糙性 内质网
动物细胞
植物细胞
核糖体 原生质膜 细胞壁
原核细胞
5
生物分子
无机小分子（H2O、CO2、Ca2+、Mg2+等）
代谢中间物（丙酮酸、柠檬酸、苹果酸等）
构件分子（氨基酸、核苷酸、单糖等） 生物大分子（核酸、蛋白质、聚糖等） 超分子（核糖体、酶复合体、微管等） 细胞器（细胞核、线粒体、高尔基体等）
1
绪论
一、生物化学的概念
二、生物化学发展简史
三、生物化学与其它学科的关系
四、近代生物化学的发展
五、学习方法
2
一、生物化学的概念
器官（肝脏）
用化学的理论和方法研 究所有生物体的化学组成、 结构、功能和生命过程中 物质及能量变化规律的学 科。
消化系统
窦状小管
肝细胞
1903年,Neuberg 首先使用“生物化学”一词； 1944年,麦克劳德(Macleod)和麦卡蒂(Mc Carty)(美)证明 DNA是遗传物质； 1953年,Watson和Crick 提出DNA双螺旋结构模型； 1955年,Sanger (英)确定牛胰岛素的一级结构； 1965年,首次人工合成结晶牛胰岛素---中国； 1973年,基因重组技术建立.(美)； 1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法； 1980年获诺贝尔化学奖；
2002~生理学或医学奖 获奖原因：发现器官发育和程序性细胞死亡的基因规 律。
9
彼得· 阿格雷 美国人 2003~化学奖
罗德里克· 麦金农 美国人
获奖原因：细胞膜通道方面做出的开创性贡献 。
10
以色列：阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什科
美国：伊尔温-罗斯
2004~化学奖 获奖原因：发现了蛋白质降解过程的机理 。
1982年，美国人S.B.Prusiner 在患羊瘙痒病的羊体内发现蛋
白质感染因子-朊病毒（prion）。更新了医学感染的概念， 获1997年诺贝尔生理医学奖； 2000年, Human Genomic Project (HGP)完成；
8
罗伯特·霍维茨（英国），悉尼·布雷内（美国），约翰·苏尔斯顿（英国）
14
2008年，诺贝尔医学奖公布 德法科学家“平分”奖金. 成果:楚尔豪森发现人乳头瘤病毒引发子宫颈癌，将获得 总共140万奖金中的一半。而两名法国人西诺斯和蒙塔尼 耶因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）将分享剩下的70万美 元
• 2008年化学诺贝尔奖得主？
马里奥· 卡佩基 马丁· 埃文斯 奥利弗· 史密斯
17
• 2012年诺贝尔化学奖揭晓，两位美国科学 家罗伯特· 莱夫科维茨（RobertJ.Lefkowitz） 和布莱恩· 克比尔卡（BrianK.Kobilka）因 “G蛋白偶联受体研究”获奖
G蛋白偶联受体（GProteinCoupledReceptors，GPCRs），是 一大类膜蛋白受体的统称。这类受体 的共同点是其立体结构中都有七个跨 膜α螺旋，且其肽链的C端以及连接 第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有 G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）的结合位 点。
理论课56学时（考试）
实验课16学时
29
11
澳大利亚科学家 J. Robin Warren 和 Barry J. Marshall 2005年诺贝尔生理学或医学奖
——幽门螺杆菌的发现
12
美国科学家安德鲁•菲尔
克雷格•梅洛
2006年度诺贝尔生理学或医学奖 他们发现了RNA干扰现象
13
• 马里奥-卡佩奇
马丁-埃文斯
奥利弗-史密斯
2007年,三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重 组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发 展奠定了基础。
测序和作图”计划（简称HGP）。国际合作始于 1990年。 该计划的核心就是测定人类基因组的全部 DNA序列，从整体上破译人类遗传信息，以使人
类能在分子水平上全面地认识自我。
HGP的精神是：全球共有，国际合作。即时 公布，免费共享。
20
21
甲型H1N1流感
1、脂质包膜（衣壳） 2、血凝素(简称HA) 3、神经氨酸酶(简称NA)
15
• 2009年,美国3名科学家获诺贝尔生理学或医学奖.
• 成果:发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理 。
人类端粒DNA结构
2010年?
16
2010年诺贝尔医学或生理学奖
• 1998年7月20日，罗伯特· 爱德华兹与两名试管婴儿索菲和 杰克· 埃梅瑞在伦敦庆祝他们的两岁生日。 • 因“开发体外受精技术”的成就被授予2010年诺贝尔生理 学或医学奖
6
二、发展简史
1.中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐 2.世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一 定发展才出现的 3.生化发展史： （1）静态生化：18世纪下半叶开始，主要工作： 组成、结构、生理功能 （2）动态生化：1930年后研究代谢过程 （3）50年代后：分子 生物学、蛋白质、核酸、 DNA—双螺旋模型—分子遗传学 生化在几十年中飞速发展，在较短年代里集中着大量 科学发现。其中很多都称的上是人类认识自然界的里程 碑，有划时代的意义。有相当数量的科学家因此获得 7 诺贝尔奖
18
• 瑞典的托马斯•林达尔（Tomas Lindahl）与 美国的保罗•莫德里（Paul Modrich）和土 耳其的阿齐兹•桑贾尔（Aziz Sancar）。被 瑞典皇家科学院授予2015年的“诺贝尔化 学奖” ，以表彰他们对于DNA修复的机理 研究。
19
“人类基因组测序和作图”计划
1985年，美国科学家率先提出“人类基因组
= (在猪体内杂交后得到)2009年4种流感混合 的甲型H1N1流感病毒
wk.baidu.com24
三、生物化学与其它学科的关系
有机化学
无机化学
化学
物理化学
高分子化学
25
分析化学
动 物 学
生物学
植 物 学
生理学
微生物学 化学
生 物 化 学
生 物 学
栽培、育种
遗传学
生态
26
四、近代生物化学的发展
植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化
农业生化
无机生化
生物化学分支
生理生化
食品生化
临床生化
有机生化
细胞工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程
27
五．学习方法
积极培养学习的兴趣；
记忆与理解相互促进； 注重阅读和练习； 注重学习科学思维的方法和实验技能； 注重与数理化特别是化学知识的联系； 注重与生物学功能的联系。
28
六、教学安排
• （1）病毒极易变异 • （2）杂交出的新毒株 •
22
图 甲型流感病毒的复制 (Murray et al, 2005)
23
人类香港型流感（H3N2）病毒+北美猪型流感 （H1N1）病毒+禽流感病毒
=1998年在美国发生的3种混合型猪流感病毒；
3种混合型猪流感病毒+北美猪型流感（H1N1） 病毒=（在猪体内杂交后得到）北美猪型流感 （H1N2）病毒+北美猪型流感（H1N1）病毒； 北美猪型流感（H1N2）病毒+北美猪型流感 （H1N1）病毒+欧亚猪型流感（H1N1）病毒
细胞核
分子（DNA）
3
生物
原子 分子 生物体的形成过程 细胞器 超分子复合物 生物大分子
4
基本生物分子
粗糙性 内质网
动物细胞
植物细胞
核糖体 原生质膜 细胞壁
原核细胞
5
生物分子
无机小分子（H2O、CO2、Ca2+、Mg2+等）
代谢中间物（丙酮酸、柠檬酸、苹果酸等）
构件分子（氨基酸、核苷酸、单糖等） 生物大分子（核酸、蛋白质、聚糖等） 超分子（核糖体、酶复合体、微管等） 细胞器（细胞核、线粒体、高尔基体等）