生物化学课件：1 绪论
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➢ 英语中有Biochemistry 和Biological chemistry 两个术语。
➢ 生物化学有三个源头：
有机化学: 氨基酸、蛋白质、糖、脂质、核酸 医学生理学：维生素、激素、辅酶 发酵工业： 酶学、物质代谢
生物化学的概念
➢ 1877年Hoppe Seyler首次提出Biochemie”,英文为 “Biochemistry”，汉译为“生物化学”。
生物化学 BIOCHEMISTRY
洗涤剂酶
使用酶生产没有 反式脂肪酸的食
用油和奶油
酶替代面包中 的乳化剂
用酶处理皮革可减
烘焙工业用酶
少化学品的使用
诺维信可使清 洁燃料的梦想 变为现实
酶增强牙膏 的洁净能力
提高啤 酒质量
用于面条的酶将成为 一个有趣的应用领域
纺织精炼用酶 促进草皮生长的产品
成功的饲料用 酶。如植酸酶 可减少向环境 中排放磷
The Human Genome
人的基因组
生命科学归根结底就是信息学
http://www.labchina.com.cn/professional/moleculer/988-2009-09-05-06-30-35.html
人类基因组DNA的数据模样
CTTCTCGTTC AGGCAGTACG CCTCTTTTCT TTTCCAGACC TGAGGGAGGC GGAAATGGTG TGAGGTTCCC GGGGAAAAGC CAAATAGGCG ATCGCGGGAG TGCTTTATTT GAAGATCAGG CTATCACTGC GGTCAATAGA TTTCACAATG TGATGGCTGG ACAGCCTGAG GAACTCTCGA ACCCGAATGG AAACAACCAG ATATTTATGA ATCAGCGCGG CTCACATGGC GTTGTGCTGG CAAATGCAGG TTCATCCTCT GTCTCTATCA ATACGGCAAC AAAATTGCCT GATGGCAGGT ATGACAATAA AGCTGGAGCG GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC CTGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT TCCTTGAGAA TTACAAAACA GGTGTAACAC ATTCTTTCAA TGATCAACTG ACGATTACCT TGCGTGCAGA TGCGAATACA ACAAAAGCCG TTTATCAAAT CAATAATGGA CCAGACGACA GGCGTTTAAG GATGGAGATC AATTCACAAT CGGAAAAGGA GATCCAATTT GGCAAAACAT ACACCATCAT GTTAAAAGGA ACGAACAGTG ATGGTGTAAC GAGGACCGAG AAATACAGTT TTGTTAAAAG AGATCCAGCG TCGGCCAAAA CCATCGGCTA TCAAAATCCG AATCATTGGA GCCAGGTAAA TGCTTATATC TATAAACATG ATGGGAGCCG AGTAATTGAA TGCTCGGGCG
因组时代
生物化学中的关键技术
➢ 电泳（1923） 生物大分子的分离、分析 ➢ 超离心（1925）蛋白质、细胞亚器官的 分离；
分子量的确定 ➢ 同位素标记（1934）物质代谢途径、生物大分子
结构测定 ➢ 层析（1944 ） 生物大分子的分离纯化 ➢ X-光衍射ຫໍສະໝຸດ BaiduNMR生物大分子结构测定
21世纪生物科技将全方位 地改变世界
生命体中两种关键大分子
蛋白质
DNA
DNA分子的真面貌
蛋白质是由氨基酸串联起来的项链， 再揉作一团。
尤斯图斯·冯·李比希
路易斯·巴斯德
德国化学家
法国微生物学家、化学家。
爱德华·比希纳 德国化学家
什么是生物化学？
➢ 生物化学的研究对象, 是生命体内的各类物质的 结构, 功能和作用过程与机理。
2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。
人类DNA30亿个碱基对的序列 基因数目为3-5万
人类基因组研究推动医药发展
➢ 治疗医学: 新治疗技术、新药物技术将进入鼎盛 时期
➢ 诊断医学: 生物芯片技术使得诊断变得异常快速 和方便,指导用药的个性化
➢ 预防/保健医学: 基因信息让我们知道自己容易得 什么病，该如何预防
➢ 生物化学主要研究生物物质的化学组成、结构、 理化性质、生物功能及其在生命活动中化学变化 规律及与生理功能的关系，从而揭示生命现象的 本质。
生物化学的发展史
❖ 静态生物化学时期（1920年之前）
以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主
❖ 动态生物化学时期（1950年以前）
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。
IT只改变
人的生活 而生物科
模式
技则改变 将改变物 人本身 种演化的
规律
近年来世界生物科技大事记
➢ 与阿波罗计划相比的征服癌症计划 ➢ “脑的十年” ➢ 人类基因组计划
（鼠、水稻、拟南芥、果蝇、酵母、原虫、细菌、 病毒等几十种） ➢ Dolly羊和Tracy羊 ➢ 后基因组研究/蛋白组研究
Nature 409:824-958 (2001)
❖ 机能生物化学时期（1950年以后）
生命的本质和奥秘：运动、神经、内分泌、生长、发 育、繁殖等的分子机理。
生物化学重大发展年代表
➢ 1897年Buchner发现酵母细胞能使糖发酵 ➢ 1902年Fischer肽键理论 ➢ 1926年Sumner结晶得到脲酶，证明酶是蛋白质。 ➢ 1935年Schneider将同位素应用于代谢的研究 ➢ 1944年Avery等人证明遗传信息在核酸上 ➢ 1953年Sanger的胰岛素氨基酸序列测定 ➢ 1951年Waston-Crick提出DNA双螺旋模型 ➢ 1970年发现了DNA限制性内切酶 ➢ 1972年DNA重组技术的建立 ➢ 1978年DNA双脱氧测序法的成功 ➢ 1990年人类基因组计划的实施，2003年完成，进入后基
➢ 生物化学有三个源头：
有机化学: 氨基酸、蛋白质、糖、脂质、核酸 医学生理学：维生素、激素、辅酶 发酵工业： 酶学、物质代谢
生物化学的概念
➢ 1877年Hoppe Seyler首次提出Biochemie”,英文为 “Biochemistry”，汉译为“生物化学”。
生物化学 BIOCHEMISTRY
洗涤剂酶
使用酶生产没有 反式脂肪酸的食
用油和奶油
酶替代面包中 的乳化剂
用酶处理皮革可减
烘焙工业用酶
少化学品的使用
诺维信可使清 洁燃料的梦想 变为现实
酶增强牙膏 的洁净能力
提高啤 酒质量
用于面条的酶将成为 一个有趣的应用领域
纺织精炼用酶 促进草皮生长的产品
成功的饲料用 酶。如植酸酶 可减少向环境 中排放磷
The Human Genome
人的基因组
生命科学归根结底就是信息学
http://www.labchina.com.cn/professional/moleculer/988-2009-09-05-06-30-35.html
人类基因组DNA的数据模样
CTTCTCGTTC AGGCAGTACG CCTCTTTTCT TTTCCAGACC TGAGGGAGGC GGAAATGGTG TGAGGTTCCC GGGGAAAAGC CAAATAGGCG ATCGCGGGAG TGCTTTATTT GAAGATCAGG CTATCACTGC GGTCAATAGA TTTCACAATG TGATGGCTGG ACAGCCTGAG GAACTCTCGA ACCCGAATGG AAACAACCAG ATATTTATGA ATCAGCGCGG CTCACATGGC GTTGTGCTGG CAAATGCAGG TTCATCCTCT GTCTCTATCA ATACGGCAAC AAAATTGCCT GATGGCAGGT ATGACAATAA AGCTGGAGCG GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC CTGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT TCCTTGAGAA TTACAAAACA GGTGTAACAC ATTCTTTCAA TGATCAACTG ACGATTACCT TGCGTGCAGA TGCGAATACA ACAAAAGCCG TTTATCAAAT CAATAATGGA CCAGACGACA GGCGTTTAAG GATGGAGATC AATTCACAAT CGGAAAAGGA GATCCAATTT GGCAAAACAT ACACCATCAT GTTAAAAGGA ACGAACAGTG ATGGTGTAAC GAGGACCGAG AAATACAGTT TTGTTAAAAG AGATCCAGCG TCGGCCAAAA CCATCGGCTA TCAAAATCCG AATCATTGGA GCCAGGTAAA TGCTTATATC TATAAACATG ATGGGAGCCG AGTAATTGAA TGCTCGGGCG
因组时代
生物化学中的关键技术
➢ 电泳（1923） 生物大分子的分离、分析 ➢ 超离心（1925）蛋白质、细胞亚器官的 分离；
分子量的确定 ➢ 同位素标记（1934）物质代谢途径、生物大分子
结构测定 ➢ 层析（1944 ） 生物大分子的分离纯化 ➢ X-光衍射ຫໍສະໝຸດ BaiduNMR生物大分子结构测定
21世纪生物科技将全方位 地改变世界
生命体中两种关键大分子
蛋白质
DNA
DNA分子的真面貌
蛋白质是由氨基酸串联起来的项链， 再揉作一团。
尤斯图斯·冯·李比希
路易斯·巴斯德
德国化学家
法国微生物学家、化学家。
爱德华·比希纳 德国化学家
什么是生物化学？
➢ 生物化学的研究对象, 是生命体内的各类物质的 结构, 功能和作用过程与机理。
2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。
人类DNA30亿个碱基对的序列 基因数目为3-5万
人类基因组研究推动医药发展
➢ 治疗医学: 新治疗技术、新药物技术将进入鼎盛 时期
➢ 诊断医学: 生物芯片技术使得诊断变得异常快速 和方便,指导用药的个性化
➢ 预防/保健医学: 基因信息让我们知道自己容易得 什么病，该如何预防
➢ 生物化学主要研究生物物质的化学组成、结构、 理化性质、生物功能及其在生命活动中化学变化 规律及与生理功能的关系，从而揭示生命现象的 本质。
生物化学的发展史
❖ 静态生物化学时期（1920年之前）
以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主
❖ 动态生物化学时期（1950年以前）
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。
IT只改变
人的生活 而生物科
模式
技则改变 将改变物 人本身 种演化的
规律
近年来世界生物科技大事记
➢ 与阿波罗计划相比的征服癌症计划 ➢ “脑的十年” ➢ 人类基因组计划
（鼠、水稻、拟南芥、果蝇、酵母、原虫、细菌、 病毒等几十种） ➢ Dolly羊和Tracy羊 ➢ 后基因组研究/蛋白组研究
Nature 409:824-958 (2001)
❖ 机能生物化学时期（1950年以后）
生命的本质和奥秘：运动、神经、内分泌、生长、发 育、繁殖等的分子机理。
生物化学重大发展年代表
➢ 1897年Buchner发现酵母细胞能使糖发酵 ➢ 1902年Fischer肽键理论 ➢ 1926年Sumner结晶得到脲酶，证明酶是蛋白质。 ➢ 1935年Schneider将同位素应用于代谢的研究 ➢ 1944年Avery等人证明遗传信息在核酸上 ➢ 1953年Sanger的胰岛素氨基酸序列测定 ➢ 1951年Waston-Crick提出DNA双螺旋模型 ➢ 1970年发现了DNA限制性内切酶 ➢ 1972年DNA重组技术的建立 ➢ 1978年DNA双脱氧测序法的成功 ➢ 1990年人类基因组计划的实施，2003年完成，进入后基