生物化学绪论复习课程

三、生物化学研究的重大成就与发展趋势
（一）重大成就
➢ 1953年，DNA双螺旋结构模式 ➢ 1958年，分子遗传的中心法则 ➢ 1970年，基因工程方法的建立(限制性内切酶） ➢ 1981年，发现有催化功能的RNA（Ribozyme） ➢ 1990年，国际人类基因组计划启动 ➢ 1993年，P53被“Science”评为年度分子明星 ➢ 1996年，第一只克隆羊诞生 ➢ 1999年，干细胞的研究位列当年科技重大突破首位 ➢ 2002年，RNAi(RNA interference)荣登重大科技突破榜
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教学参考书
绪论(Introduction)
一、生物化学的定义 二、研究内容、种类 三、生物体的化学组成 四、生物分子的相互作用 五、生物化学研究的重大成就与发展趋势
一、生物化学的定义
生物化学（biochemistry 或 biological chemistry ） 即生命的化学，是一门研究生物体的化学组成、物质结构 和功能、新陈代谢和调节的机理与规律、物质分析与制备 方法的一门科学。 生物化学是应用化学的理论和方法作为主要手段来研究生 命现象，从而揭示生命的奥秘。 核心：生命现象的化学本质 1903年
在稳定蛋白质、核酸的高层次结构以及形成生物膜中发挥着主导 作用。
（4）范德华力 非特异性原子间作用力，对生物多层次结构的形成和分子的相互识别与
结合有重要意义。
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2. 分子识别和超分子
（1）分子识别：是指生物分子的选择性相互作用。 （2）超分子：又称复合物，是生物分子相互作用和识别的一种特殊的
中间过程，是许多生命现象的必需阶段。
P53
p53基因是一种肿瘤抑制基因，定位于人类17 号染色体短臂，编码p53磷蛋白 p53磷蛋白的正常功能是调控细胞增殖，在白 血病、骨肉瘤、肺癌和结直肠癌中有p53蛋白 的突变和缺失 大量实验表明，人体内约50%的肿瘤发生与P53 的缺失，突变有关，也与P53蛋白与病毒蛋白 的结合，导致P53蛋白失活有关。
（1）氢键 (hydrogen bond) （2）正负离子之间的静电引力 (salt bond) （3）疏水键（疏水作用力）：
水介质中，球状蛋白质总是倾向于把疏水残基埋藏在分子内部， 这一现象为疏水作用(hydrophobic interaction)
疏水作用力是由于疏水基团或者疏水侧链出自避开水的需要而 被迫接近。
生物化学
Biochemistry
生物科学、生物技术专业
生物化学？
生物化学从分子层面阐述生命体的化学组成、物 质代谢和能量代谢规律的学科。
讲授内容
章
内容
教材
第八章 第九章 第十章
26 章 第十一章
第十二章
第十三章
第十四章 38章
第十五章
代谢总论 生物氧化 糖代谢
第19 、20章 第24 章 第22、23、25、
（三）21世纪的生物化学发展趋势
首要任务:生物大分子结构与功能的 关系 核心内容:机体自身调控的分子机理 必要方面:生化技术的创新与发明
作业：
生物化学的发展经历了几个阶段，都有哪些研究内 容？ 生物大分子的特性？ 生物分子之间的相互作用力有哪些 什么是分子识别？什么是超分子？ 我国科学家对生物化学的贡献？
脂类代谢
第28、29 章
蛋白质降解和氨基酸的代谢 第30、31章
核酸的降解和核苷酸代谢 第33章
蛋白质和核酸的生物合成 第34、36、37、
细胞代谢和基因表达的调节 第39章
目标
能够系统深入了解有关生物分子的结构、性质和生物 学功能； 掌握有关物质的主要代谢途径、调控及相互联系； 掌握蛋白质、酶、核酸、糖等重要物质的分离、纯化 和测定技术的原理及方法。
功能生物化学（机能生物化学）
研究重要生命物质的结构与功能的关系，以及环境对机体代谢的影响，从 分子水平来阐明生命现象的机制和规律。
生物化学技术（应用于整个生物化学研究及生化工业生产实践中各 种技术总称） 研究生物体内物质的化学组成、结构以及在生命活动中各种化学物 质代谢变化和调节、控制的实验原理方法。
首
DNA双螺旋结构模式
2.0 nm
小 沟
大 沟
B－DNA
分子生物学中的中心法则
基因工程方法的建立
限制性内切酶
人类基因组计划大事记
1990年10月，被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因 组计划启动。 1998年5月，一批科学家在美国罗克威尔组建Celera遗传公司，与 国际人类基因组计划展开竞争。 10月23日，美国国家人类基因组研究所在美国《Science》杂志上 发表声明说，人类基因组计划的全部测序工作将比原计划提前两年， 即在2003年完成。 1999年9月 ，中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组 全部序列的1%，也就是3号染色体上的3000万个碱基对。 2000年4月末，我国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成 了1%人类基因组的工作框架图。 2000年6月26日，各国科学家公布了人类基因组工作草图。
（二）研究种类
植物生物化学、动物生物化学 普通生物化学 进化生物化学或比较生物化学 生理化学 微生物生化、医学生化、农业生化和工业生化等 等
三、生物体的化学组成
(一）元素组成
1 主要生物元素：C、H 、O、N、S、P
碳氢是生物分子的主体元素 氧氮硫磷构成官能团
2. 常量元素： K、Na、Ca、Mg、Cl、主要生物元素 3. 少量元素：Fe、Mn、Co、Cu、Zn 4. 微量元素：Al、As、B、Br、F、I、Ga、Se
动物、植物、微生物的元素组成差别甚小。
（二）物质组成
水 无机盐 生物分子:泛指生物体特有的各类分子，均为有机物。
小分子： 氨基酸、单糖、核苷酸、维生素、激素、辅酶等
大分子： 蛋白质、多糖、核酸、部分脂类
复合大分子：
生物小分子和生物大分子的关 系
小分子 单糖 氨基酸
核苷酸 脂类
大分子 多糖 蛋白质 核酸
二、研究内容、种类
（一）研究内容
静态生物化学 研究构成生物体的基本物质（糖类、脂类、蛋白质、核酸）及对体 内的生物化学反应起催化和调节作用的酶、维生素和激素的结构、 性质和功能。
动态生物化学 研究构成生物体的基本物质在生命活动过程中进行的化学变化，也 就是新陈代谢及在代谢过程中能量的转换和调节规律。
课程特点及学习方 法
课程特点
内容多、复杂而繁琐； 理论性强、概念多且前后交错；
学习方法
课上认真听讲，做好笔记， 课下要先弄懂老师课上内容，随时消化,千万不要堆积； 课前要掌握上次课的思考题，理解的基础上必要的记忆 及时总结归纳
理论课程的考核方式
平时成绩
出勤率 完成作业情况 课堂提问 特殊表现
复合大分子 糖蛋白
糖脂 脂蛋白
构件 生物多聚物 残基 同聚物 杂聚物
(三）生物大分子的基本特征
1.由构件分子（结构简单的小分子）聚合而成。 2.都具有非常复杂的结构。 3. 作为信息分子的基础。 4.生物分子之间的相互作用和识别特性。
四、生物分子的相互作用和识别
四、生物分子的相互作用和识别
1.生物分子之间的作用力:
期末考试成绩
教学参考书目
生物化学（第三版）, 王镜岩、朱圣庚等主编， 北京：高等教育出版社，2002.9 生物化学简明教材，聂剑初，高等教育出版社 生物化学辅导与习题集（第三版），戴余军等， 湖北长江出版集团 生物化学习题集（修订第二版），张来群，李 宏，谢丽涛．北京：科学出版社，2002.7 基础生物化学题解（第二版），郭静成，滕晓 月. 北京：科学出版社，2002.2.
干细胞
干细胞（stem cell）是一类既有自我更新能力，又有多分化潜能的细胞。 干细胞的研究一方面可以揭示许多有关细胞生长和发育的基础理论难 题；另一方面可望将其用于创伤修复，神经再生和抗衰老等临床医学 研究
（二）我国科学家对生物化学的贡献
吴宪教授在世界上首先提出蛋白质变性理论。 生物物理所的邹承鲁、梁栋才院士与上海生化所的王应 莱、曹天钦等院士、北京大学化学系的刑其毅等教授 1965年率先用化学方法合成了结晶牛胰岛素。 1981年又采用有机合成和酶促合成相结合的方法，完成 酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成。