第一章 生物化学导论(绪论)

1835Jons Berzelius writes a paper on chemical catalysis, uses amylase as an example. 1859Charles Darwin publishes On the Origin of Species. 1860 Louis Pasteur recognizes that fermation was catalyzed by enzymes, but he believes they are part of the "essence" of yeast. 1865 Gregor Mendel publishes his theory of genetics. 1869 Fredrick meischer discoverse DNA in cell nuclei. 1897 Eduard and Hans Buchner extracts materiel fom yeast that catalyzes the conversion of glucose to alcohol. 1900 Gregor Mendel's work on genetics is rediscovered. 1914 Fritz Lipmann elucidates the role of ATP in energy metabolism. 1926 James Sumner obtains crystalline jack bean urease and demostrates that it is a protein. 1926 Thomas Hunt Morgan writes The Theory of the Gene. 1934 Arnold Beckman developes the first pH meter. 1937 Hans Krebs discovers the citric acid cycle (TCA cycle).
主讲教师： 胡奎 电话： 68250794 (o) email: hukui@swu.edu.cn 68250857(h)
课程学时安排（54）
第一章 生物化学导论 第二章蛋白质化学 第三章核酸的结构与功能
生命大分子
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第四章 酶
第五章 维生素与辅酶5 第六章 糖类化合物代谢
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第七章 生物氧化和氧化磷酸化
划时代的里程碑，现代生物科学的奠基石。
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所有的独立的生命体都有蛋白质的合成系统：
蛋白质是生物体生物功能的执行者。没有蛋白质也就没有生命
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所有的的生命体都有能量的获得方式（系统）
类病毒---病毒---枝原体、衣原体---立克次氏体— 细菌 原核生物---酵母 真核生物—苔蘚 原生动物---植物 动物
哪些可以称为独立的生命体？
研究领域的细化
动物生化（zoic ~）、植物生化（botanic ~）、微 生物生化（microbial ~）、普通生化（general ~） 进化生化（Evolutional~）或比较生化 （Comparative ~） 生理化学（physiological~） 医学生化（medicinal~）、农业生化 （agricultural~）、工业生化（industrial~）、 Cellular~ 细胞生物化学、Functional ~ 机能生化, 功 能生化、Marine ~ 海洋生物化学、Molecular ~ 分 子生物化学、Radiation ~ 辐射生物化学。
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“生化是在生理学的基础上发展起来的一门科学。生化的研究工 作离不开生理学，生理学的研究也不能脱离生物化学。生物化 学在以上学科的基础上于20世纪诞生和成熟，它的成熟以及从 中所衍生出来的分子生物学，导致了生物学在20世纪的分子革 命。生物化学的日新月异，不仅促使细胞生物学、遗传学、发 育生物学、神经生物学等生命科学分支进入分子水平，冠以 “分子”之姓，而且使动物、植物、微生物、人体、医学、工、 农业等生物相关的领域也附以“生物化学”之名使之显示了切 实的作用；同时为物理学化学、数学、计算机科学、信息科学、 材料科学、国防科学等其它学科的发展带来发勃勃生机，大有 促进整个自然科学发展、技术进步之势、乃至科学家们预测： 21世纪将是生物科学的世纪。这些使得“生物化学”术语成为 了现代生命科学的共同语言，并使得生物化学成为了生物专业 学生最为重要的必修课程之一。这就决定了《生物化学》是一 门生命科学有关专业（包括生物学、医学和农学等）学生的必 修性主干专业基础课，在校期间打下良好的生物化学基础对这 些专业学生的未来学习和工作将影响深远，所以是一门必须学 好的生命科学关键课程。”
环境 生物小分子 机体
大分子 合成代谢
同化作用 assimilation
新 陈 代 谢
异化作用 dissimilation
吸能反应
放能反应
能 量 代 谢
物 质 代 谢
生物大分子
小分子 分解代谢 环境
体内
动态生物化学时期（二十世纪前半叶）
3 、这些物质的结构、代谢和生物功能及复杂 的生命现象（如生长、生殖、遗传、运动等） 之间有什么关系？
复杂的生命现象是如何有条不紊进行？

是受到怎么样 的精确调控的？ 物质代谢是如何相互联系的?
机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五十 年代以后）
分子生物学概念及研究内容
广义: 研究蛋白质及核酸等生物大分子结构、构象和功能，也就 是从分子水平阐明生命现象的规律和本质的科学。 狭义: 偏重于核酸(或基因)的分子生物学，主要研究基因或
原核生物的简单质膜和真核生物的内膜系统都是由脂质双 分子层构成 膜在生物体中的重要作用 膜的研究 膜生化
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所有的的生命体都有一个遗传信息系统： 生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续，遗传物质 必须稳定并能复制和传递； 生物的某些性状会发生变异；没有变异，生物就不可能 进化。遗传物质必须允许发生变化。
DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，也涉及这些过程中 有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
生命的奥秘是什么？
生命的特征
新
陈 代 谢
具有复制的能力
具有催化的能力
具有突变的能力

由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系， 它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界 产生反应的能力。
生命的基本单位：细胞 生命体必要的要素： 1 所有的独立的生命体都有一个界面与外界分隔； 在地球的生命体中这个界面就是生物膜 生 命 是 物 质 的 实 体 ！
欢迎学习 基础生物化学课程
使用教材：

基础生物化学
黄卓列 朱利泉 主编
中国农业出版社


参考书目
参考书目：
基础生物化学 第二版
生物化学
主编 吴显荣 中国农业出版社 主编 沈同 王镜岩 高等教育出版社出版
电子教案： 实验及答疑地点：实验大楼六楼东侧生化教 研室 电话：68250794
生物分子 / Biological Molecules
生物分子是生物体和生命现象的结构基础 和功能基础，是生物化学研究的基本对象。 生物分子的主要类型包括： Saccharide(糖)、lipids(脂)、Nucleic Acids(核酸)、protein(蛋白质) 维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。 生物分子中最重要的是糖、脂、核酸和蛋 白质四类物质，分子量一般都很大，所以 又称为生物大分子。
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生物化学与有关科学的关系
包含、交叉、基础、延伸 化学（chemistry） 生理学(physiology) 遗传学(genetics) 生态学(ecology) 细胞生物学(cytobiology) 微生物学(microbiology) 分类学(taxolgy)
其它 物理学、数学及信息学 等学科在现代的生物 化学研究中发挥着重 要作用
DNA （和 RNA） 担当了地球生命体 的遗传物质，这和它的理化性质分 不开，核酸的研究成为 现代分子生 物学研究的主要内容。
DNA的双螺旋结构
1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA双 螺旋结构。 细胞中的DNA分子几乎 都是由两条多聚脱氧 核苷酸链构成的。 DNA的二级结构就是指 两条多核苷酸链反向 平行盘绕所生成的双 螺旋结构。
究内容、学科发展历史和前景及其与其它科 学的关系。对本课程的内容、进度和要求作
具体安排。
Biochemistry 生物化学－－－生命的化学 －－－一门边缘学科
化学
生 物 化 学
生物学
What is Biochemistry
Biochemistry Seeks to Explain Life in Chemical Terms Chemical processes associated with living things. Biochemistry may be defined as the study of the molecular basis of life. 生物化学是运用化学原理和方法，研究生物 体的物质组成和遵循化学规律所发生的一系 列化学变化，进而深入揭示生命现象本质的 一门科学，有生命的化学之称
（三）分子生物学阶段
近20多年来，特别是进入80年代世界新 的工业革命浪潮以来，各国政府对生物 技术和新材料都倍加重视，分子生物学 研究成了最受青睐的学术领域之一。酶 工程、遗传工程、细胞工程、生物工程 都得到了迅速发展。其中，DNA重组技 术已成为当代最突出的科学成就之一。
•1970年 发现了DNA限制性内切酶； 从1953年Watson和 Crick提出的 •1972年 DNA重组技术的建立； DNA双螺旋结构模型为标志， •1978年 DNA双脱氧测序法的成功； 生物化学的研究进入分子生物学 • 1990 年 人类基因组计划的实施； 阶段。 •2001年完成,进入后基因组时代。
Roots of Biochemistry
Wohler's synthesis of urea Buchners' fermentation of sugar from yeast extracts Sumner's crystallization of urease
Watson and Crick's structure of DNA
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1903年提出Biochemistry，生物化学才成为一门独立的学科， 在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。
生物化学的研究范围大致可包括下列几 个方面： 1、生物体是由哪些物质组成的？它们的 结构和性质如何？
静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前）
生物体的化学组成
自然界 所有的 生命物 体都由 三类物 质组成 水、无 机离子 和生物 分子
生物代谢能量的产 第八章 脂类代谢 生和储藏及大分子 第九章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 前体的生物合成
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第十章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢
第十一章 核酸的生物合成 第十二章 蛋白质的生物合成
遗传信息的存 第十三章 代谢调控 储传递和表达
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第十四章 DNA重组技术的基本原理
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第一章 生物化学导论（绪论） 主要内容 : 介绍生物化学的概念、研
生物化学发展历程
（一）静态生物化学阶段
大约从十八世纪中叶到二十世纪 初，主要完成了各种生物体化学 组成的分析研究，发现了生物体 主要由糖类、脂类、蛋白质和核 酸四大类有机物质组成。
（二）动态生物化学阶段
其中主要有： 大约从二十世纪初到二十世 1.英国科学家Krebs 1932年发现了 纪五十年代，此阶段主要是 尿素合成的鸟氨酸循环；1937年 对各种化学物质的代谢途径 发现的三羧酸循环； 有了一定的了解。 2.1940 年德国科学家Embden 和 Meyerhof提出的糖酵解途径。
生命的物质组成
氨基酸 肽 核苷 蛋白质 核苷酸
多酶复合体 染色体 生物膜 细胞器 细胞 组织 器官
含N 碱 核糖 葡萄糖
脂肪酸 甘油 胆碱
多聚糖
多糖
脂类 磷脂酸 生物体 4种生物大分子 动物植物微生物 基本生物分子 4种生物高分子
2、这些物质在生物体内发生什么变化？是怎样变化的？变化 过程中能量是怎样转变 的？也就是说这些物质在生物体内是 怎样进行物质和能量代谢的?