生物化學(xué)教程與原理

1、緒論緒論 第一章糖類(lèi)的化學(xué)第一章糖類(lèi)的化學(xué) 2 . 3 第二章脂質(zhì)化學(xué)第二章脂質(zhì)化學(xué) 2 . 4 第三章蛋白質(zhì)化學(xué)第三章蛋白質(zhì)化學(xué) 2 . 5 第四章第四章 核酸化學(xué)核酸化學(xué) 2 . 6 維生素、輔酶、激素維生素、輔酶、激素 3 . 8、9 第七章生物氧化第七章生物氧化 3 . 10 第八章糖代謝第八章糖代謝 3 . 11、12 第九章第九章 脂代謝脂代謝 3 . 13 第五章酶化學(xué)第五章酶化學(xué) 3 . 7 第十章蛋氨代謝第十章蛋氨代謝 3 . 14 第第 11 章章 核酸代謝核酸代謝4. 16、17 第第 12 章蛋白質(zhì)合成章蛋白質(zhì)合成 4 . 18 第第 13 章章 代謝調(diào)控代謝調(diào)控 3.

2、15, 4.19 1 . 1、2 ； 4. 20 ； 5 . 21 5 . 23 （未講的，自看）（未講的，自看） 緒論緒論 w 1 生物化學(xué)的涵義及其研究范圍生物化學(xué)的涵義及其研究范圍 w 2 生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 w 3 生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 w 4 生物化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展前景生物化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展前景 w 5 學(xué)習(xí)生化的方法學(xué)習(xí)生化的方法 1.1 生物化學(xué)的涵義生物化學(xué)的涵義 w 生物化學(xué)：生物化學(xué)：生命的化學(xué)。生命的化學(xué)。 是研究生命是研究生命有機(jī)體有機(jī)體化學(xué)化學(xué)組成組成、化學(xué)、化學(xué)變化變化規(guī)規(guī) 律、生命物質(zhì)的律、生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能與生命現(xiàn)象結(jié)構(gòu)

3、功能與生命現(xiàn)象的關(guān)系，的關(guān)系， 即即研究生命活動(dòng)化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)研究生命活動(dòng)化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)。 （用（用化學(xué)化學(xué)的的理論及方法理論及方法，來(lái)研究，來(lái)研究生物生物生命生命的化的化 學(xué)學(xué)組成組成、化學(xué)、化學(xué)變化變化規(guī)律、生命規(guī)律、生命現(xiàn)象現(xiàn)象活動(dòng)活動(dòng)化學(xué)本質(zhì)化學(xué)本質(zhì) 的科學(xué)）的科學(xué)） 1.2生物化學(xué)的研究范圍生物化學(xué)的研究范圍 w 1.2.1 構(gòu)成生物機(jī)體的物質(zhì)基礎(chǔ)構(gòu)成生物機(jī)體的物質(zhì)基礎(chǔ)(靜態(tài)生化靜態(tài)生化) 主要研究組成主要研究組成生物機(jī)體生物機(jī)體的的物質(zhì)物質(zhì)的的化學(xué)化學(xué)組成，組成， 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以及它們?cè)隗w內(nèi)的分布。以及它們?cè)隗w內(nèi)的分布。 在生物在生物 體內(nèi)主要存在以下幾類(lèi)物質(zhì)體內(nèi)主要存在

4、以下幾類(lèi)物質(zhì): *糖類(lèi)糖類(lèi)及其衍生物及其衍生物 *脂類(lèi)脂類(lèi)及其衍生物及其衍生物 *由氨基酸組成的由氨基酸組成的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和多肽和多肽 *由含氮雜環(huán)化合物構(gòu)成的由含氮雜環(huán)化合物構(gòu)成的核核(苷苷) 酸酸等等 *維生素維生素,激素激素及其他小分子及其他小分子 1.2.2 生命物質(zhì)在生物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律生命物質(zhì)在生物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (動(dòng)態(tài)生化動(dòng)態(tài)生化) 生命物質(zhì)生命物質(zhì)在體內(nèi)的化學(xué)在體內(nèi)的化學(xué)變化變化，以及各種，以及各種 生命物質(zhì)在變化中的生命物質(zhì)在變化中的相互關(guān)系相互關(guān)系，即：，即： 新陳代謝新陳代謝: 物質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝： 分解、合成、轉(zhuǎn)化分解、合成、轉(zhuǎn)化 能量代謝：儲(chǔ)存、釋放、轉(zhuǎn)換能量代謝：儲(chǔ)存

5、、釋放、轉(zhuǎn)換 信息代謝：代謝調(diào)控信息代謝：代謝調(diào)控 1.2.3 生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能與生命現(xiàn)象生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能與生命現(xiàn)象 的關(guān)系（功能或機(jī)能生化）的關(guān)系（功能或機(jī)能生化） 生命大分子的生命大分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（狀態(tài)）（狀態(tài)） 、功能功能 與與生命現(xiàn)象生命現(xiàn)象（ 活動(dòng)、過(guò)程）的關(guān)系；活動(dòng)、過(guò)程）的關(guān)系； 2. 生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 w 18世紀(jì)下半葉到世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)末世紀(jì)末(靜態(tài)生化研究靜態(tài)生化研究 階段階段) w 20世紀(jì)初到世紀(jì)初到20世紀(jì)世紀(jì)40年代年代(動(dòng)態(tài)生化研究動(dòng)態(tài)生化研究 階段階段) w 20世紀(jì)中葉至今是學(xué)科綜合發(fā)展的黃金世紀(jì)中葉至今是學(xué)科綜合發(fā)展的黃金 時(shí)期時(shí)

6、期 十九世紀(jì)末隨著醫(yī)學(xué)、發(fā)酵工業(yè)的十九世紀(jì)末隨著醫(yī)學(xué)、發(fā)酵工業(yè)的 發(fā)展而逐漸形成的一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，與發(fā)展而逐漸形成的一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，與 化學(xué)、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，涉及化學(xué)、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，涉及 農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、國(guó)防等各個(gè)方面。農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、國(guó)防等各個(gè)方面。 早期的生物化學(xué)：十八世紀(jì)早期的生物化學(xué)：十八世紀(jì) 拉瓦錫拉瓦錫 （Attoine-Laurent Lavoisier, 17431794，法國(guó)），法國(guó)） 研究燃燒和呼吸現(xiàn)研究燃燒和呼吸現(xiàn) 象，推翻象，推翻”燃素學(xué)說(shuō)燃素學(xué)說(shuō)” 舍舍 勒勒 (Carl Wilhelm Scheele, 瑞典）與瑞典）與Joseph Pries

7、tly 于于1774年分離出氧，奠定了生命過(guò)程中的氧化基礎(chǔ)年分離出氧，奠定了生命過(guò)程中的氧化基礎(chǔ). 十九世紀(jì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)十九世紀(jì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn) 了生物化學(xué)的極大發(fā)展，步入現(xiàn)代生物化學(xué)階了生物化學(xué)的極大發(fā)展，步入現(xiàn)代生物化學(xué)階 段：段： 1804 道爾頓原子論道爾頓原子論 1824 維勒維勒Whler首次從異氰酸酯合成尿素首次從異氰酸酯合成尿素 1835 貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)催化作用貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)催化作用 1845 柯?tīng)柊睾铣纱姿幔咎?，硫磺，氯氣和水）柯?tīng)柊睾铣纱姿幔咎浚蚧?，氯氣和水?1848 Helmholtz發(fā)現(xiàn)肌肉熱能來(lái)源，發(fā)現(xiàn)肌肉熱能來(lái)源，Nernar

8、d 發(fā)現(xiàn)肝臟生糖功能發(fā)現(xiàn)肝臟生糖功能 1854 人工合成甘油及脂肪人工合成甘油及脂肪 1858 凱庫(kù)勒、勒貝爾提出有機(jī)化合物碳的四價(jià)概念凱庫(kù)勒、勒貝爾提出有機(jī)化合物碳的四價(jià)概念 1859 達(dá)爾文發(fā)表達(dá)爾文發(fā)表“物種起源物種起源” 1861 布特列洛夫用多聚甲醛與石灰水合成糖類(lèi)化合物布特列洛夫用多聚甲醛與石灰水合成糖類(lèi)化合物 1865 凱庫(kù)勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)凱庫(kù)勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu) 1869 門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期率門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期率 1874 范荷夫、勒貝爾提出分子的立體概念范荷夫、勒貝爾提出分子的立體概念 十九世紀(jì)德國(guó)的生物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等十九世紀(jì)德國(guó)的生物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等 領(lǐng)域領(lǐng)先于世界各國(guó)，美國(guó)

9、等落后于德領(lǐng)域領(lǐng)先于世界各國(guó)，美國(guó)等落后于德 國(guó)，德國(guó)生物化學(xué)較強(qiáng)的大學(xué)有：國(guó)，德國(guó)生物化學(xué)較強(qiáng)的大學(xué)有： Leipzigs大學(xué)和大學(xué)和Heidelbergs大學(xué)。大學(xué)。 二十世紀(jì)：德、美、英、法等國(guó)相繼成立生物化學(xué)二十世紀(jì)：德、美、英、法等國(guó)相繼成立生物化學(xué) 研究中心，在蛋白質(zhì)、酶、維生素、激素及代謝、氧化研究中心，在蛋白質(zhì)、酶、維生素、激素及代謝、氧化 取得較大進(jìn)展，各國(guó)政府及投資家重視生物化學(xué)的研究，取得較大進(jìn)展，各國(guó)政府及投資家重視生物化學(xué)的研究， 條件改善。條件改善。 英國(guó)劍橋生物化學(xué)中心英國(guó)劍橋生物化學(xué)中心：論文發(fā)表較多，獲得資助，成立實(shí)驗(yàn)室， 購(gòu)進(jìn)新儀器設(shè)備，擴(kuò)大研究隊(duì)伍，獲得

10、成果。 霍普金斯Sir Frederick Gowwland Hopkins, 1861-1947, 發(fā)現(xiàn)維生素， 色氨酸，谷胱甘肽等。成立學(xué)派。 德國(guó)在生理化學(xué)及有機(jī)化學(xué)方面有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有：德國(guó)在生理化學(xué)及有機(jī)化學(xué)方面有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有： Emil Fischer 1852-1919,普魯士化學(xué)家研究糖 嘌呤類(lèi)物質(zhì)，合成了苯 肼，確定了糖的分子結(jié)構(gòu)，也從事蛋白質(zhì)、酶的研究。 Hans Fischer 1881-1945, 德國(guó)生物化學(xué)家，確定血紅素及葉綠素結(jié)構(gòu) Otto Meyerhof, 1881-1951, 德國(guó)生物化學(xué)家，肌肉的糖原乳酸循環(huán) Adolf Windaus, 187

11、6-1959, 德國(guó)有機(jī)化學(xué)家，研究維生素D， 膽固醇的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了治療心臟疾病的藥物研究。 美國(guó)美國(guó)：多數(shù)為留德學(xué)者， 研究集中在耶魯大學(xué)耶魯大學(xué)，哈佛大學(xué)哈佛大學(xué)， 哥倫比亞大學(xué)哥倫比亞大學(xué)，營(yíng)養(yǎng)學(xué)，疾病的臨床診斷等分析方法研究 生物化學(xué)研究方法的改進(jìn)：生物化學(xué)研究方法的改進(jìn)：如分配色譜，電泳，如分配色譜，電泳， 離心機(jī)，同位素示蹤，熒光分析法，電子顯離心機(jī)，同位素示蹤，熒光分析法，電子顯 微鏡的應(yīng)用，生物化學(xué)分離、純化和鑒定方微鏡的應(yīng)用，生物化學(xué)分離、純化和鑒定方 法向微量、快速、精確、簡(jiǎn)便和自動(dòng)化方向法向微量、快速、精確、簡(jiǎn)便和自動(dòng)化方向 發(fā)展。發(fā)展。 多學(xué)科合作研究：多學(xué)科合作研究：

12、物理、化學(xué)、遺傳、儀器等物理、化學(xué)、遺傳、儀器等 專(zhuān)家的合作研究，如蛋白質(zhì)專(zhuān)家的合作研究，如蛋白質(zhì)X-射線晶體衍射射線晶體衍射 測(cè)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，測(cè)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，DNA測(cè)序等。測(cè)序等。 我國(guó)的現(xiàn)代生物化學(xué)研究起步較晚，由留美、德、我國(guó)的現(xiàn)代生物化學(xué)研究起步較晚，由留美、德、 法、英等學(xué)者開(kāi)始主要有吳憲教授，王英睞，曹天欽，法、英等學(xué)者開(kāi)始主要有吳憲教授，王英睞，曹天欽， 鄒承魯?shù)冉淌?。鄒承魯?shù)冉淌凇?1965年上海有機(jī)化學(xué)研究所汪猷、北京大學(xué)邢其毅年上海有機(jī)化學(xué)研究所汪猷、北京大學(xué)邢其毅 教授用化學(xué)法人工合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島教授用化學(xué)法人工合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島 素。素。 小結(jié)

13、：小結(jié)：不同學(xué)科的合作與交流是推動(dòng)生不同學(xué)科的合作與交流是推動(dòng)生 物化學(xué)前進(jìn)的基本因素。多學(xué)科合作，物化學(xué)前進(jìn)的基本因素。多學(xué)科合作， 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，分離與分析技術(shù)的發(fā)展，有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，分離與分析技術(shù)的發(fā)展， 研究方法與儀器設(shè)備的結(jié)合，是生化發(fā)研究方法與儀器設(shè)備的結(jié)合，是生化發(fā) 展的主要?jiǎng)恿?。展的主要?jiǎng)恿Α?經(jīng)典生物學(xué)經(jīng)典生物學(xué) 化學(xué)化學(xué),物理物理 生物化學(xué)生物化學(xué) 分子生物學(xué)分子生物學(xué) 生物工程生物工程 基因工程基因工程 酶工程酶工程 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 發(fā)酵工程發(fā)酵工程 3 .生化與其他學(xué)科關(guān)系生化與其他學(xué)科關(guān)系 遺傳學(xué)，微生物學(xué)遺傳學(xué)，微生物學(xué) 4 生物化學(xué)的應(yīng)用生物

14、化學(xué)的應(yīng)用 醫(yī)學(xué)：醫(yī)學(xué)：病理學(xué)，疾病診斷，生化指標(biāo)如血脂心血管疾 病，血糖糖尿病，尿蛋白腎病等測(cè)定 生化藥物：生化藥物：治療作用，從動(dòng)植物分離提取而來(lái)如激素， 細(xì)胞色素C，多肽激素等 發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵工業(yè)：新陳代謝，酒精，氨基酸，抗菌素，酶等 基因工程、蛋白質(zhì)工程及酶工程：基因工程、蛋白質(zhì)工程及酶工程：具有治療作用的各種 干擾素，重組產(chǎn)品如水蛭素，t-PA, endostatin等。 農(nóng)業(yè)：農(nóng)業(yè)：產(chǎn)品品質(zhì)改良，生物農(nóng)藥，生物肥料，農(nóng)產(chǎn)品加 工與貯藏，如棉花基因改良，抗旱抗鹽耐堿植物， 植物育苗與脫毒，轉(zhuǎn)基因食品等。 人類(lèi)基因組計(jì)劃的成功實(shí)施：人類(lèi)基因組計(jì)劃的成功實(shí)施： w 通過(guò)對(duì)人類(lèi)基因組圖譜人類(lèi)

15、基因組圖譜的初步分析，科學(xué)家們已初 步確定了幾十種致病基因幾十種致病基因，而隨著下一步對(duì)人體各 種致病基因展開(kāi)全面大搜索，以及對(duì)各種基因功能及 基因之間相互作用了解的加深，科學(xué)家們將在分子水 平上深入了解疾病的根本發(fā)病機(jī)理，將為各種疾病的 診斷、防治和新藥的開(kāi)發(fā)提供有力武器。人類(lèi)基因組 計(jì)劃的最大影響，將體現(xiàn)在與人們生活息息相關(guān)的醫(yī) 療保健領(lǐng)域?；蛟\斷、基因療法和基因藥物基因診斷、基因療法和基因藥物等的 開(kāi)發(fā)，有可能成為未來(lái)醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要分支。 人類(lèi)基因組計(jì)劃將為推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)步帶來(lái)空前機(jī)遇。人類(lèi)基因組計(jì)劃將為推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)步帶來(lái)空前機(jī)遇。 生物化學(xué)的發(fā)展前景生物化學(xué)的發(fā)展前景 w 借助于現(xiàn)代科技成

16、果，高速發(fā)展生化理 論與技術(shù)，促進(jìn)生物學(xué)理論技術(shù)及生物 工程學(xué)的發(fā)展。 5 .學(xué)習(xí)生化的方法學(xué)習(xí)生化的方法 A. 教材作用教材作用（借鑒、利用借鑒、利用 學(xué)習(xí)生化科學(xué)的知識(shí)體系）學(xué)習(xí)生化科學(xué)的知識(shí)體系） a. 主要參考體系，主要參考體系，其他資料利用其他資料利用 b. 合理取舍合理取舍( 知識(shí)系統(tǒng)知識(shí)系統(tǒng) 時(shí)間、專(zhuān)業(yè)時(shí)間、專(zhuān)業(yè) )： 講課：重點(diǎn)（講課：重點(diǎn)（核心核心）與線條結(jié)合；）與線條結(jié)合； 學(xué)習(xí)：全面學(xué)習(xí)：全面理解理解 重點(diǎn)重點(diǎn)掌握掌握 B. 學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法： *知識(shí)體系的主干與枝葉，基礎(chǔ)與重點(diǎn)知識(shí)體系的主干與枝葉，基礎(chǔ)與重點(diǎn) *理解基礎(chǔ)上的記憶理解基礎(chǔ)上的記憶 *動(dòng)靜結(jié)合，宏觀與微觀

17、結(jié)合動(dòng)靜結(jié)合，宏觀與微觀結(jié)合 *理論聯(lián)系實(shí)際，做好實(shí)驗(yàn)理論聯(lián)系實(shí)際，做好實(shí)驗(yàn) *多做題練習(xí)（必作題：多做題練習(xí)（必作題：保存待查；參考題保存待查；參考題） 參考書(shū)目參考書(shū)目 w 生物化學(xué)生物化學(xué) 沈同沈同.王鏡巖主編王鏡巖主編(上下冊(cè)上下冊(cè)) w 生物化學(xué)教程生物化學(xué)教程（13版）張洪淵版）張洪淵 w 生物化學(xué)原理生物化學(xué)原理 張洪淵張洪淵 w 生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)生化實(shí)驗(yàn)技術(shù) w 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展 w 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào) w 生命的化學(xué)生命的化學(xué) 2. 生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 w 18世紀(jì)下半葉到世紀(jì)下半葉到19世紀(jì)末世紀(jì)末(靜

18、態(tài)生化研究靜態(tài)生化研究 階段階段) w 20世紀(jì)初到世紀(jì)初到20世紀(jì)世紀(jì)40年代年代(動(dòng)態(tài)生化研究動(dòng)態(tài)生化研究 階段階段) w 20世紀(jì)中葉至今是學(xué)科綜合發(fā)展的黃金世紀(jì)中葉至今是學(xué)科綜合發(fā)展的黃金 時(shí)期時(shí)期 十九世紀(jì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)十九世紀(jì)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn) 了生物化學(xué)的極大發(fā)展，步入現(xiàn)代生物化學(xué)階了生物化學(xué)的極大發(fā)展，步入現(xiàn)代生物化學(xué)階 段：段： 1804 道爾頓原子論道爾頓原子論 1824 維勒維勒Whler首次從異氰酸酯合成尿素首次從異氰酸酯合成尿素 1835 貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)催化作用貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)催化作用 1845 柯?tīng)柊睾铣纱姿幔咎?，硫磺，氯氣和水）柯?tīng)柊睾铣纱姿幔咎?，硫磺，氯氣和水?1848 Helmholtz發(fā)現(xiàn)肌肉熱能來(lái)源，發(fā)現(xiàn)肌肉熱能來(lái)源，Nernard 發(fā)現(xiàn)肝臟生糖功能發(fā)現(xiàn)肝臟生糖功能 1854 人工合成甘油及脂肪人工合成甘油及脂肪 1858 凱庫(kù)勒、勒貝爾提出有機(jī)化合物碳的四價(jià)概念凱庫(kù)勒、勒貝爾提出有機(jī)化合物碳的四價(jià)概念 1859 達(dá)爾文發(fā)表達(dá)爾文發(fā)表“物種起源物種起源” 1861 布特列洛夫用多聚甲