動(dòng)物生物化學(xué)1緒論2

1、西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：4 生物化學(xué)的概述生物化學(xué)的概述4 生物化學(xué)的研究內(nèi)容生物化學(xué)的研究內(nèi)容4 生物化學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前景生物化學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和前景4 與動(dòng)物生產(chǎn)及動(dòng)物健康的關(guān)系與動(dòng)物生產(chǎn)及動(dòng)物健康的關(guān)系 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院1.1.生物化學(xué)概述生物化學(xué)概述1.1 1.1 生物化學(xué)的定義：生物化學(xué)的定義： 生物化學(xué)生物化學(xué)（biochemistry）： 是從分子水平上闡明生命有機(jī)體是從分子水平上闡明生命有機(jī)體 化學(xué)本質(zhì)的一門學(xué)科。化學(xué)本質(zhì)的一門學(xué)科。1.2 1.2 生物化學(xué)的分類：生物化學(xué)的分類： 根據(jù)研究對(duì)象分為：根據(jù)研究對(duì)象分為：動(dòng)物生物化學(xué)動(dòng)物

2、生物化學(xué)、植物生物化學(xué)、植物生物化學(xué)、 微生物生物化學(xué)等。微生物生物化學(xué)等。 根據(jù)研究目的分為：醫(yī)學(xué)生化、農(nóng)業(yè)生化、工業(yè)生化、環(huán)境生化根據(jù)研究目的分為：醫(yī)學(xué)生化、農(nóng)業(yè)生化、工業(yè)生化、環(huán)境生化 和營養(yǎng)生化等。和營養(yǎng)生化等。 返回西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.2.生物化學(xué)的研究內(nèi)容生物化學(xué)的研究內(nèi)容2.1 2.1 關(guān)于生命有機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子，特別是關(guān)于生命有機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子，特別是生物大分子（生物大分子（biological macromolecule）的結(jié)構(gòu)、相）的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及其功能。互關(guān)系及其功能。 生物大分子是由小分子單體聚合而成的多聚體。如氨基酸生物大分子是由小分子單體聚合而成的

3、多聚體。如氨基酸蛋蛋白質(zhì)、核苷酸白質(zhì)、核苷酸核酸、葡萄糖核酸、葡萄糖淀粉等。生物大分子執(zhí)行著各種各淀粉等。生物大分子執(zhí)行著各種各樣的生物學(xué)功能，如生物催化、物質(zhì)運(yùn)輸、代謝調(diào)節(jié)、貯存、傳遞樣的生物學(xué)功能，如生物催化、物質(zhì)運(yùn)輸、代謝調(diào)節(jié)、貯存、傳遞與表達(dá)遺傳信息等。與表達(dá)遺傳信息等。 它們復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)是其功能的化學(xué)基礎(chǔ)。它們復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)是其功能的化學(xué)基礎(chǔ)。西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院n2co2h2o 單單 體體生物大生物大分分 子子細(xì)胞器細(xì)胞器細(xì)胞細(xì)胞細(xì)細(xì)胞胞西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.2 2.2 細(xì)胞中的物質(zhì)代謝與能量代謝，或稱中間代謝細(xì)胞中的物質(zhì)代謝與能量代謝，或稱中間代謝（intermediary meta

4、bolism）， 也就是細(xì)胞中進(jìn)行的化學(xué)過程也就是細(xì)胞中進(jìn)行的化學(xué)過程 合成代謝合成代謝（anabolism）： 將小分子的前體將小分子的前體（precursor）經(jīng)過特經(jīng)過特 定的代謝途徑構(gòu)建成較大的分子，并且消定的代謝途徑構(gòu)建成較大的分子，并且消 耗能量。耗能量。 分解代謝分解代謝（catabolism）： 將較大的分子經(jīng)過特定的代謝途徑，將較大的分子經(jīng)過特定的代謝途徑， 分解成小的分子并且釋放出能量。分解成小的分子并且釋放出能量。 物質(zhì)代謝與能量代謝相伴隨。在這個(gè)過程中，物質(zhì)代謝與能量代謝相伴隨。在這個(gè)過程中，atp（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷） 是能量轉(zhuǎn)換和傳遞的中間體。是能量轉(zhuǎn)換和傳遞

5、的中間體。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.3 2.3 組織和器官機(jī)能的生物化學(xué)組織和器官機(jī)能的生物化學(xué) 生命有機(jī)體是一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。生命有機(jī)體是一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。 任何組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝方式都是以其化學(xué)組成和任何組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝方式都是以其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。 在分子水平、細(xì)胞和組織水平以及整體水平上全面、系統(tǒng)在分子水平、細(xì)胞和組織水平以及整體水平上全面、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)動(dòng)物組織器官的生理機(jī)能，認(rèn)識(shí)它們之間的聯(lián)系、認(rèn)識(shí)它地認(rèn)識(shí)動(dòng)物組織器官的生理機(jī)能，認(rèn)識(shí)它們之間的聯(lián)系、認(rèn)識(shí)它們與環(huán)境互作的機(jī)制，也是動(dòng)物生物化學(xué)的研究目的之一。們與環(huán)境互作的機(jī)制，也是動(dòng)物生物化學(xué)的

6、研究目的之一。 返回西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.3.生物化學(xué)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀生物化學(xué)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀3.1 3.1 歷史回顧歷史回顧 我國古代對(duì)于生物化學(xué)的發(fā)展有重要的貢獻(xiàn)。我國古代對(duì)于生物化學(xué)的發(fā)展有重要的貢獻(xiàn)。 科學(xué)發(fā)展的道路不是平坦的，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)在正確與錯(cuò)誤，科學(xué)發(fā)展的道路不是平坦的，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)在正確與錯(cuò)誤，真理與謬誤的斗爭中前進(jìn)，生物化學(xué)的發(fā)展也不例外。真理與謬誤的斗爭中前進(jìn)，生物化學(xué)的發(fā)展也不例外。 f. wohler，eduard 和和 hans buchner 弟兄以及弟兄以及 j. sumner 等與等與“ 生機(jī)論（生機(jī)論（vitalism）” 的謬論進(jìn)行了長期的爭論，的謬

7、論進(jìn)行了長期的爭論， “生機(jī)論生機(jī)論”最最后以失敗告終。后以失敗告終。西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院 科學(xué)的發(fā)展也不是單槍匹馬的，多學(xué)科的互相交叉與滲透、科學(xué)的發(fā)展也不是單槍匹馬的，多學(xué)科的互相交叉與滲透、研究技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步推動(dòng)和加速了科學(xué)進(jìn)步的步伐。研究技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步推動(dòng)和加速了科學(xué)進(jìn)步的步伐。 化學(xué)、物理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)以及電子顯微鏡、化學(xué)、物理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)以及電子顯微鏡、超離心（超離心（ultra-centrifugation）、色譜（）、色譜（chromatography）、同）、同位素示蹤（位素示蹤（isotope tracing）、）、x-射線衍射（射線衍

8、射（x-ray reflection）、）、質(zhì)譜（質(zhì)譜（mass chromatography）以及核磁共振（）以及核磁共振（nuclear magnetic resonance）等技術(shù)都為現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。）等技術(shù)都為現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1953年年watson 和和crick描繪出了描繪出了dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型模型，這在生命科，這在生命科學(xué)發(fā)展歷史上是一學(xué)發(fā)展歷史上是一個(gè)具有里程碑意義個(gè)具有里程碑意義的重大事件的重大事件 。 生命科學(xué)從此進(jìn)生命科學(xué)從此進(jìn)入了分子生物學(xué)新入了分子生物學(xué)新時(shí)代。時(shí)代。悼念克里克悼念克里克西藏職業(yè)技

9、術(shù)學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)都以從分子水平上認(rèn)識(shí)生物化學(xué)與分子生物學(xué)都以從分子水平上認(rèn)識(shí)生命、詮釋生命為目標(biāo)。廣義地說，兩者沒有截然生命、詮釋生命為目標(biāo)。廣義地說，兩者沒有截然的區(qū)別。只是前者注重生命有機(jī)體的化學(xué)過程，后的區(qū)別。只是前者注重生命有機(jī)體的化學(xué)過程，后者更強(qiáng)調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，尤其是在遺傳分者更強(qiáng)調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，尤其是在遺傳分子核酸方面。子核酸方面。西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.2 3.2 生物化學(xué)的前景和現(xiàn)狀生物化學(xué)的前景和現(xiàn)狀 目前，有關(guān)生物化學(xué)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：目前，有關(guān)生物化學(xué)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面： f 生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能與相互作用生物大分子的結(jié)構(gòu)

10、、功能與相互作用 f 基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué) f 基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因表達(dá)的調(diào)節(jié) f 細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo) f 生物工程學(xué)生物工程學(xué) 分子生物學(xué)的迅速發(fā)展從根本上改變了生命科學(xué)的面貌，也極大地分子生物學(xué)的迅速發(fā)展從根本上改變了生命科學(xué)的面貌，也極大地豐富和擴(kuò)展了生物化學(xué)的內(nèi)涵。一方面，經(jīng)典的生物化學(xué)原理不斷得到豐富和擴(kuò)展了生物化學(xué)的內(nèi)涵。一方面，經(jīng)典的生物化學(xué)原理不斷得到驗(yàn)證，另一方面，人們對(duì)生命有機(jī)體中化學(xué)過程的認(rèn)識(shí)不斷更新和深化，驗(yàn)證，另一方面，人們對(duì)生命有機(jī)體中化學(xué)過程的認(rèn)識(shí)不斷更新和深化，現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展已經(jīng)從各個(gè)方面融入了生命科學(xué)發(fā)展的主流當(dāng)中?，F(xiàn)代生物化學(xué)

11、的發(fā)展已經(jīng)從各個(gè)方面融入了生命科學(xué)發(fā)展的主流當(dāng)中。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院v 生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能與相互作用生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能與相互作用 大分子之間的相互作用；大分子結(jié)構(gòu)模體（大分子之間的相互作用；大分子結(jié)構(gòu)模體（motif）和結(jié)構(gòu)域的）和結(jié)構(gòu)域的獨(dú)特作用；生物大分子三維構(gòu)象和構(gòu)象運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述獨(dú)特作用；生物大分子三維構(gòu)象和構(gòu)象運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述 ；蛋白質(zhì)空間；蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的正確折疊和構(gòu)象的正確折疊和“分子伴侶分子伴侶”（molecular chaperone）的作用；磷）的作用；磷酸化、酰基化等化學(xué)修飾作用對(duì)于蛋白質(zhì)和酶在快速、高效傳遞代謝酸化、?；然瘜W(xué)修飾作用對(duì)于蛋白質(zhì)和酶在快速、高效傳遞代

12、謝信息和調(diào)節(jié)基因表達(dá)中的機(jī)制；核酸與蛋白質(zhì)的相互作用與基因表達(dá)信息和調(diào)節(jié)基因表達(dá)中的機(jī)制；核酸與蛋白質(zhì)的相互作用與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)；催化核酸等。的調(diào)節(jié)；催化核酸等。 信息爆炸導(dǎo)致了信息爆炸導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)生物學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)（structural biology）的誕生。）的誕生。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院蛋白質(zhì)和核酸大分子之間的相互作用蛋白質(zhì)和核酸大分子之間的相互作用西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院v 基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué) “人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃”（human genome project，hgp）歷經(jīng)）歷經(jīng)10個(gè)年個(gè)年頭，在進(jìn)入本世紀(jì)后不久宣布完成，人類基因組的解讀為疾病的診斷、頭，在進(jìn)入本世紀(jì)后

13、不久宣布完成，人類基因組的解讀為疾病的診斷、防治和新藥的研究開發(fā)提供了有力的武器?？茖W(xué)家已繪制出防治和新藥的研究開發(fā)提供了有力的武器?？茖W(xué)家已繪制出40余種生余種生物的基因組圖譜，基因組的研究將進(jìn)入功能基因組（物的基因組圖譜，基因組的研究將進(jìn)入功能基因組（functional genomics）階段，即確定基因結(jié)構(gòu)與功能的應(yīng)用階段。）階段，即確定基因結(jié)構(gòu)與功能的應(yīng)用階段。 蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）作為后基因組時(shí)代生命科學(xué)新的研）作為后基因組時(shí)代生命科學(xué)新的研究領(lǐng)域正在崛起。它將一系列精細(xì)的技術(shù)，主要有究領(lǐng)域正在崛起。它將一系列精細(xì)的技術(shù)，主要有2d-凝膠電泳、計(jì)凝膠電泳、計(jì)

14、算機(jī)圖象分析、質(zhì)譜、氨基酸測(cè)序和生物信息學(xué)結(jié)合起來，高通量地、算機(jī)圖象分析、質(zhì)譜、氨基酸測(cè)序和生物信息學(xué)結(jié)合起來，高通量地、綜合地定量和鑒定蛋白質(zhì)。建立蛋白組的生物信息數(shù)據(jù)庫，將為重大綜合地定量和鑒定蛋白質(zhì)。建立蛋白組的生物信息數(shù)據(jù)庫，將為重大病癥的發(fā)生提供新的預(yù)警和診斷標(biāo)志，并為新藥的開發(fā)提供新的思路病癥的發(fā)生提供新的預(yù)警和診斷標(biāo)志，并為新藥的開發(fā)提供新的思路。西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院大腸桿菌中的蛋白質(zhì)組大腸桿菌中的蛋白質(zhì)組西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院v 基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 1960年，年，f.jacob和和j.monod發(fā)現(xiàn)細(xì)菌利用乳糖時(shí)，相關(guān)酶的基因發(fā)現(xiàn)細(xì)菌利用乳糖時(shí)，相關(guān)酶的基因表達(dá)時(shí)序受到嚴(yán)格

15、的控制，于是提出了原核生物基因調(diào)節(jié)表達(dá)時(shí)序受到嚴(yán)格的控制，于是提出了原核生物基因調(diào)節(jié)操縱子操縱子（operon）模型，開辟了對(duì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)研究的新領(lǐng)域。）模型，開辟了對(duì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)研究的新領(lǐng)域。 真核基因表達(dá)的調(diào)控產(chǎn)要涉及核小體的重構(gòu)、組蛋白的乙酰化、真核基因表達(dá)的調(diào)控產(chǎn)要涉及核小體的重構(gòu)、組蛋白的乙酰化、dna的甲基化等化學(xué)修飾和的甲基化等化學(xué)修飾和dna超螺旋的拓?fù)洚悩?gòu)化；基因的的調(diào)超螺旋的拓?fù)洚悩?gòu)化；基因的的調(diào)節(jié)也在轉(zhuǎn)錄后的加工、翻譯和新生多肽鏈的化學(xué)修飾等各個(gè)層次上進(jìn)節(jié)也在轉(zhuǎn)錄后的加工、翻譯和新生多肽鏈的化學(xué)修飾等各個(gè)層次上進(jìn)行。行。 這一領(lǐng)域的研究將最終揭開生命的進(jìn)化、胚胎的分化、個(gè)

16、體的生這一領(lǐng)域的研究將最終揭開生命的進(jìn)化、胚胎的分化、個(gè)體的生長、發(fā)育、繁殖、衰老、疾病和死亡之謎。長、發(fā)育、繁殖、衰老、疾病和死亡之謎。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院v 細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo) 第二信使學(xué)說第二信使學(xué)說 camp、cgmp、ip3、dg、ca2+等等 g蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)蛋白偶聯(lián)系統(tǒng) g蛋白、蛋白、pka、pkg、pkc和和tpk信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)等小分子氣體物質(zhì)小分子氣體物質(zhì) no、co 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院v 生物工程學(xué)生物工程學(xué) 到到70年代，重組年代，重組dna技術(shù)（技術(shù)（recombinant dna technology）誕生，）誕生，人類可以按照自己的意愿改造遺傳基因和

17、操縱遺傳過程。這個(gè)技術(shù)的人類可以按照自己的意愿改造遺傳基因和操縱遺傳過程。這個(gè)技術(shù)的規(guī)?；凸I(yè)化，就是基因工程，也稱遺傳工程（規(guī)?；凸I(yè)化，就是基因工程，也稱遺傳工程（genetic engineering）。）。 以基因工程技術(shù)為核心，與現(xiàn)代發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、胚胎工程、以基因工程技術(shù)為核心，與現(xiàn)代發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、胚胎工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等集合而成的生物工程學(xué)（酶工程、蛋白質(zhì)工程等集合而成的生物工程學(xué)（biotechnology），已），已經(jīng)和正在展現(xiàn)出其推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的巨大潛力。經(jīng)和正在展現(xiàn)出其推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的巨大潛力。 西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院遺傳工程的工廠遺傳工程的工廠返回西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.4.與動(dòng)物生產(chǎn)和健康的關(guān)系與動(dòng)物生產(chǎn)和健康的關(guān)系 生物化學(xué)是生物科學(xué)，如農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、畜牧、獸醫(yī)、水產(chǎn)等的基生物化學(xué)是生物科學(xué)，如農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、畜牧、獸醫(yī)、水產(chǎn)等的基礎(chǔ)學(xué)科之一?，F(xiàn)代生物化學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)作為通用的礎(chǔ)學(xué)科之一?，F(xiàn)代生物化學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)