山東大學(xué)生物化學(xué)課件緒論

1、講課教師 季明杰生物化學(xué)上冊(cè) 生物化學(xué)是關(guān)于生命的科學(xué)。生物化學(xué)是關(guān)于生命的科學(xué)。 生物化學(xué)是以生物體為對(duì)象，以化學(xué)的觀(guān)生物化學(xué)是以生物體為對(duì)象，以化學(xué)的觀(guān)點(diǎn)，研究生命本質(zhì)的化學(xué)，它是用化學(xué)，點(diǎn)，研究生命本質(zhì)的化學(xué)，它是用化學(xué)，物理學(xué)和生物學(xué)的方法研究生命物質(zhì)的化物理學(xué)和生物學(xué)的方法研究生命物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和功能的科學(xué)。學(xué)性質(zhì)和功能的科學(xué)。 生物化學(xué)的定義生命的特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形態(tài)多樣生命的特點(diǎn)2、能夠從環(huán)境中獲取能量生命的特點(diǎn)3、能夠自主的繁衍后代生命形態(tài)的多樣性生命形式如此多樣（復(fù)雜），以致于長(zhǎng)期以來(lái)，人們都以唯象的方式記錄所研究的內(nèi)容，因?yàn)闆](méi)有找到統(tǒng)一的萬(wàn)有定律。她所用的方法主要是歸納的

2、方法，所以一直被科學(xué)界公認(rèn)為一門(mén)純實(shí)驗(yàn)科學(xué)。生物化學(xué)的范圍1、生物體是由哪些物質(zhì)組成的？它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何？（靜態(tài)生物化學(xué)）2、這些物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生什么變化？是如何變化的？變化過(guò)程中能量是怎樣轉(zhuǎn)變的？即這些物質(zhì)在生物體內(nèi)怎樣進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝的？(動(dòng)態(tài)生物化學(xué))3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、代謝和生物功能與復(fù)雜生命現(xiàn)象的關(guān)系。（功能生物化學(xué)）生物化學(xué)重大發(fā)展年代表 1828: F. Whler 弗里德里希弗里德里希維勒維勒,人工合成了尿素，打破了有機(jī)化人工合成了尿素，打破了有機(jī)化合物的合物的“生命力生命力”學(xué)說(shuō)而聞名。學(xué)說(shuō)而聞名。 1836: J. Berzelius 貝齊里烏斯確立了發(fā)酵的酶的催化理論。

3、貝齊里烏斯確立了發(fā)酵的酶的催化理論。 1838: G.J. Mulder 首先發(fā)現(xiàn)并分離出蛋白質(zhì)首先發(fā)現(xiàn)并分離出蛋白質(zhì) 1861,63: L. Pasteur 證明發(fā)酵過(guò)程與微生物活動(dòng)有關(guān)；證明發(fā)酵過(guò)程與微生物活動(dòng)有關(guān)； 并通過(guò)實(shí)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，微生物也不能自然發(fā)生。驗(yàn)證明，微生物也不能自然發(fā)生。 1876: W. Khne 發(fā)現(xiàn)了第一種蛋白酶發(fā)現(xiàn)了第一種蛋白酶消化酶胰蛋白酶（胰蛋消化酶胰蛋白酶（胰蛋白酶原）白酶原） 1894: E. Fischer 糖化酶的特點(diǎn)建立了鑰匙糖化酶的特點(diǎn)建立了鑰匙-鎖理論。鎖理論。 1897: E. Buchner 闡明了發(fā)酵的化學(xué)本質(zhì)。即發(fā)酵是由酶引起的一闡明

4、了發(fā)酵的化學(xué)本質(zhì)。即發(fā)酵是由酶引起的一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。 1926: J. Sumner 首次從刀豆中獲得脲酶結(jié)晶。首次從刀豆中獲得脲酶結(jié)晶。 1935-37: Szent-Gyrgyi A., H. Krebs 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) 1941: F. Lipmann 證實(shí)證實(shí)ATP是細(xì)胞內(nèi)所有生物化學(xué)能是細(xì)胞內(nèi)所有生物化學(xué)能量的運(yùn)儲(chǔ)者量的運(yùn)儲(chǔ)者. 1944: O. Avery 證明了基因的物質(zhì)基礎(chǔ)是證明了基因的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA. 1952: L. Pauling 螺旋結(jié)構(gòu)提出。螺旋結(jié)構(gòu)提出。 1953: J. Watson, F. Crick DNA 1953: F. Sanger 用

5、用1945年至年至1955年的十年時(shí)間，完成年的十年時(shí)間，完成了牛胰島素的氨基酸組成了牛胰島素的氨基酸組成 結(jié)構(gòu)的分析，這是第一個(gè)蛋白結(jié)構(gòu)的分析，這是第一個(gè)蛋白質(zhì)組成結(jié)構(gòu)質(zhì)組成結(jié)構(gòu) 1958,60: J. Kendrew & M. Perutz 肌紅蛋白和血紅蛋肌紅蛋白和血紅蛋白的溶液結(jié)構(gòu)分別被白的溶液結(jié)構(gòu)分別被John Kendrew和和Max. Perutz解析解析出。出。生物化學(xué)重大發(fā)展年代表 1961: M. Nirenberg & H.G. Khorana, S. Ochoa, S. Brenner 破譯了全部遺傳密碼破譯了全部遺傳密碼 1961: J. Monod & F. Jac

6、ob 提出了大腸桿菌乳提出了大腸桿菌乳糖操縱子模型，又豐富了基因糖操縱子模型，又豐富了基因 概念的內(nèi)容。概念的內(nèi)容。 1973: 斯坦福大學(xué)的斯坦福大學(xué)的S. Cohen & H. Boyer成功成功地進(jìn)行了第一項(xiàng)基因克隆實(shí)驗(yàn)，從而揭開(kāi)地進(jìn)行了第一項(xiàng)基因克隆實(shí)驗(yàn)，從而揭開(kāi) 了基因了基因工程的序幕工程的序幕 1995: J. Craig Venter 文特爾利用基因測(cè)序技文特爾利用基因測(cè)序技術(shù)，確定了支原菌的大部分基因。術(shù)，確定了支原菌的大部分基因。 2000: HGP (F. Collins) & Celera (Venter) 人人類(lèi)基因組破譯。類(lèi)基因組破譯。生物化學(xué)重大發(fā)展年代表 電泳（電

7、泳（19231923） 生物大分子的分離、分析生物大分子的分離、分析 超離心（超離心（19251925） 蛋白質(zhì)、細(xì)胞亞器官的蛋白質(zhì)、細(xì)胞亞器官的 分離；分子量的確定分離；分子量的確定 同位素標(biāo)記（同位素標(biāo)記（19341934） 物質(zhì)代謝途徑、生物質(zhì)代謝途徑、生物大分子結(jié)構(gòu)測(cè)定物大分子結(jié)構(gòu)測(cè)定 層析（層析（19441944） 生物大分子的分離純化生物大分子的分離純化 X-X-光衍射、光衍射、核磁：核磁：生物大分子結(jié)構(gòu)測(cè)定生物大分子結(jié)構(gòu)測(cè)定生物化學(xué)中的關(guān)鍵技術(shù) 生物化學(xué)與分子生物學(xué)是生物學(xué)的最深層次； 生物化學(xué)與分子生物學(xué)是化學(xué)的最高層次； 生物化學(xué)與分子生物學(xué)為農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和食品科學(xué)提供理論依據(jù)

8、和研究手段； 物理學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)學(xué)為生物化學(xué)與分子生物學(xué)提供研究手段。生物化學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系生命分子（生物物質(zhì)）的特點(diǎn)一堆散亂字母 無(wú)法組成有意義的文章 (文法)一堆凌亂磚塊 不能組成一間房屋 (建筑)串起一堆核苷酸 不能成為一個(gè)有用的基因串起一堆氨基酸 不能成為一個(gè)有用的蛋白質(zhì)生命分子是有規(guī)則序列Juang RH (2004) BCbasics核 酸遺傳信息傳遞蛋白質(zhì)合成DNARNA蛋白質(zhì)細(xì)胞構(gòu)造生理功能肌肉酶糖 類(lèi)細(xì)胞構(gòu)造能量細(xì)胞壁葡聚糖細(xì)胞內(nèi)的三種大分子分子Juang RH (2004) BCbasicsNelson & Cox (2000) Lehninger Principles

9、 of Biochemistry (3e) p.5, 70(1) 大分子由單位小分子聚合成(2) 單位小分子的序列有其意義細(xì)胞內(nèi)大分子的特性(3) 每一層次組合都有新的功能(4) 越后來(lái)的組合其復(fù)雜性越高A AT TC CGG包括動(dòng)物、植物、微生物之所有生物，以及病毒等，都是使用這四種遺傳密碼單位；這是天地萬(wàn)物合一，以及眾生皆平等的最佳說(shuō)明。ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY氨基酸也是一樣Juang RH (2004) BCbasics必須注意：生物分子的單元是具有不對(duì)稱(chēng)性的，即選擇性。必須注意：生物分子的單元是具有不對(duì)稱(chēng)性的，即選擇性。1、生命物質(zhì)是少數(shù)幾類(lèi)有機(jī)物組成的。、生命物質(zhì)是少數(shù)幾類(lèi)有機(jī)物組成的。2、生命物質(zhì)從分子水平上來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。、生命物質(zhì)從分子水平上來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3、生物大分子是由簡(jiǎn)單的小分子為結(jié)構(gòu)單元。、生物大分子是由簡(jiǎn)單的小分子為結(jié)構(gòu)單元。 4、在所有的生物體系中，結(jié)構(gòu)單元是相同的。、在所有的生物體系中，結(jié)構(gòu)單元是相同的。5、非共價(jià)鍵在生物學(xué)中點(diǎn)有重要地位。、非共價(jià)鍵在生物學(xué)中點(diǎn)有重要地位。生命物質(zhì)的化學(xué)特征生物化學(xué)的發(fā)展新趨勢(shì) 超越生物種間，屬間或更遠(yuǎn)的親緣關(guān)系的屏障而進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，定向改造和建立新的生物品種或新的生物機(jī)