生物化學(xué)開場

生物化學(xué)開場第1頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六第一章緒論生物化學(xué)的定義生物化學(xué)的發(fā)展史生物化學(xué)研究的內(nèi)容學(xué)習(xí)生物化學(xué)應(yīng)注意的幾個問題第2頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六一、生物化學(xué)的定義生物化學(xué)是生命的化學(xué)。它是利用化學(xué)的理論和方法研究生物體的化學(xué)組成和性質(zhì)，以及這些物質(zhì)在生命活動中的化學(xué)變化和能量轉(zhuǎn)換的一門科學(xué)。關(guān)于生命的化學(xué)關(guān)于生命化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)英語中有Biochemistry和Biologicalchemistry兩個術(shù)語第3頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六二、生物化學(xué)的發(fā)展史1903年提出Biochemistry，生物化學(xué)才成為一門獨(dú)立的學(xué)科，在此之前，分別由有機(jī)化學(xué)和生理學(xué)分別研究。生物化學(xué)發(fā)展的階段：靜態(tài)生化動態(tài)生化機(jī)能生化第4頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六（一）靜態(tài)生物化學(xué)階段大約從十八世紀(jì)中葉到二十世紀(jì)初，主要完成了各種生物體化學(xué)組成的分析研究，發(fā)現(xiàn)了生物體主要由糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸四大類有機(jī)物質(zhì)組成。第5頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六（二）動態(tài)生物化學(xué)階段大約從二十世紀(jì)初到二十世紀(jì)五十年代，此階段主要是對各種化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑有了一定的了解。其中主要有：1.英國科學(xué)家Krebs1932年發(fā)現(xiàn)了尿素合成的鳥氨酸循環(huán)；1937年發(fā)現(xiàn)的三羧酸循環(huán)；2.1940年德國科學(xué)家Embden和Meyerhof提出的糖酵解途徑。第6頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六從1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為標(biāo)志，生物化學(xué)的研究進(jìn)入分子生物學(xué)階段。1970年發(fā)現(xiàn)了DNA限制性內(nèi)切酶；1972年DNA重組技術(shù)的建立；1978年DNA雙脫氧測序法的成功；1990年人類基因組計劃的實(shí)施；2001年完成,進(jìn)入后基因組時代。近20多年來，特別是進(jìn)入80年代世界新的工業(yè)革命浪潮以來，各國政府對生物技術(shù)和新材料都倍加重視，分子生物學(xué)研究成了最受青睞的學(xué)術(shù)領(lǐng)域之一。酶工程、遺傳工程、細(xì)胞工程、生物工程都得到了迅速發(fā)展。其中，DNA重組技術(shù)已成為當(dāng)代最突出的科學(xué)成就之一。（三）分子生物學(xué)階段第7頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六三、生物化學(xué)的內(nèi)容本課程屬于普通生化的范疇，其內(nèi)容以介紹生物界普遍存在的化學(xué)物質(zhì)和共同遵循的基本代謝規(guī)律為主，適當(dāng)結(jié)合專業(yè)實(shí)際。課程內(nèi)容主要由四部分組成：1.生物體的化學(xué)組成2.代謝的研究3.遺傳的分子基礎(chǔ)及代謝調(diào)節(jié)4.應(yīng)用第8頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六1.生物體的化學(xué)組成（靜態(tài)生化）生物機(jī)體的化學(xué)組成非常復(fù)雜，從無機(jī)物到有機(jī)物，從小分子到各種生物大分子，應(yīng)有盡有。除了各種無機(jī)鹽和水之外，大多數(shù)生物物質(zhì)是由下面30種小分子前體物質(zhì)構(gòu)成的。有人將這30種前體物質(zhì)稱為生物化學(xué)的字母表。第9頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六20種氨基酸5種芳香族堿基2種單糖脂肪酸、甘油和膽堿氨基酸是組成所有蛋白質(zhì)分子的單體，也參與許多其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)和活性物質(zhì)的組成。2種嘌呤（腺嘌呤和鳥嘌呤）和3種嘧啶（胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶）分別參加核苷酸的組成。核苷酸是DNA和RNA分子的前體，也是核苷酸類輔酶和高能磷酸化合物ATP等三磷酸核苷酸的前體。D-葡萄糖是植物光合作用的主要產(chǎn)物，也是多糖化合物的主要單體分子。D-核糖是核苷酸的組成成分。它們是脂肪和類脂質(zhì)的組成成分。類脂質(zhì)中磷脂是組建生物膜雙層脂質(zhì)的基本物質(zhì)。

第10頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六2.代謝的研究（動態(tài)生化）新陳代謝是生命的基本特征。代謝是生物體與外界的物質(zhì)交換過程，是活細(xì)胞進(jìn)行的復(fù)雜的系列酶促反應(yīng)過程，包括同化作用和異化作用。同化作用是生物體利用外來營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物質(zhì)的過程。異化作用是生物機(jī)體中原有的有機(jī)物質(zhì)分解并轉(zhuǎn)化為環(huán)境中物質(zhì)的過程。同化和異化作用過程的化學(xué)反應(yīng)可分為氧化還原反應(yīng)、基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)、水解反應(yīng)、裂解反應(yīng)、異構(gòu)反應(yīng)和合成反應(yīng)。動態(tài)生化以代謝途徑為中心，研究物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的變化規(guī)律及其伴隨發(fā)生的能量變化。第11頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六3.遺傳的分子基礎(chǔ)及代謝調(diào)節(jié)生物性狀之所以能代代相傳，是靠核酸和蛋白質(zhì)作為物質(zhì)基礎(chǔ)。DNA是遺傳信息的載體，通過DNA分子半保留復(fù)制，將遺傳信息傳遞給子代細(xì)胞，再通過蛋白質(zhì)生物合成，將生物的遺傳性狀表達(dá)出來。生物體內(nèi)的化學(xué)變化，就反應(yīng)性質(zhì)的復(fù)雜性和產(chǎn)品的多樣性，生產(chǎn)、組織調(diào)控的嚴(yán)密性來說，是任何現(xiàn)代化大工廠所不能比擬的。從60年代以來，現(xiàn)代生化研究正在逐漸揭示生物體代謝調(diào)節(jié)機(jī)制的秘密。所取得的成果已經(jīng)對微生物育種和食品、發(fā)酵、環(huán)境等方面產(chǎn)生著巨大的影響。第12頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六以生物化學(xué)為基石的生物技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域顯示無限廣闊的發(fā)展前景：1.在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用2.在醫(yī)藥業(yè)中的應(yīng)用3.在環(huán)保方面的應(yīng)用4.在食品業(yè)中的應(yīng)用5.在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用第13頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六四、學(xué)習(xí)生物化學(xué)應(yīng)注意的幾個問題（1）建立起以生物功能為軸線的思維體系。因?yàn)樯锘瘜W(xué)的理論體系是以生物功能為軸線建立起來的，不同于無機(jī)化學(xué)以元素周期系為基礎(chǔ)的理論體系；也不同于有機(jī)化學(xué)以官能團(tuán)為基礎(chǔ)的理論體系。從靜態(tài)生化到動態(tài)生化都貫穿著生物功能這根軸線。靜態(tài)生化中有些生化物質(zhì)的概念就與有機(jī)化學(xué)的不同。關(guān)于分子結(jié)構(gòu)與生物功能的關(guān)系更是生化重點(diǎn)討論的內(nèi)容。例如，維生素類化合物有30多種，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)相差很大，可分別屬于有機(jī)化學(xué)的醇、酸、酚、酮、醛、胺、苷等化合物。因?yàn)樗鼈冊隗w內(nèi)部有調(diào)節(jié)代謝、維持生命的作用，故同歸為一類，叫做維生素。生物化學(xué)中的脂類化合物，是泛指生物合成并能被生物體利用的所有溶于有機(jī)溶劑的化合物。其成員復(fù)雜，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了有機(jī)化學(xué)中酯類的范圍，卻又不能包括有機(jī)化學(xué)中所有的酯類化合物。酶是蛋白質(zhì)，卻又從蛋白質(zhì)化學(xué)中獨(dú)立出來，以突出研究其結(jié)構(gòu)、功能和作用機(jī)理。各種物質(zhì)在細(xì)胞中的代謝變化，都有其特定的生物功能。學(xué)習(xí)研究反應(yīng)過程和代謝變化規(guī)律，要理解正常代謝與生命現(xiàn)象的關(guān)系，還應(yīng)該盡可能結(jié)合專業(yè)實(shí)際。第14頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六（2）注意學(xué)習(xí)技巧生化內(nèi)容無論怎樣編排，前后內(nèi)容都是互相聯(lián)系，互相依存。前面的內(nèi)容常常需要學(xué)到后面才能深入理解，學(xué)習(xí)后面的內(nèi)容又離不開前面的知識。因此，學(xué)習(xí)方法上需要前掛后聯(lián)，溫故知新。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，隨學(xué)隨消化，則越學(xué)越容易，否則，越學(xué)困難越大。經(jīng)常復(fù)習(xí)，總結(jié)歸納，是很重要的方法。復(fù)習(xí)時要由綱到目，先粗后細(xì)，否則，會覺得內(nèi)容多，零亂無序，沒有系統(tǒng)。第15頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六參考資料1.生物化學(xué)（第三版），王鏡巖等，高等教育出版社；2.生物化學(xué)教程，四川大學(xué)出版社；3.生物化學(xué)，魏述眾，中國輕工業(yè)出版社；4.基礎(chǔ)生物化學(xué)，徐鳳彩，華南理工大學(xué)出版社。第16頁，共18頁，2023年，2月20日，星期六思考題：什么是生物化