中國(guó)藥科大學(xué)生物化學(xué)課件-01緒論

緒論主要內(nèi)容:介紹生物化學(xué)的概念、研究?jī)?nèi)容、學(xué)科開展歷史和前景及其與藥學(xué)學(xué)科的關(guān)系。對(duì)本課程的內(nèi)容、進(jìn)度和要求作具體安排。

目錄生命及其構(gòu)成生物化學(xué)概念及其研究?jī)?nèi)容生物化學(xué)與藥學(xué)科學(xué)的關(guān)系生物化學(xué)的開展和未來(lái)我國(guó)古代勞動(dòng)人民的奉獻(xiàn)近代生物化學(xué)的開展我國(guó)科學(xué)家在近代生物化學(xué)開展史中的奉獻(xiàn)課程安排及其學(xué)習(xí)方法

我們所處在的地球充滿著無(wú)數(shù)的生物，從最簡(jiǎn)單的病毒、類病毒到菌、藻、樹、草，從魚蟲鳥獸到最復(fù)雜的人類，處處都可以發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，覺察到生命的活動(dòng)。地球上的生物形形色色，千姿百態(tài)。不同的生物，其形態(tài)、生理特征和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力各不相同，都經(jīng)歷著生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡的變化，都具有繁殖后代的能力。1生命及其構(gòu)成

1.1生命的定義生命的根本特性是什么？千百年來(lái)，人們以許多不同的觀點(diǎn)闡述自己對(duì)此的看法。19世紀(jì)下半葉時(shí)，恩格斯給生命下了一個(gè)定義：“生命是蛋白體的存在方式，這個(gè)存在方式的根本因素在于和它周圍的外部自然界的不斷地新陳代謝，而且這種新陳代謝一停止，生命就隨之停止，結(jié)果便是蛋白質(zhì)的分解。〞恩格斯的生命定義在一定程度上揭示了生命的物質(zhì)根底，即具有新陳代謝功能的蛋白體。100年來(lái)，這個(gè)定義一直指導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)生命的思想武器。生命是一個(gè)很難下定義

〔1〕生理學(xué)定義例如把生命定義為具有進(jìn)食、代謝、排泄、呼吸、運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)、生殖等功能的系統(tǒng)。但某些細(xì)菌卻不呼吸。〔2〕新陳代謝定義生命系統(tǒng)具有界面，與外界經(jīng)常交換物質(zhì)但不改變其自身性質(zhì)?！?〕生物化學(xué)定義生命系統(tǒng)包含儲(chǔ)藏遺傳信息的核酸和調(diào)節(jié)代謝的酶蛋白。但是某種病毒生物卻無(wú)核酸(阮病毒)?！?〕遺傳學(xué)定義通過(guò)基因復(fù)制、突變和自然選擇而進(jìn)化的系統(tǒng)。〔5〕熱力學(xué)定義生命是個(gè)開放系統(tǒng)，它通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)而不斷增加內(nèi)部質(zhì)量。Horowitz

觀點(diǎn)具有復(fù)制的能力具有催化的能力具有突變的能力1.2生命的構(gòu)成19世紀(jì)30年代，德國(guó)植物學(xué)家施萊登首先指出，所有植物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的。他的這個(gè)觀點(diǎn)被德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施旺在動(dòng)物組織和細(xì)胞研究中證實(shí)，所有動(dòng)物也是由細(xì)胞構(gòu)成的。施旺指出：“細(xì)胞是有機(jī)體，整個(gè)動(dòng)物或植物體乃是細(xì)胞的集合體。它們依照一定的規(guī)律排列在動(dòng)物體內(nèi)。〞在此根底上他們創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。細(xì)胞是生物體的根本結(jié)構(gòu)單元

細(xì)胞是組成生物體的根本結(jié)構(gòu)單元，是生物體進(jìn)行代謝、能量轉(zhuǎn)換、遺傳以及其它生理活動(dòng)的根本場(chǎng)所。恩格斯把細(xì)胞學(xué)說(shuō)、能量守恒和轉(zhuǎn)換定律、達(dá)爾文進(jìn)化論一起譽(yù)之為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。由于細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，我們不僅知道一切高等有機(jī)體都是按照一個(gè)共同規(guī)律發(fā)育和生長(zhǎng)的，而且通過(guò)細(xì)胞的變異，能改變自己，向更高的發(fā)育道路邁進(jìn)。1.3細(xì)胞的分類和結(jié)構(gòu)

所有的生物都是由細(xì)胞組成的，只是不同的生物體細(xì)胞的大小和形狀有所不同。有的細(xì)胞人的眼睛可以看得見，如鳥類的蛋，最大的直徑近10厘米〔鴕鳥蛋〕。有的細(xì)胞直徑只有0.1微米，要用高倍顯微鏡才能看到，如原始的細(xì)菌。大多數(shù)細(xì)胞的直徑是10-100微米，用低倍顯微鏡就能看到。細(xì)胞的大小，即使在同一生物體的相同組織中也不一樣。同一個(gè)細(xì)胞，處在不同發(fā)育階段，它的大小也是會(huì)改變的。細(xì)胞的分類根據(jù)生物的進(jìn)化程度，細(xì)胞可以分為兩大類：

原核細(xì)胞(Prokaryotecell)真核細(xì)胞(Eukaryotecell)?！?〕原核細(xì)胞原核細(xì)胞是一類進(jìn)化程度低，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一類細(xì)胞。屬于原核細(xì)胞的有細(xì)菌(Bacteria)和藍(lán)藻(blue-greenalgae)等。原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞的特點(diǎn)原核細(xì)胞的外層是細(xì)胞壁和細(xì)胞膜〔質(zhì)膜〕，內(nèi)部為細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒有明顯的細(xì)胞器〔由封閉的生物膜包裹的固體質(zhì)?！?，只有原始的細(xì)胞核〔無(wú)核膜和核仁〕和其它一些核糖核蛋白體等。某

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形狀〔2〕真核細(xì)胞真核細(xì)胞是高等植物和動(dòng)物的根本組織單位。真核細(xì)胞的外層為細(xì)胞膜〔植物細(xì)胞還有一層細(xì)胞壁〕，內(nèi)部為細(xì)胞質(zhì)。真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)圖形真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，含有許多細(xì)胞器，主要有：細(xì)胞核、線粒體、核糖核蛋白體、高爾基體和溶酶體等。植物細(xì)胞中還含有質(zhì)體、葉綠體和液泡等。各個(gè)細(xì)胞器具有不同的生物功能，它們之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，使細(xì)胞內(nèi)的代謝和各種生理活動(dòng)能夠有條不紊地進(jìn)行。生物分子生物分子是生物體和生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)根底和功能根底，是生物化學(xué)研究的根本對(duì)象。生物分子的主要類型包括：糖、脂、核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子及維生素、輔酶、激素、核苷酸和氨基酸等有機(jī)小分子。2生物化學(xué)的概念和研究?jī)?nèi)容生物化學(xué)可以認(rèn)為是生命的化學(xué)，主要是應(yīng)用化學(xué)的理論和方法研究微生物、植物、動(dòng)物及人體等的化學(xué)組成、生命物質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、及它們?cè)谏^(guò)程中的變化規(guī)律的一門科學(xué)。是一門研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)的學(xué)科〕2生物化學(xué)的概念和研究?jī)?nèi)容生物化學(xué)的根本內(nèi)容包括：A、研究生物體的化學(xué)組成☆B、研究物質(zhì)代謝及變化規(guī)律C、研究物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)控制D、研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能及其關(guān)系E、研究生物體的繁殖與遺傳生物化學(xué)的概念生物化學(xué)主要是應(yīng)用化學(xué)的理論和方法來(lái)研究生命現(xiàn)象，說(shuō)明生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)。生物化學(xué)的根本內(nèi)容包括：發(fā)現(xiàn)和說(shuō)明構(gòu)成生命物體的分子根底生物分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；生物分子的結(jié)構(gòu)、功能與生命現(xiàn)象的關(guān)系；生物分子在生物機(jī)體中的相互作用及其變化規(guī)律。生物化學(xué)有機(jī)化學(xué)藥理學(xué)藥物化學(xué)藥物分析化學(xué)藥劑學(xué)3.生物化學(xué)與藥學(xué)各學(xué)科之間的聯(lián)系總之，生物化學(xué)是現(xiàn)代藥學(xué)科學(xué)的重要理論根底，是藥學(xué)院校學(xué)生學(xué)好專業(yè)課、從事新藥研究、藥物生產(chǎn)、藥物使用與藥政管理的必要根底學(xué)科。3生物化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用工業(yè)方面：食品工業(yè)、化裝品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、制革工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、環(huán)保工業(yè)等。農(nóng)業(yè)方面：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種培育、優(yōu)良品種鑒定、生物肥料、生物農(nóng)藥等。醫(yī)藥業(yè)：疾病診治、生化制藥、基因治療等。生物技術(shù)：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等。近代生物化學(xué)的開展

植物生化動(dòng)物生化微生物生化病理生化

農(nóng)業(yè)生化生物化學(xué)分支食品生化

無(wú)機(jī)生化有機(jī)生化生理生化臨床生化生物工程基因工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程酶工程4生物化學(xué)的開展與未來(lái)生物化學(xué)作為一門獨(dú)立的自然科學(xué),只有近200年的歷史。但是其開展非常迅速，目前已成為自然科學(xué)領(lǐng)域開展最快、最引人注目的學(xué)科之一。4.1我國(guó)古代勞動(dòng)人民的奉獻(xiàn)制飴、釀酒、制醋、制醬技術(shù)；掌握生產(chǎn)豆腐的工藝〔賈思勰的?齊民要術(shù)?；?齊民要術(shù)?是我國(guó)最早的一部完整的古農(nóng)書。對(duì)腳氣病〔多發(fā)性神經(jīng)炎〕和甲狀腺腫的認(rèn)識(shí)與治療。?本草綱目?〔李時(shí)珍〕4.2近代生物化學(xué)的開展萌芽時(shí)期(18世紀(jì)下半葉—19世紀(jì)初)：靜態(tài)生物化學(xué)階段Scheele:瑞典化學(xué)家，別離得到甘油、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、尿酸、酒石酸等。Lavosier:法國(guó)化學(xué)家，1.首次證明動(dòng)物的呼吸需要氧氣；2.同時(shí)證明燃燒過(guò)程是物質(zhì)與氧的結(jié)合過(guò)程。Liebig:德國(guó)化學(xué)家，是農(nóng)業(yè)化學(xué)的奠基人，也是生物化學(xué)和碳水化合物化學(xué)的創(chuàng)始人之一。首次提出新陳代謝這個(gè)學(xué)術(shù)名詞。發(fā)現(xiàn)了馬尿酸、氯仿。Wohler:與Liebig在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，1828年在實(shí)驗(yàn)室合成了尿素。從而推翻了有機(jī)化合物只有在生物體內(nèi)部合成的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。從此生物體內(nèi)糖類、脂類及氨基酸等均被詳盡的研究。ErnstFelixHoppe-Seyler:德國(guó)醫(yī)生，1877年提出“Biochemie〞即英文的““Biochemistry〞.〔Miescher是他的學(xué)生〕4.2近代生物化學(xué)的開展奠基時(shí)期(19世紀(jì)—20世紀(jì))：動(dòng)態(tài)生物化學(xué)階段：科學(xué)家對(duì)生物物質(zhì)代謝、平衡等進(jìn)行了廣泛深入的研究，根本說(shuō)明了酶的化學(xué)本質(zhì)以及與能量代謝有關(guān)的物質(zhì)代謝途徑。Summer:美國(guó)科學(xué)家，1926年得到脲酶的結(jié)晶，證明了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。Embden:德國(guó)生物化學(xué)家，在糖代謝、脂代謝及肝臟合成氨基酸方面做出了巨大奉獻(xiàn)，與他人一起證明了糖酵解途徑。Krebs:英國(guó)人，發(fā)現(xiàn)了尿素循環(huán)和三羧酸循環(huán)。Calvin:美國(guó)人，發(fā)現(xiàn)了光合碳代謝途徑。光合磷酸化過(guò)程。Abel:1902年別離得到腎上腺素并制成結(jié)晶。Went:1926年從燕麥胚芽鞘中別離出生長(zhǎng)素。Hopkins:英國(guó)劍橋生物化學(xué)中心，1912年前后發(fā)現(xiàn)維生素。4.2近代生物化學(xué)的開展大開展時(shí)期(1930-至今)：機(jī)能生物化學(xué)階段：科學(xué)家對(duì)生物的研究已從整體水平逐步深入到細(xì)胞、亞細(xì)胞、分子水平。伴隨實(shí)驗(yàn)手段、技術(shù)的不斷改進(jìn)，使的對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)及功能的研究也更加深入。1.糖酵解、三羧酸循環(huán)、脂代謝、氧化磷酸化等生化反響過(guò)程均被闡述。2.Watson,Crick首次描繪了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，使人們第一次獲知基因結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)。3.英國(guó)物理學(xué)家Perutz用X-射線衍射技術(shù)，解析了血紅蛋白的三維空間結(jié)構(gòu)；Kendrew測(cè)定了肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)。英國(guó)化學(xué)家Sanger利用10年時(shí)間完成牛胰島素的結(jié)構(gòu)測(cè)定。4.美國(guó)化學(xué)家Pauling確認(rèn)氫鍵在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中和大分子相互作用中的重要性；還研究了鐮刀型紅細(xì)胞貧血病，提出分子病的名稱。4.3我國(guó)科學(xué)家在近代生物化學(xué)開展史中的奉獻(xiàn)1919-1922，吳憲提出用比色法測(cè)定血糖；1924-1942，吳憲提出蛋白質(zhì)變性學(xué)說(shuō)。湯佩松、殷宏章等在呼吸代謝、酶作用機(jī)理等方面作出突出的奉獻(xiàn)。1965年，人工合成具有生物學(xué)活性的牛胰島素；1973年，測(cè)定了豬胰島素的空間結(jié)構(gòu)；1983年，完成酵母丙氨酸t(yī)RNA的人工合成。植物收縮蛋白的研究〔閻隆飛等〕生物膜結(jié)構(gòu)與功能研究〔楊福愉、黃芬等〕蛋白質(zhì)合成后的轉(zhuǎn)運(yùn)〔信號(hào)肽、分子伴侶〕4.4生物化學(xué)未來(lái)展望

A、大分子〔蛋白質(zhì)、核酸、酶〕的結(jié)構(gòu)與功能

B、核酸與遺傳

C、生物膜

D、物質(zhì)代謝及其調(diào)控

教材安排與學(xué)習(xí)方法參考書目使用教材：生物化學(xué)主編吳梧桐，人民衛(wèi)生出版社，2003年(第五版)參考書目：生物化學(xué)主編王鏡巖，高等教育出版社，2002年(第三版)