基礎生物化學緒論

基礎生物化學緒論個人簡歷：1985.09-1989.07：華中農業(yè)大學農學系，大學畢業(yè)

1989.09-1992.07：華中農業(yè)大學農學系，碩士

1996.12-2001.12：華中農業(yè)大學農學系，博士

1999.07-2000.07：大連外國語學院，進修日本語

2000.10-2001.10：日本東京大學農學生命科學研究科，訪問學者

2005.11-2007.11：北海道農業(yè)研究中心，日本學術振興會（JSPS)博士后研究員

2009.01-2009.04：日本北海道農業(yè)科學研究中心,客座研究員研究方向：植物耐逆境（低溫、高溫、鋁毒）等種質資源的篩選與評價。植物逆境信號傳導的分子機制。水稻細胞壁在耐逆性的作用機制。植物生理活性物質的開發(fā)與應用。科學研究：主持或參加課題6項。發(fā)表論文37篇，SCI論文4篇。主編專著3本。

謝國生的基本情況謝國生副教授于2005-2007年在日本北海道農業(yè)研究中心進行JSPS博士后研究期間，與實驗室同事的合影。左后二為其合作導師北海道大學今井亮三教授。謝國生副教授在日本北海道進行JSPS博士后研究工作。第一章緒論（2學時）第一節(jié)生物化學的概念與研究內容第二節(jié)生物化學的發(fā)展歷史、應用與地位第三節(jié)本課程的內容、要求和進度安排本章重點內容：生物化學的概念與發(fā)展歷史。第一節(jié)生物化學的概念與研究內容一、生物化學的概念二、生命的物質組成三、生物化學的研究內容一.生物化學的概念運用化學的原理和方法，研究生物體的物質組成和生命過程中的化學變化，進而深入揭示生命活動的化學本質的一門科學。有“生命的化學”之稱。根據研究對象不同，可分為：植物生物化學動物(人)生物化學微生物生物化學和病毒生物化學。根據研究的目的不一樣，可分為：農業(yè)生物化學工業(yè)生物化學醫(yī)用生物化學和藥物生物化學由C、H、O、N、P、S、Cl、Mg、Na、K等（占99%!)以及微量元素(1%)組成，基本分布在1-4周期（與月球上一樣！)?；驹亟M成小分子，進一步形成生命體的基本化學物質，組成生命體。生命也是一種化合物！也服從普遍的化學基本規(guī)律。所以，我們可以按照化學的原理、利用化學的研究方法探索生命的本質。二.生命的物質組成

1.構成生物的基本化學元素2.生命的物質組成多酶復合體染色體生物膜

細胞器細胞組織器官

生物體（動物、植物、微生物）

蛋白質核酸多糖脂類4種生物大分子寡肽

核苷

寡多糖

磷脂酸

4種中間生物分子

氨基酸（20種)

含N堿（5種）核糖（1種）葡萄糖（1種）脂肪酸（1種）甘油（1種）膽堿（1種）生物超分子基本生物分子

（30種）構成蛋白質的結構單元—氨基酸20種基本氨基酸:12個極性+8個非極性氨基酸堿性氨基酸(3個)酸性氨基酸(2個)極性氨基酸(4個)特殊氨基酸(3個)疏水性氨基酸(8個)構成核酸的結構單元—核苷酸堿基（5個）核糖（1個）構成多糖的結構單元—單糖葡萄糖（1個）構成脂類的結構單元—磷脂酸甘油、脂肪酸和膽堿甘油（1個）、硬脂酸（1個）和膽堿（1個）1.靜態(tài)生物化學：研究生物有機體的化學組成、結構、性質和功能簡單元素構成各種含碳有機化合物等生物小分子，組成基本生物分子，再合成生物大分子。研究生物大分子、基本生物分子和生物小分子的結構、性質和功能，稱為靜態(tài)生物化學。2.動態(tài)生物化學：研究生命現(xiàn)象的物質代謝、能量代謝與代謝調節(jié)糖、脂類、蛋白質、核酸等大生物分子在體內的分解、合成、轉化以及轉化過程中的能量轉換問題。稱為動態(tài)生物化學。三.生物化學的內容三.生物化學的內容3.研究生物體的信息代謝。核酸與蛋白質合成與調節(jié)，是分子生物學的基礎。4.運用生物化學原理和方法，為農業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護等服務，開拓富有經濟價值的生物資源（酶制劑、藥品、食品添加劑、殺蟲劑……）。第二節(jié)生物化學的發(fā)展歷史、應用與地位生物化學的發(fā)展歷史我國科學家在生物化學領域的貢獻三.生物化學的應用四.生物化學的學科地位一.生物化學的發(fā)展歷史1.靜態(tài)生物化學時期(1770-1903年)—準備和醞釀階段。生命物質的化學組成與理化性質的描述。1775：Scheele生物體內各組織的化學組成1785：Lavoisier動物的呼吸1828:Wohler在實驗室用化學方法將氰酸銨合成尿素1850:Bernard肝糖元轉變成血糖1864:Seyler血紅蛋白結晶1869:MiescherDNA的發(fā)現(xiàn)1897:Buchner從破醉的酵母細胞濾液仍能使糖發(fā)酵。開辟了離體方法進行生化研究的道路，也是酶學研究的開始，這是近代生物化學產生的標志和第一個里程碑。1903：Neuberg提出“生物化學”概念。營養(yǎng)學:發(fā)現(xiàn)了人類必需氨基酸,必需脂肪酸和多種維生素。內分泌學:發(fā)現(xiàn)了多種激素。1926年，Sumner脲酶結晶。1937年:KrebsTCA循環(huán)。1940年：Embden，Meyerhof，Parnas闡明了EMP途徑。生物體內主要物質代謝途徑與調控機理的闡明是生物化學的第二個里程碑。1951年，Pauling&Corey研究了多肽的二級結構。1960年，Micheali-Menten酶動力學。2.動態(tài)生物化學時期(1903年—1953年)

--建立與發(fā)展階段

重要分子的發(fā)現(xiàn)和物質代謝途徑的確定。這是一個真正突飛猛進的年代,4000多種雜志,生物化學占領先地位,50年代以來諾貝爾獎：生理醫(yī)學:1/2;化學獎1/3都是生物化學領域，說明現(xiàn)代科學是生命科學占領先地位,研究成果每8年增加一倍。這些研究成果與研究方法的不斷創(chuàng)新有關(同位素、X-射線、電子顯微鏡、層析、電泳、超速離心以及全自動分析儀)。3.機能或分子生物化學時期(1953年以后)——現(xiàn)代生物化學時期。核酸與蛋白質合成的遺傳關系、人為干預生命過程。以DNA分子結構認識為標志。1953年，Watson&CrickDNA的雙螺旋結構1961年，Jacob&Monod,操縱子學說1973年，Berg,Boyer&Cohen創(chuàng)建了DNA克隆技術1985年，Saiki發(fā)明了PCR（聚合酶鏈式反應）1990-2003年，基因組測序?，F(xiàn)代生物化學（分子生物學）的標志性事件(1)深入發(fā)展階段(1953-2000年):

——分子生物學時期DNA雙螺旋結構模型的建立遺傳信息傳遞的中心法則的建立基因表達調控機理的研究單克隆抗體及基因工程抗體的研制細胞信號轉導機理的研究DNA重組技術的興起人類基因組研究1997年Wilmut體細胞克隆羊（Dolly）克隆羊的基本策略體細胞（芬蘭母羊的乳腺細胞核）

未受精卵細胞（蘇格蘭黑面母羊）取核去核顯微注射“授精卵”代理母親移植克隆羊：多莉如何克隆大熊貓？多莉羊2003年TransgenicTobaccoTransgenicTomatoBar-TransgenicHerbicideResistantRice

轉基因海帶轉胃安素番茄轉MT黃瓜高鋅西洋番茄轉蝦青素胡蘿卜痢疾疫苗土豆高鐵青椒（2）.黃金時期（2000年-）:

生物化學的展望：后基因組時代新的學科不斷涌現(xiàn)，發(fā)展前景廣闊：結構基因組學，功能基因組學，蛋白組學，轉錄組學，糖組學，脂組學，代謝組學?；蛐酒夹g2D-PAGEPROTEAN1°:60gsle,20kV-hr2°:8.6x6.8cm,40min944spots1°:100gsle,50kV-hr2°:13.3x8.7cm,1hr1,287spots1°:150gsle,80kV-hr2°:18.3x19.3cm,5.5hr1,724spots二、我國科學家在生物化學領域的貢獻早期的生產實踐1936年，吳憲提出了蛋白質變性的學說。1965年，人工合成具有生物活性的結晶胰島素。1981年，人工合成酵母丙氨酰tRNA。參與了人類基因組計劃（1%）首次完成了水稻基因組草圖的繪制。生化知識的應用解釋各種生命現(xiàn)象和生物生產過程的機理和本質。生化技術的應用生物產品生產、制備、提取、加工等。生化產品的應用培育高產優(yōu)質高抗的轉基因動植物新品種。生產特殊的化學物質，新型的藥物設計、疫苗和診斷盒、抗藥性克服、光合特性改進、生物固N、污染防治和沙漠治理、石油利用等等。讓生命活動向對人類有利的方向進行！三、生物化學的應用四、生物化學與其它學科的關系生物化學是介于生物學與化學的一門邊緣學科，與生物學的許多分支學科有密切的關系。基礎科學應用基礎科學應用科學生物化學蛋白質化學生物技術[工程]生物化工核酸化學…糖工程、蛋白質工程、基因工程代謝與調控生理學…...組織水平分子生物學分子遺傳學分子生理學分子水平（細胞器）第三節(jié)本課程的內容、要求和進度安排一、課程學時安排二、教學的方法三、學習的方法四、考試方法一、課程學時安排第1章緒論（2學時）第2章核酸的結構與功能（8學時）第3章蛋白質化學（10學時）第4章酶（8學時）第5章糖類化學及其代謝（10學時）第6章生物氧化與氧化磷酸化（6學時）第7章脂類化學及其代謝（4學時）第8章蛋白質的酶促降解及氨基酸代謝（4學時）第9章核酸的酶促降解及核苷酸的代謝（2學時）第10章核酸的生物合成（8學時）第11章蛋白質的生物合成（6學時）第12章細胞代謝網絡和基因表達調控（4學時）講授：理論課72學時。內容體系：講授每章的要點、重點、難點。講述本人自己的理解、觀點、學習方法。每章的思考題、小結。機動學時（2學時）：討論感興趣的生化問題二、教學的方法特點：內容多，名詞/術語生疏，英文多、結構式多。學習的要求與方法：課前預習課堂上作好筆記：

重點內容和知識點、多記代號，主要內容在課堂解決。課后復習：多理解、多總結、多練習。注意“三基”知識的系統(tǒng)性、聯(lián)系性、靈活運用。習題集：網站上的