生物化学绪论(同名115)课件.ppt

1、生 物 化 学绪绪 论论一、生物化学的概念一、生物化学的概念 生物化学是生命的化学，是研究生物化学是生命的化学，是研究生物生物体的化学组成体的化学组成和和生命过程中的变化规律生命过程中的变化规律的的一门科学。一门科学。生物化学的研究对象生物化学的研究对象 微生物生化微生物生化 植物生化植物生化生物体生物体 动物生化动物生化 人体生化人体生化分子水平分子水平生物化学的研究内容生物化学的研究内容1 1、生物体化学组成、生物体化学组成2 2、物质代谢及其调节、物质代谢及其调节3 3、遗传信息传递及其调控、遗传信息传递及其调控静态生物化学静态生物化学动态生物化学动态生物化学功能生物化学功能生物化学生物

2、化学的研究内容（任务）生物化学的研究内容（任务）静态生物化学静态生物化学 构成生物体的生物分子的化学组成、结构、理化性构成生物体的生物分子的化学组成、结构、理化性质、生物功能及结构与功能的关系。质、生物功能及结构与功能的关系。动态生物化学动态生物化学 物质代谢的体内动态过程及在代谢过程中能量的转物质代谢的体内动态过程及在代谢过程中能量的转换和代谢调节规律。换和代谢调节规律。功能生物化学功能生物化学 研究代谢反应与生理功能的关系。研究代谢反应与生理功能的关系。生物化学内容生物化学内容糖类糖类脂类脂类蛋白质蛋白质酶酶核酸核酸激素激素维生素维生素糖代谢糖代谢脂代谢脂代谢生物氧化生物氧化氨基酸代氨基酸

3、代谢谢核苷酸代核苷酸代谢谢DNA复制复制转录转录翻译翻译肝生化肝生化血液生化血液生化神经传导神经传导肌肉收缩肌肉收缩功能生化功能生化动态生化动态生化静态生化静态生化分子生物学分子生物学二、生物化学的发展简史二、生物化学的发展简史18世纪下半叶（清朝乾隆年间）出现萌芽世纪下半叶（清朝乾隆年间）出现萌芽 法国化学家法国化学家 拉瓦锡拉瓦锡 研究呼吸作用研究呼吸作用19世纪，生物化学成为独立学科世纪，生物化学成为独立学科 德国医生德国医生 霍佩霍佩-赛勒赛勒 于于1877年首次提出年首次提出 Biochemistry译为生物化学译为生物化学，首创首创 Protein一词一词20世纪，生物化学蓬勃发展

4、取得极大进步，世纪，生物化学蓬勃发展取得极大进步，后半叶，发展的显著特征是分子生物学的后半叶，发展的显著特征是分子生物学的崛起。崛起。生物化学发展中的重要事件生物化学发展中的重要事件1944年麦克劳德和麦卡蒂发现并证明了年麦克劳德和麦卡蒂发现并证明了DNA是生是生物遗传的信息分子物遗传的信息分子1926年艾贝尔获得了牛胰岛素结晶年艾贝尔获得了牛胰岛素结晶19世纪初，魏勒利用氰酸铵合成尿素世纪初，魏勒利用氰酸铵合成尿素1877年霍佩赛勒建立了生理化学学科年霍佩赛勒建立了生理化学学科1897年布克奈证明酵母提取液具有发酵作用年布克奈证明酵母提取液具有发酵作用费歇阐明了酶对底物的作用，提出费歇阐明了

5、酶对底物的作用，提出“锁钥学说锁钥学说“瓦博研究细胞呼吸瓦博研究细胞呼吸1937年犹太人年犹太人Krebs创立了三羧酸循环理论。创立了三羧酸循环理论。1990年启动人类基因组计划年启动人类基因组计划 2000年人类基因组草图完成年人类基因组草图完成 2001年年2月人类基因组序列图绘制初步完成月人类基因组序列图绘制初步完成 1953年沃森、克里克创立了年沃森、克里克创立了DNA的双螺旋结构模型，的双螺旋结构模型，随后证明了遗传的中心法则，开创了分子生物学的新纪元随后证明了遗传的中心法则，开创了分子生物学的新纪元1973年年Cohen建立了体外重组建立了体外重组DNA方法，标志着生方法，标志着生

6、物工程的诞生物工程的诞生1981年西克发现四膜虫年西克发现四膜虫rRNA的自我拼接，从而打破的自我拼接，从而打破了一切酶都是蛋白质的传统概念了一切酶都是蛋白质的传统概念1985年年PCR首次以文字形式出现首次以文字形式出现1992年发现蛋白激酶年发现蛋白激酶基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产干扰素干扰素我国生物化学家的贡献我国生物化学家的贡献1965年我国在世界上首先用人工方法合成有生物年我国在世界上首先用人工方法合成有生物活性的结晶牛胰岛素。活性的结晶牛胰岛素。1971年用年用X射线衍射测定了牛胰岛素的空间结构射线衍射测定了牛胰岛素的空间结构1979年我国用人工方法合成酵母丙氨酸转运核糖年我

7、国用人工方法合成酵母丙氨酸转运核糖核酸。核酸。蛋白质变性的理论是我国科学家吴宪创立的。蛋白质变性的理论是我国科学家吴宪创立的。三、生物化学与药学科学三、生物化学与药学科学生理学有机化学生物化学分子生物学医学学科药学学科新药研究开发生物制药化学制药基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程药理学药物化学生物药剂学中药学诊断医学预防医学.（一）生物化学是药学的基础学科（一）生物化学是药学的基础学科三、生物化学与药学科学三、生物化学与药学科学（二）生物化学与制药工业生产实践密切相关（二）生物化学与制药工业生产实践密切相关 1.生物化学的生物化学的实验方法实验方法在制药工业中广泛应用。在制药工业中广泛应用。

8、2.药品生产中药品生产中无菌操作无菌操作多利用了生物化学的基本原多利用了生物化学的基本原理。理。3.以生物化学、微生物学和分子生物学为基础发展以生物化学、微生物学和分子生物学为基础发展起来的起来的生物技术制药工业生物技术制药工业已经成为制药工业的一个新已经成为制药工业的一个新门类。门类。到到2020年，年，90%的药品都是通过的药品都是通过转基因方式转基因方式制作。制作。-中国工程院院士、影响遗传学专家曾溢滔教授表示，中国工程院院士、影响遗传学专家曾溢滔教授表示，转基因药物的生产额以后药物发展的主要趋势。转基因药物的生产额以后药物发展的主要趋势。美国农业部与卫生部的预测也这么说美国农业部与卫生

9、部的预测也这么说 摘自摘自羊城晚报羊城晚报2010.2.26 b5嘉应学院医学院附属门诊部生化检验申请单嘉应学院医学院附属门诊部生化检验申请单.doc四、四、生生物物化化学学的的发发展展趋趋势势生物科学目前就业难，主要因为国内生物产业发展生物科学目前就业难，主要因为国内生物产业发展还是很落后，配套设施和就业体系未发展好。还是很落后，配套设施和就业体系未发展好。21世纪的药物研发、先进材料、环保科技、营养保世纪的药物研发、先进材料、环保科技、营养保健、新能源等行业的快速发展都离不开高科技生物健、新能源等行业的快速发展都离不开高科技生物学的。学的。因此生命科学还是个非常有前途和后劲的学科。因此生命

10、科学还是个非常有前途和后劲的学科。中美专家找到耐药基因中美专家找到耐药基因 2010年01月25日 中美两国医生联手，找到了肺癌中美两国医生联手，找到了肺癌“靶向治疗靶向治疗”的耐药基因，从而使该项治疗的有效率从的耐药基因，从而使该项治疗的有效率从71%提高到提高到93%！标志着肿瘤治疗进入！标志着肿瘤治疗进入全基因全基因时代。时代。实现了癌症病人的完全实现了癌症病人的完全个体化治疗个体化治疗。婴婴儿儿血血液液竟竟像像牛牛奶，奶，国国内内首首例！例！2010年年08月月06日日14:05羊城晚报羊城晚报记者昨日从湖南省儿童医院获悉，该院近日接记者昨日从湖南省儿童医院获悉，该院近日接诊了这样一名

11、罕见的患儿小晴（化名）。新生诊了这样一名罕见的患儿小晴（化名）。新生儿血液由红变白，国内就此一人。儿血液由红变白，国内就此一人。左侧试管里是正常孩子的血液；右侧试管里是小晴的血液，静置1-2分钟后，血液变成牛奶状.记者在新生儿科见到了小晴。据新生儿科护士长肖艾青介记者在新生儿科见到了小晴。据新生儿科护士长肖艾青介绍，小晴外表看上去很好，吃奶正常，心跳呼吸等各项状态绍，小晴外表看上去很好，吃奶正常，心跳呼吸等各项状态都很稳定。出生仅都很稳定。出生仅40天的小晴系孕天的小晴系孕35周周2天早产，出生天早产，出生20天时天时因呕吐在云南一县级医院住院时发现血脂增高、血红蛋白增因呕吐在云南一县级医院住

12、院时发现血脂增高、血红蛋白增高，当地医生考虑为高，当地医生考虑为“乳糜血乳糜血”。因考虑到病情复杂，。因考虑到病情复杂，7月月27日转至湖南省儿童医院。入院时护士在给小晴抽血时，发现日转至湖南省儿童医院。入院时护士在给小晴抽血时，发现了一个奇怪的现象，小晴血的颜色比正常血颜色偏淡，尤其了一个奇怪的现象，小晴血的颜色比正常血颜色偏淡，尤其是静置是静置1-2分钟之后血竟会慢慢变成乳白色，似牛奶状。医院分钟之后血竟会慢慢变成乳白色，似牛奶状。医院接着给小晴做眼底数码照相检查发现，她的眼底有明显改变，接着给小晴做眼底数码照相检查发现，她的眼底有明显改变，视网膜动静脉呈白色（正常的应为鲜红色）。视网膜动

13、静脉呈白色（正常的应为鲜红色）。“这种现象是非常罕见的，尤其是发生在婴儿身上。这种现象是非常罕见的，尤其是发生在婴儿身上。但是目前我们可以确定的是该患儿属于但是目前我们可以确定的是该患儿属于先天性遗传代谢疾病先天性遗传代谢疾病。”据省儿童医院新生儿科主任黄瑞文教授介绍，这种现象非常罕据省儿童医院新生儿科主任黄瑞文教授介绍，这种现象非常罕见，见，国内尚没有查到相关的文献报道。国内尚没有查到相关的文献报道。目前可以确定的是小晴目前可以确定的是小晴患有高脂血症，原因是患有高脂血症，原因是脂蛋白代谢异常或脂质沉积症脂蛋白代谢异常或脂质沉积症，这是一，这是一种先天性遗传代谢性疾病，具体病因需要进一步完善

14、相关检查。种先天性遗传代谢性疾病，具体病因需要进一步完善相关检查。黄瑞文解释说，小晴出生黄瑞文解释说，小晴出生7天时检查正常，后来病症才慢慢显现，天时检查正常，后来病症才慢慢显现，可能是因为婴儿从母体出来前，是靠母体代谢的，脱离母体后，可能是因为婴儿从母体出来前，是靠母体代谢的，脱离母体后，自身代谢功能缺失的症状才会逐步显现。由于这种病例非常罕自身代谢功能缺失的症状才会逐步显现。由于这种病例非常罕见，其见，其诊断和治疗都非常困难，诊断和治疗都非常困难，目前主要是采取对症治疗，要目前主要是采取对症治疗，要完全治愈可能很困难。完全治愈可能很困难。小晴有个小晴有个9岁的哥哥，哥哥并无血脂异常情况，她

15、的妈妈也岁的哥哥，哥哥并无血脂异常情况，她的妈妈也不胖，体形很正常。不胖，体形很正常。日本科学家用老鼠细胞制出仿真人类手指日本科学家用老鼠细胞制出仿真人类手指当地时间当地时间2010年年5月月2日，日本东京，发明艺术日，日本东京，发明艺术展上展出的仿真人类手指。日本东京大学的科学展上展出的仿真人类手指。日本东京大学的科学家利用家利用白老鼠的皮肤细胞，成功复制出几可乱真白老鼠的皮肤细胞，成功复制出几可乱真的人类手指的人类手指。科学家先是将细胞裹在用。科学家先是将细胞裹在用“胶状骨胶状骨胶原胶原”的包囊外，并将一千万个包囊，注入长约的包囊外，并将一千万个包囊，注入长约3公分的手指模型中，约公分的手

16、指模型中，约24小时以后，就可以从小时以后，就可以从模型中取出细胞相互黏结组成的手指形状。模型中取出细胞相互黏结组成的手指形状。上海交大否认上海交大否认“人耳鼠人耳鼠”造假造假 实验过程全程录像实验过程全程录像 来源：新京报新京报 2011年08月28日04:03曹谊林因曹谊林因“人耳鼠人耳鼠”而被外人所知，而被外人所知，这只长着这只长着“人耳朵人耳朵”的老鼠与克隆羊的老鼠与克隆羊一样，曾经震惊了国际学术界。一样，曾经震惊了国际学术界。据介绍，据介绍，6月月21日曹谊林教授研究团队开始构建耳廓支架材料，日曹谊林教授研究团队开始构建耳廓支架材料，重复验证实验。重复验证实验。6月月24-25日，细

17、胞接种于支架材料。经过体外日，细胞接种于支架材料。经过体外一周培养，于一周培养，于7月月1日日-5日，将接种了细胞的耳廓支架植入裸鼠日，将接种了细胞的耳廓支架植入裸鼠体内。体内。6周后，周后，8月中旬，在月中旬，在8个裸鼠背上成功构建了个裸鼠背上成功构建了“人耳软人耳软骨骨”，形态良好，并作全程实验录像。，形态良好，并作全程实验录像。8月月14日，上海交通大日，上海交通大学组织了全国相关领域学组织了全国相关领域4名院士和名院士和8名专家组成的学术鉴定委员名专家组成的学术鉴定委员会对曹谊林教授领衔的国家组织工程学术研究成果予以事实鉴会对曹谊林教授领衔的国家组织工程学术研究成果予以事实鉴定。定。研

18、究工作有良好应用前景研究工作有良好应用前景调查还显示，曹谊林的团队在近十年中，在大调查还显示，曹谊林的团队在近十年中，在大动物模型构建组织工程化组织和修复组织缺损开展动物模型构建组织工程化组织和修复组织缺损开展了一系列研究工作，包括关节软骨、半月板、气管了一系列研究工作，包括关节软骨、半月板、气管软骨、颅骨、下颌骨、股骨、屈肌腱、腱鞘组织、软骨、颅骨、下颌骨、股骨、屈肌腱、腱鞘组织、皮肤、角膜基质、角膜上皮等组织的构建与缺损修皮肤、角膜基质、角膜上皮等组织的构建与缺损修复，取得了良好的成果，展示了临床应用的良好应复，取得了良好的成果，展示了临床应用的良好应用前景。用前景。地贫女孩的重生路倒计时

19、地贫女孩的重生路倒计时重度重度-地贫患儿需要地贫患儿需要长期输血长期输血才能维持生命，才能维持生命，而而造血干细胞移植造血干细胞移植是当前临床上根治本病的唯是当前临床上根治本病的唯一方法。遗憾的是，要找到配型相符的造血干一方法。遗憾的是，要找到配型相符的造血干细胞十分困难，因此大多数地贫患儿都在苦苦细胞十分困难，因此大多数地贫患儿都在苦苦等待等待。地贫夫妇如何生出健康宝宝？地贫夫妇如何生出健康宝宝？2012-08-10 16:35:07来源来源:羊城晚报羊城晚报 近日，一名特殊女婴在中山大学附属第一医院产科近日，一名特殊女婴在中山大学附属第一医院产科呱呱坠地，这是中国首例成功通过呱呱坠地，这是

20、中国首例成功通过植入前遗传学诊植入前遗传学诊断（简称断（简称PGDPGD）技术）技术而诞生的健康女宝宝，她的父母而诞生的健康女宝宝，她的父母均是均是-地中海贫血携带者，她还有一个重度地中海贫血携带者，她还有一个重度-地地中海贫血的姐姐。为了救姐姐，父母终于通过试管中海贫血的姐姐。为了救姐姐，父母终于通过试管婴儿和植入前遗传学诊断技术，让宝宝一出生便成婴儿和植入前遗传学诊断技术，让宝宝一出生便成为姐姐的救命恩人。为姐姐的救命恩人。植入前遗传学诊断（简称植入前遗传学诊断（简称PGDPGD）技术）技术PGD技术可以对胚胎的染色体进行诊断，像染色体技术可以对胚胎的染色体进行诊断，像染色体结构的异常、染

21、色体数量的异常（如唐氏综合征等）结构的异常、染色体数量的异常（如唐氏综合征等）和性染色体和性染色体连锁连锁遗传性疾病（如血友病），遗传性疾病（如血友病），-地中地中海贫血、杜氏肌营养不良症、脊肌萎缩症、石骨症海贫血、杜氏肌营养不良症、脊肌萎缩症、石骨症等遗传性疾病均可以实施植入前遗传学筛查与诊断，等遗传性疾病均可以实施植入前遗传学筛查与诊断，筛选健康基因的胚胎。筛选健康基因的胚胎。可以说，用可以说，用PGD技术预防遗传病患儿的出生，是达技术预防遗传病患儿的出生，是达到减少乃至杜绝遗传病发生的主要途径。到减少乃至杜绝遗传病发生的主要途径。学习生物化学应注意的几个问题学习生物化学应注意的几个问题（

22、1 1）建立起以生物功能为轴线的思维体系。）建立起以生物功能为轴线的思维体系。因为生物化学的理论体系是以生物功能为轴因为生物化学的理论体系是以生物功能为轴线建立起来的，不同于无机化学以元素周期线建立起来的，不同于无机化学以元素周期系为基础的理论体系；也不同于有机化学以系为基础的理论体系；也不同于有机化学以官能团为基础的理论体系。从官能团为基础的理论体系。从静态生化到动静态生化到动态生化态生化都贯穿着生物功能这根轴线。都贯穿着生物功能这根轴线。（2 2）注意学习技巧）注意学习技巧生化内容无论怎样编生化内容无论怎样编排，前后内容都是互排，前后内容都是互相联系，互相依存。相联系，互相依存。前面的内容

23、常常需要前面的内容常常需要学到后面才能深入理学到后面才能深入理解，学习后面的内容解，学习后面的内容又离不开前面的知识。又离不开前面的知识。因此，学习方法上需因此，学习方法上需要前挂后联，温故知要前挂后联，温故知新。新。根据经验，随学随消化，则越学根据经验，随学随消化，则越学越容易，否则，越学困难越大。越容易，否则，越学困难越大。经常复习，总结归纳，是很重要经常复习，总结归纳，是很重要的方法。复习时要由纲到目，先的方法。复习时要由纲到目，先粗后细，否则，会觉得内容多，粗后细，否则，会觉得内容多，零乱无序，没有系统。零乱无序，没有系统。“草蛇灰线，伏延千里草蛇灰线，伏延千里”生物化学的学习方法生物化学的学习方法抓住特点、记住要点抓住特点、记住要点纲目清楚、多而不乱纲目清楚、多而不乱循序渐进、前后联系循序渐进、前后联系适当归纳对比适当归纳对比课前预习课前预习上课专心上课专心课后复习课后复习