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1、绪绪 论论Introduction主主 要要 内内 容容 一一、“生物化学生物化学”概念概念 二、生物化学研究的主要内容二、生物化学研究的主要内容 三、生物化学与医学的关系三、生物化学与医学的关系 四、生物化学的发展简史四、生物化学的发展简史 五、所用教材纲要五、所用教材纲要 六六、如何学好生物化学、如何学好生物化学 一一.“.“生物化学生物化学”概概念念“Biochemistry”(18世纪萌芽世纪萌芽)19世纪末世纪末20世纪初世纪初功能性定义功能性定义:研究生物体中研究生物体中生命物质的化学组成、结构、生命物质的化学组成、结构、功能功能以及以及生命过程中各种化学变化生命过程中各种化学变化

2、的科学。的科学。按不同的生物种类：动物生化、微生物生化按不同的生物种类：动物生化、微生物生化按不同的组织或过程：肌肉生化、免疫生化按不同的组织或过程：肌肉生化、免疫生化按不同的生命物质：蛋白质生化、酶学按不同的生命物质：蛋白质生化、酶学按不同的应用领域：按不同的应用领域：医学生化医学生化、农业生化、农业生化生物化学基于分子水平探讨生命现象的本质生物化学基于分子水平探讨生命现象的本质二二.生物化学研究的主要内容生物化学研究的主要内容1.生物分子生物分子(biological molecule)的结构与功能的结构与功能 重点研究生物大分子重点研究生物大分子(macromolecule)如：蛋白质如

3、：蛋白质(protein)基本组成基本组成连接方式连接方式一级结构一级结构空间结构空间结构 结构与功能的关系结构与功能的关系2.新陈代谢新陈代谢(metabolism)及其调节及其调节(regulation)研究活细胞中全部有序的化学变化及其调控。研究活细胞中全部有序的化学变化及其调控。新陈代谢新陈代谢Metabolism 合成代谢合成代谢（同化作用）（同化作用）Anabolism分解代谢分解代谢（异化作用）（异化作用）Catabolism生物体把从外界环境中生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成获取的营养物质转变成自身的组成物质自身的组成物质储存能量储存能量分解自身的一部分组成分解自身的一

4、部分组成物质，把分解的最终产物质，把分解的最终产物排出体外物排出体外释放能量释放能量物质代谢物质代谢Substancemetabolism能量代谢能量代谢Energymetabolism下丘脑下丘脑-交感交感下丘脑下丘脑-副交感副交感3遗传信息遗传信息(genetic information)的传递及其调控的传递及其调控 中心法则中心法则(the central dogma)复复制制 转录转录 翻译翻译 DNA RNA 蛋白质蛋白质 mRNA tRNA 反转录反转录 rRNA 转录、翻译转录、翻译 RNA（病毒）病毒）蛋白质（病毒）蛋白质（病毒）复复制制三三.生物化学与医学的关系生物化学与医学

5、的关系生物化学与医学相互补充、相互促进。生物化学与医学相互补充、相互促进。分子医学时代分子医学时代,生物化学向生物化学向医学各领域医学各领域渗透渗透基础医学：生理学、免疫学、遗传学、药理学基础医学：生理学、免疫学、遗传学、药理学临床医学：诊断学、治疗学、内外妇儿传临床医学：诊断学、治疗学、内外妇儿传1.阐明病因阐明病因如：镰刀状贫血如：镰刀状贫血(sickle anemia)一个氨基酸残基的变异使一个氨基酸残基的变异使Hb的空间结构发生改的空间结构发生改变，变，Hb聚合呈纤维状使红细胞变形，功能发生聚合呈纤维状使红细胞变形，功能发生改变，从而提出改变，从而提出分子病分子病的概念的概念 构象病构

6、象病(conformational disease)功能性蛋白质的空间构象改变而氨基酸序列没有改变功能性蛋白质的空间构象改变而氨基酸序列没有改变如：疯牛病如：疯牛病(mad cow disease)(1985年英国首次报道年英国首次报道)牛传染性海绵状脑病牛传染性海绵状脑病 (bovine transmissible spongiform encephalopathy,BSE)朊病毒朊病毒病病(Prion disease)美国加州大学生化学家斯坦利美国加州大学生化学家斯坦利普鲁辛纳普鲁辛纳（Stanley B.P Prusiner）1997年诺贝尔年诺贝尔生理医学奖得主生理医学奖得主细胞信号转

7、导细胞信号转导异常与疾病异常与疾病如：糖尿病如：糖尿病(diabetes mellitus)胰岛素质与量的异常胰岛素质与量的异常 胰岛素抗体胰岛素抗体 胰岛素受体胰岛素受体 胰岛素受体底物等等胰岛素受体底物等等 2 辅助诊断。辅助诊断。3 辅助治疗辅助治疗如：谷丙转氨酶用于肝脏疾病的辅助诊断。如：谷丙转氨酶用于肝脏疾病的辅助诊断。如：溶菌酶用于杀菌消炎。如：溶菌酶用于杀菌消炎。如：溶栓治疗常用链激酶、尿激酶。如：溶栓治疗常用链激酶、尿激酶。如：淀粉酶用于胰腺疾病的辅助诊断。如：淀粉酶用于胰腺疾病的辅助诊断。如：天冬酰如：天冬酰胺胺酶治疗白血病。酶治疗白血病。四四.生物化学发展史生物化学发展史1

8、.初级阶段初级阶段(18世纪中叶世纪中叶19世纪末世纪末)主要研究生物体的化学组成主要研究生物体的化学组成1828年年 德国德国 Whler NH4CNOCO(NH2)2德国化学家德国化学家 Liebig 证明体内呼吸与燃烧一样都是氧化作用证明体内呼吸与燃烧一样都是氧化作用(“burn”theory)，光合作用是动物呼吸的逆过程，光合作用是动物呼吸的逆过程德国化学家德国化学家 Hoppe-Seyler(blood composition/color/Hb isola.&purifi./crystal)Hoppe-Seylers z.physiol.chem.19世纪中期世纪中期 C6H12O6

9、 2C2H5OH+2CO2 法国微生物学家法国微生物学家 Pasteur(in living yeast)1897年年 Bchner 兄弟俩兄弟俩(in extract of yeast)德国有机化学家德国有机化学家 Emil Fischer测定了很多糖和氨基酸的结构测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型确定了糖的构型,指出蛋白质是氨基酸通过肽键连接的指出蛋白质是氨基酸通过肽键连接的生化之父生化之父2.蓬勃发展阶段蓬勃发展阶段(20世纪初世纪初50年代年代)在营养学、内分泌学、酶学和物质代谢在营养学、内分泌学、酶学和物质代谢(合成合成/调节调节)等方面等方面取得较大的进展取得较大的进展20

10、世纪的前世纪的前30年：生理学、化学。年：生理学、化学。营养学营养学的黄金时代。的黄金时代。20年代，年代，1926年美国年美国Sumner从刀豆中得到从刀豆中得到脲酶的结晶脲酶的结晶。30年代，年代，19331936年年Krebs提出了著名的提出了著名的尿素循环和尿素循环和 三羧酸循环三羧酸循环。40年代前后，能量代谢，年代前后，能量代谢，生物能学生物能学。20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科。3.分子生物学时期分子生物学时期(20世纪世纪50年代年代)1950年年 美国美国 Pauling等等 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构-螺旋螺旋 19

11、55年年 英国英国 Sanger 胰岛素一级结构的测定胰岛素一级结构的测定 1953年年 美国美国 Watson和英国和英国 Crick DNA双螺旋结构双螺旋结构 DNA双螺旋结构的提出使生物化学发展到一个新的阶段双螺旋结构的提出使生物化学发展到一个新的阶段分子生物学阶段分子生物学阶段 1959-61年年 美国美国 Nirenberg 破译遗传密码破译遗传密码 此后，核酸的研究进展很快，在核酸一级结构测定和核酸此后，核酸的研究进展很快，在核酸一级结构测定和核酸人工合成方面取得显著成果。人工合成方面取得显著成果。60年代，年代，1961年法国年法国Jacob和和Monod 操纵子模型操纵子模型

12、70年代，建立和发展年代，建立和发展重组重组DNA技术技术，进入，进入生物工程生物工程的研究。的研究。基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等90年代，年代，1990年启动了年启动了人类基因组计划人类基因组计划。20世纪末和世纪末和21世纪初，随着人类基因组全序列测定的基本世纪初，随着人类基因组全序列测定的基本完成，生命科学进入了完成，生命科学进入了后基因组后基因组时代，产生了功能基因组时代，产生了功能基因组学、蛋白质组学、结构基因组学等。学、蛋白质组学、结构基因组学等。国内生物化学发展情况国内生物化学发展情况 生物化学家和营养学家吴

13、宪生物化学家和营养学家吴宪 20世纪世纪20年代后期建立了制备血滤液的方法以及测年代后期建立了制备血滤液的方法以及测定血糖的方法（定血糖的方法（Folin-Wu法）法）20世纪世纪30年代，年代，1931年蛋白质变性理论年蛋白质变性理论 2项突出成果项突出成果 1965年合成了具有生物活性的年合成了具有生物活性的牛胰岛素牛胰岛素 1981年合成了具有生物活性的年合成了具有生物活性的酵母丙氨酸酵母丙氨酸tRNA 最近二、三十年生物工程最近二、三十年生物工程 目前已能用基因工程的方法生产许多产品如乙型肝炎目前已能用基因工程的方法生产许多产品如乙型肝炎疫苗、超氧化物歧化酶（疫苗、超氧化物歧化酶（SO

14、D）、人生长激素、各种）、人生长激素、各种干扰素、各种白细胞介素等等。干扰素、各种白细胞介素等等。我国于我国于1993年启动人类基因组计划年启动人类基因组计划;1999年正式加入；年正式加入；2007年年10月发布第一个完整中国人基因组图谱月发布第一个完整中国人基因组图谱 五五.本课程所用教材纲要本课程所用教材纲要生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能物质代谢及其调节物质代谢及其调节遗传信息的传递遗传信息的传递专题篇专题篇六六.怎样学好生物化学怎样学好生物化学 课前预习；课前预习；课后复习；课后复习；全面理解；全面理解；重点记忆；重点记忆；纵横联系。纵横联系。注意事项注意事项(1)掌握重

15、要的概念。掌握专业名词掌握重要的概念。掌握专业名词 这是最基本的要求。例如：这是最基本的要求。例如：蛋白质蛋白质1级结构的概念；蛋白质变性的定义；氧化磷酸化级结构的概念；蛋白质变性的定义；氧化磷酸化的概念；别构调节的概念；糖酵解；糖异生；脂肪动员；的概念；别构调节的概念；糖酵解；糖异生；脂肪动员；酮体；复制酮体；复制(DNA合成的概念合成的概念)；转录；翻译等等。；转录；翻译等等。在教学大纲中，几乎每章都有。在教学大纲中，几乎每章都有。(2)熟记一些反应的重要意义。熟记一些反应的重要意义。例如：糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径的生理意义；三羧例如：糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径的生理意义；三羧酸循环

16、的生理意义；酮体的生理意义；等。酸循环的生理意义；酮体的生理意义；等。(3)熟记一些反应的关键酶。熟记一些反应的关键酶。如：糖酵解的关键酶；磷酸戊糖途径的关键酶；甘油三酯如：糖酵解的关键酶；磷酸戊糖途径的关键酶；甘油三酯水解的关键酶；脂肪酸氧化、胆固醇合成的关键酶等等。水解的关键酶；脂肪酸氧化、胆固醇合成的关键酶等等。(4)注意一些反应的发生部位、原料、基本途径和产物。注意一些反应的发生部位、原料、基本途径和产物。如：脂肪酸合成的亚细胞部位是在细胞质，原料是乙酰如：脂肪酸合成的亚细胞部位是在细胞质，原料是乙酰辅酶辅酶A；而脂肪酸；而脂肪酸-氧化的亚细胞部位是在线粒体；嘌呤氧化的亚细胞部位是在线粒体；嘌呤核苷酸代谢的产物是尿酸等等。核苷酸代谢的产物是尿酸等等。(5)注意一些代谢的特点。注意一些代谢的特点。如：成熟红细胞的代谢特点；酶促反应的特点等等。如：成熟红细胞的代谢特点；酶促反应的特点等等。