生物化学 Biochemistry

1. 生物化学Biochemistry 主讲 王瑞兰 湖南科技大学生命科学学院 Tel: 8291135(h) 13107123168 E-mail:lucyw11@yahoo.com.cn

2. 目 录 绪论 第一章 糖类 第二章 蛋白质的结构与功能 第三章 酶与维生素 第四章 核酸的结构与功能 第五章 糖 代 谢 第六章 代谢导论与生 物 氧 化 第七章 脂类代谢 第八章 氨基酸代谢 第九章 核苷酸代谢 第十章 DNA的生物合成 第十一章 RNA的生物合成 第十二章 蛋白质的生物合成

3. 教学计划与安排（总学时:72，周学时:4）

4. 绪 论Introduction生物化学的概念及研究内容 生物化学的发展史 生物化学研究的主要方面生物化学研究的主要方面《生物化学》的特点与学习方法主要学习参考书目及相关网站

5. 一、生物化学的概念 生物化学是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学。它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 • 二、生物化学的研究对象 • 一切生物有机体，包括动物、植物、微生物和人体。 生物化学 生物学 化学

6. 三、生物化学研究的基本内容 • 发现和阐明构成生命物体的分子基础——生物分子的化学组成、结构和性质。 • 生物分子的结构、功能与生命现象的关系。 • 生物分子在生物体中的相互作用及其变化规律。

7. 四、生物化学的发展史 生物化学的发生发展仅有两百多年的历史，但已成为目前最活跃、发展最迅速的学科之一。从其产生的时间和研究内容可将其分为三个阶段： （一）叙述生物化学阶段(静态) • 大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成 。

8. （二）动态生物化学阶段（代谢） • 大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的代谢途径有了一定的了解。 • 其中主要的有： 1932年，英国科学家Krebs 建立了尿素合成的鸟氨酸循环；1937年，Krebs又提出了各种化学物质的中心环节——三羧酸循环的基本代谢途径； 1940年，德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。

9. （三）分子生物学阶段（功能） • 从1953年至今。以1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型为标志，生物化学的发展进入分子生物学阶段。 • 这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。

10. 该阶段的主要成就： • 生化研究技术和设备有巨大发展。 • 蛋白质、酶和核酸分子结构研究取得辉煌成果。 • 人工合成生命物质。 • 代谢的调控研究受到重视，提出了操纵子假说。 • 遗传重组技术。 • 人类基因组计划的实施完成。

11. 1953年，Watson,Crick确定DNA双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理、医学奖。1955年，英国生物化学家Sanger确定牛胰岛素结构，获1958年诺贝尔化学奖。1965年,首次人工合成结晶牛胰岛素---中国1953年，Watson,Crick确定DNA双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理、医学奖。1955年，英国生物化学家Sanger确定牛胰岛素结构，获1958年诺贝尔化学奖。1965年,首次人工合成结晶牛胰岛素---中国 1973年,基因重组技术建立.(美) 1980年， Sanger和Gilbet设计出测定DNA序列得方法，获1980年诺贝尔化学奖。 1984年，化学奖，Bruce Merrifield（美国），建立和发展蛋白质化学合成方法。1994年，生理、医学，Alfred G.Gilman（美国），发现G蛋白及其在细胞内信号转导中的作用。Karg B. Mallis(美)发明PCR方法。1996年，克隆羊诞生1998年，生理、医学，Rolert F. Furchgott（美国），发现NO是心血管系统的信号分子。 2001年,人类基因组计划完成

12. 五、生物化学研究的主要方面 （一）生物体的化学组成 • 自然界的生物体主要由生物大分子（蛋白质、核酸、糖类、脂类）、水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质，如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解产物。

13. (二)生物大分子的基本特征 • 生物大分子都是由结构单元分子所组成。 蛋白质：20种基本氨基酸 核酸：核苷酸 脂类：甘油、脂肪酸、胆碱 糖类：单糖 • 生物大分子都具有非常复杂的结构。 一级结构：结构单元分子按不同的排列组合形成数量庞大、 结构复杂的线形或环形分子。 立体结构：分子内或分子间基团的相互作用形成复杂的立体结构——生物分子具有复杂生理功能。 • 生物分子的手性。 • 生物分子之间的相互作用和识别特性。

14. （三）物质代谢（新陈代谢） • 生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物质代谢或新陈代谢。 • 物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。

15. （四）生物分子的相互作用生物分子之间的相互作用主要通过非共价作用力实现。1、氢键：生物大分子各基团之间主要由氧或氮原子与氢原子之间形成氢键。2、静电引力：生物分子某些基团解离成带电荷基团。3、离域键间的π电子重叠作用力：生物分子中芳香基团的π电子以平行方式相互接近时的π电子重叠作用力。4、疏水键：分子中非极性基团在水溶液中缔合趋势。5、范德华力：是非特异性原子间作用力（四）生物分子的相互作用生物分子之间的相互作用主要通过非共价作用力实现。1、氢键：生物大分子各基团之间主要由氧或氮原子与氢原子之间形成氢键。2、静电引力：生物分子某些基团解离成带电荷基团。3、离域键间的π电子重叠作用力：生物分子中芳香基团的π电子以平行方式相互接近时的π电子重叠作用力。4、疏水键：分子中非极性基团在水溶液中缔合趋势。5、范德华力：是非特异性原子间作用力

16. （五）细胞信号转导 • 目前已知，细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，以保证细胞能够对内、外环境的变化及时作出反应，使细胞内所有的化学变化均以合乎生物体自身需要的方式进行。

17. 生物化学与其它学科的关系 生物化学研究生物体的化学组成，并深入探讨生物大分子和生物活性物质的结构与功能的关系、遗传信息的传递表达。因此，生物化学与生理学、微生物学、细胞生物学、遗传学等学科交叉渗透，紧密相关。 生物化学也是医学、生物工程、环境保护、农学等学科必不可少的基础学科。

18. 《生物化学》的特点与学习方法 特点： • 内容多，信息量大 • 复杂而繁琐 • 理论性强、概念多，综合性强,前后交错 学习方法： • ① 课前预习，课堂认真听课、紧随老师思路，课后及时复习整理笔记。 • ② 结构、性质、功能要连成一体，及时归纳总结,在理解的基础上记忆。 • ③适当的练习是理解和融会贯通所学知识不可缺少的环节

19. 主要参考书： • 生物化学导论：Trudy Mckee (影印版) ，科学出版社2001 • Instant notes in biochemistry B.D. Hames N.M.Hooper (影印及翻译版) 科学出版社 2000 • 基础生物化学解题，郭静成、滕晓月.科学出版社2002 生物化学专业信息网站 • 丁香园 www.dxy.com • 生命科学论坛 www.biocoon.net • 生物通