环境生物化学.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,环境生物化学,编辑母版标题样式,环境生物化学,Environmental Biochemistry,赵景联,教材：,环境生物化学,，赵景联主编，化学工业出版社，,1/36,1,绪论,2/36,1.1,生物化学概述,1.1.1,生物化学涵义,1.1.2,生物化学研究主要内容,1.1.3,生物化学与其它科学关系,1.1.4,生物化学应用和发展前景,环境生物化学,3/36,1.1.1,生物化学涵义,生物化学（,Biochemistry,）,是介于生物与化学之间,门边缘科学。,它是用化学理论和方法作为主要伎俩来硕士命现象，从而揭示生命奥秘。,环境生物化学,4/36,1.1.1,生物化学涵义,生物化学任务,静态生物化学,:,研究组成生物体基本物质,(,糖类、脂类、蛋白质、核酸,),及对体内生物化学反应起催化和调整作用酶、维生素和激素结构、性质和功效。,动态生物化学,:,研究组成生物体基本物质在生命活动过程中进行化学改变，也就是新陈代谢及在代谢过程中能量转换和调整规律。,环境生物化学,5/36,1.1.1,生物化学涵义,生物化学研究是生命现象化学本质，一切与生命相关化学现象都是生物化学研究对象。,从研究对象分类,动物生物化学：以人体及动物为研究对象。,植物生物化学：以植物为研究对象。,普通生物化学：研究对象不局限于动物或植物、而且普通生物。,进化生物化学或比较生物化学：以生物,(,尤其是动物,),不一样进化阶段为化学特征,(,包含化学组成和代谢方式,),为研究对象。,生理化学：以生理为研究对象。,环境生物化学,6/36,1.1.1,生物化学涵义,另外，依据不一样研究对象和目标，生物化学还可有许多分支如微生物生化、医学生化、农业生化和工业生化等等。,环境生物化学,7/36,1.1.2,生物化学研究主要内容,研究体内物质组成,(,叙述生化,),研究体内物质代谢,(,动态生化,),硕士物大分子结构与功效,(,分子生物学,),这三个部分是紧密联络,环境生物化学,8/36,(1),生物体物质组成,生物体是由许多物质按严格规律组建起来。在生物体内除水外，每一类物质又包含很各种化合物。如人体蛋白质就有,10,万种以上。各种蛋白质结构不一样，因而也就各种不一样功效。另外，人体内还含有核酸、激素、微量元素等，它们占体重分量虽少，但也是维持正常生命活动不可缺乏物质。,环境生物化学,9/36,(1),生物体物质组成,全部这些物质不是杂乱处堆积在一起，它们彼此之间有一定组成规律，从而组成能够表达各种生物功效生物学结构。,环境生物化学,10/36,(1),生物体物质组成,蛋白质和核酸是实现生命活动主要物质基础，而且分子量很大。通常称之为生物高分子,(biomacromolecule),，这些生物高分子化合物由较简单小分子物质组成，常将这些小分子称为构件分子。这些构件分子除组成生物大分于发挥作用外，它单独存在时也有一些特殊作用。,环境生物化学,11/36,(1),生物体物质组成,硕士物体物质组成另一个主要方面，是用人工方法来合成生物大分子，其目标，不但是验证对体内物质进行化学分析结果，更主要是在于深入认识分子结构与生物功效关系，探索生命现象奥秘，追索生命起源，还可制备极难取得生物活性物质。,我国科学家在,1965,年首先人工合成了胰岛素，,1981,年合成了酵母丙氨酸,tRNA,，这些郁是国际上首创结果为人类作出重大贡献。,环境生物化学,12/36,(2),物质代谢及其调控,生物体不停与外界环境进行着物质交换，生物体内时时刻刻都在进行着极其有规律化学反应，将这些过程总称为物质代谢或新陈代谢,(metabolism),。,生物体经过消化吸收新摄取营养物质，在体内一部分被转变成其组成成份，以确保生长发育和组织更新需要，另一部分被氧化分解释放能量以维持生命活动。,环境生物化学,13/36,(2),物质代谢及其调控,体内进行物质代谢叫做中间代谢、中间代谢化学反应绝大多放都在细胞内进行。,从分子大小改变来分,合成代谢,:,由小分子物质变成大分子物质过程,分解代谢,:,由大分于物质变成小分子物质过程,从生物学意义上来分,同化作用,:,将从外界吸收来物质转变成体内组成成份过程,(,以合成代谢为主,),异化作用,:,使体内组成成份转变成可排出体外形式过程,(,分解代谢为主,),环境生物化学,14/36,(2),物质代谢及其调控,中间代射中化学反应绝大多数是连锁反应，将这种连锁反应叫做代谢路径。在许各种酶催化下进行。一个细胞内有近,2,千种酶，在同一时间内催化着各种不一样代谢路径中各种化学反应，这些化学反应彼此亲密配合并与机体需要准确地对应、组成非常协调统一体系。,环境生物化学,15/36,(2),物质代谢及其调控,生物体内化学反应为何能如此巧妙地进行呢,?,是因为各种调整原因进行调整控制来实现。首先酶催化作用有严格专一性和可调控性，又有区域分布和多酶体等特点。这些是在一个细胞内各条代谢路径能有序进行基础。,另外，动物和人体内还有神经系统、激素及其它调整物质，经过调整酶活力来调整代谢路径方向和强度。,环境生物化学,16/36,(3),物质分子结构与功效关系,组成生物体各种物质都与其生理功效亲密相关，尤其是生物高分子显得格外突出，能够说结构是功效基础功效是结构表达。一切生命现象都是从详细物质结构和物质代谢基础上表达出来。,环境生物化学,17/36,(3),物质分子结构与功效关系,所以，生物高分子结构与功效研究是生物化学,-,分子生物学中最引人注目标内容,开创了分子,生物课时代,WatsonCrick,发表了,DNA,分子结构双螺旋模型,Sanger,发表了胰岛素分子中氨基酸残基排列次序,蛋白质分子中氨基酸残基排列次序是其空间结构与生物功效主要基础,说明,DNA,半保留复制机理，破译遗传密码，证实反转录作用,提出了遗传中心法则当代看法,在此基础上发展起来基因重组技术,为改造生物性状、揭开生命奥秘又向前跨进了一大步,环境生物化学,18/36,1.1.3,生物化学与其它科学关系,生物化学与化学关系,19,世纪末期以前,19,世纪末和,20,世纪初,近年来,生物化学问题主要由化学,(,尤其是有机化学,),及生理学分别研究,生物化学才成为一门独立科学,.,硕士物体化学成份必须应用化学方法,.,生物化合物结构、性质、功效以及物质代谢研究上已经广泛应用了物理化学理论及技术,环境生物化学,19/36,1.1.3,生物化学与其它科学关系,1,生物化学一个目标就是经过体内化学改变来认识生物体生理机能，找出其化学依据。所以生物化学研究工作不能脱离生理学，生理学研究也离不开生物化学。,2,微生物学研究更需要广泛应用生物化学原理与技术，比如微生物生理活动、病毒本质、免疫化学程序、抗体生成机制等均与生物化学有亲密关系。,3,另外，细胞生物学、遗传学、胚胎学、组织学、进化论甚至分类学研究都离不开生物化学。,生物化学与其它生物科学关系,环境生物化学,20/36,1.1.3,生物化学与其它科学关系,生物化学与有机化学、生理学、物理化学、分析化学等即使有亲密联络，不过作为一门独立科学，生物化学本身含有独特研究对象和研究方法。,环境生物化学,21/36,1.1.3,生物化学与其它科学关系,今天人们依据一定研究对象和目标以及人类生活需要，把生物化学分为植物生物化学、动物生物化学、人体生物化学、微生物生物化学、病理生物化学、临床生物化学、工业生物化学、农业生物化学、环境生物化学、生物物理化学等等，所以生物化学研究和发展是多方面。,环境生物化学,22/36,1.1.4,生物化学应用和发展前景,当代生物科学,生产实践,农业科学,生物工程或生物高技术,绝大多数生物学问题都需要从生化角度和用生化方法才可能较深入地得到了解。,如食品、发酵、制药及皮革工业，预防、治疗医学等都与生物化学有亲密关系。,如研究植物新陈代谢各种过程，就有可能控制植物发育，另外，农产品贮藏与加工，植物病虫害防治等。,遗传工程或基因工程；蛋白质工程和酶工程；以及细胞培养、组织培养等体外技术，用于改造物种和生产对人类有用产物。,环境生物化学,23/36,1.1.4,生物化学应用和发展前景,以生物化学,理论和技术,为基础生,物工程含有,辽阔前景,改造物种培育高抗逆性、,含有特殊品质转基因植物,与工业技术领域学科相结合，,在材料工业污水和废物,处理方面发挥作用。,利用植物建造“植物工厂”,，生产对人类有用,特殊生物化学物质。,生产新型药品和疫苗，对于治疗疾病、维护人类健康有着主要意义,分子生物电子学对电,子计算机制造、疾病,防治和生物模拟都有,主要推进作用,。,极大地改变社会产业结构,和人们劳动生产方式,。,环境生物化学,24/36,1.2,环境生物化学概述,1.2.1,环境生物化学定义,1.2.2,环境生物化学研究对象与任务,1.2.3,环境生物化学由来,1.2.4,环境生物化学学习方法,环境生物化学,25/36,1.2.1,环境生物化学定义,环境科学向化学提出基本问题已经从早期分析监测方法和环境治理方法转向环境过程研究。,环境生物化学,26/36,1.2.1,环境生物化学定义,从广义来讲,从狭义来讲,环境保护角度,环境生物化学主要是硕士物对污染物质降解与转化能力，讨论生物代谢污染物质路径。,环境生物化学是介于环境污染化学与生物化学之间一门科学。它是研究环境中污染物质在生物体内代谢转化规律。,环境生物化学主要研究天、地、生相互作用基本化学反应，尤其是人和生物对外来物质和能量所做应答以及人类生活生产活动对环境影响化学基础。,环境生物化学,27/36,1.2.2,环境生物化学研究对象与任务,产能物质糖类、脂类和蛋白质化学、代谢规律和基本理论,酶工程、基因工程、微生物,细胞工程和发酵工程四大,当代环境生物技术原理、,作用机理及应用技术,生物催化剂,-,酶化学、作用机理和应用技术,遗传物质,-,核酸化学、,作用机理和应用技术,研究烃、有机农药、石油,及环境激素等不易降解物,质生物代谢与转化规律,及其生物降解分子机制,研究有毒污染物生物积累与生物转化与有毒物质生物化学效应,环境生物化学,28/36,1.2.2,环境生物化学研究对象与任务,环境生物化学是一门年轻科学，我们希望经过系统地说明环境污染及其工程处理中生物化学基础理论、原理和当前这一领域最新结果介绍和讨论，对这方面知识全方面了解，有利于环境污染工程技术改进和提升，促进环境污染治理和整个环境科学发展。,环境生物化学,29/36,1.2.3,环境生物化学由来,环境生物化学是生物化学一个分支学科，迄今为止，还没有一个完整定义和概念。,近年来，伴随环境科学发展，逐步形成了,环境化学,、,环境微生物学,和,环境生物学,等分支，而且正在形成独立体系。,环境生物化学,30/36,1.2.3,环境生物化学由来,但当前这方面内容多半是单纯从化学或生物学角度讨论较多，在工程方面还出现了,工程生物化学,，内容多半局限于发酵工业方面生物与生物化学原理，尽管有论著中也包括到一些环境生物化学问题，但仍欠全方面系统，尤其是在适合环境科学和环境工程专业参考内容方面更显不足。,环境生物化学,31/36,1.2.3,环境生物化学由来,我国当前有近,200,个院校开设环境科学和环境工程专业，西安交通大学等校已将环境生物化学作为环境工程专业本科生，环境工程和环境科学专业硕士必修课，在据了解其它数院校也已开设或打算开设环境生物化学课程。,环境生物化学,32/36,1.2.4,环境生物化学学习方法,生物化学即使与化学，尤其是有机化学亲密相关，但性质毕竟有所不一样，主要区分是生物化学反应是在生物体内进行，反应环境比体外复杂，,般由生物催化剂,(,酶,),参加。有些在体外发生反应，在体内就不一定照样进行，所以，不能简单地依据体外化学反应去了解体内反应。,环境生物化学,33/36,1.2.4,环境生物化学学习方法,生物化学分为动态（代谢）和静态（结构）两大部分，两部分之间是相互联络。结构是代谢基础，而在学习结构时，往往也包括一些代谢知识。学完代谢之后，假如再复习一下结构知识，会有更深刻了解。,学习生物化课时，应对教师指定教材内容作全方面了解，分析比较，明确概念；对糖类、脂类、蛋白质、核酸以及其它相关化学物质学习，要从化学本质和结构特点出发，联络它性质和功效。,环境生物化学,34/36,1.2.4,环境生物化学学习方法,生物化学有许多需要记忆知识，也有许多需要了解知识，既需要记忆，又不能完全死记硬背。,在学习环境生物化学过程中应与先修和并修课程,(,比如有机化学、微生物学、环境科学、环境工程等,),内容相联络，以促进了解、加强记忆。,环境生物化学,35/36,复习题：,1,2,3,什么叫生物化学？生物化学研究内容、对象和任务是什么？,什么叫环境生物化学？环境生物化学研究内容、对象和任务是什么？,应该怎样学习环境生物化学？,环境生物化学,36/36,