生物化学绪论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

BIOCHEMISTRY生生 物物 化化 学学主讲：生物与制药工程学院主讲：生物与制药工程学院申申 宁宁第1页第一章第一章 绪绪 论论生命与生物化学生命与生物化学第2页一一 、生命定义、生命定义l含有复制能力含有复制能力l含有催化能力含有催化能力l含有突变能力含有突变能力第3页l地地球球充充满满着着生生物物，从从最最简简单单病病毒毒到到菌菌藻藻树树草草，从从鱼鱼虫虫鸟鸟兽兽到到最最复复杂杂人人类类，千千姿姿百百态态。不不一一样样生生物物，其其形形态态、生生理理特特征征和和对对环环境境适适应应能能力力各各不不相相同同，都都经经历历着着生生长长、发发育育、衰衰老老、死死亡亡改改变变，都都含含有有繁殖后代能力。繁殖后代能力。第4页生物化学定义生物化学定义?l生物化学是生物学（或生物化学是生物学（或化学）一个分支，是生化学）一个分支，是生命化学命化学,l应用化学理论和方法来应用化学理论和方法来硕士命现象，硕士命现象，l说明生命现象化学本质说明生命现象化学本质学科。学科。第5页二二、细胞（细胞（CELL）生命基本单元生命基本单元l细胞是组成生物体基本结构单元细胞是组成生物体基本结构单元，l是生物体进行代谢、能量转换、遗传以是生物体进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理活动及其它生理活动基本场所基本场所。第6页细胞分类细胞分类l细胞分两大类：细胞分两大类：原核细胞原核细胞(Prokaryote cell)真核细胞真核细胞(Eukaryote cell)。第7页1 1原核细胞原核细胞l原核细胞原核细胞l只有原始只有原始细胞核细胞核（无核膜（无核膜和核仁）和核仁）原核细胞结构原核细胞结构第8页某某些些原原核核细细胞胞形形状状l 第9页2 2真核细胞真核细胞l真核细胞是高等植物真核细胞是高等植物,动物及一些微生物基本动物及一些微生物基本组织单位。组织单位。l真核细胞中含有被核膜包着核真核细胞中含有被核膜包着核第10页真核细胞结构真核细胞结构第11页植物细胞结构植物细胞结构第12页原原核核生生物物：地地球球上上数数量量最最多多、分分 布布最最广广。代代谢谢系系多多样样性性能能适适应应各各种种环境。环境。真真核核生生物物：普普通通为为原原核核细细胞胞上上千千倍倍上上万万倍倍，有有核核，其其结结构构与与机机能能均均比原核生物复杂。比原核生物复杂。第13页三、生命起源与进化三、生命起源与进化第14页l化学进化：从小分子形成生物大化学进化：从小分子形成生物大分子；分子；l本身组织：生物大分子发展自复本身组织：生物大分子发展自复制能力；制能力；l生物进化：从简单生物形成复杂生物进化：从简单生物形成复杂当代生物。当代生物。第15页鱼鱼 飞鱼飞鱼 鸡鸡 人人各各种种动动物物胚胚胎胎与与发发育育第16页各种生物从生物化各种生物从生物化学角度看，从细胞学角度看，从细胞到遗传物质几乎相到遗传物质几乎相同同最基本全生物最基本全生物本质是共通！这也本质是共通！这也表明全生物可能由表明全生物可能由单一共通祖先进化单一共通祖先进化来。来。第17页四、生物体化学组成四、生物体化学组成v自然界自然界全部生全部生命物体命物体都由三都由三类物质类物质组成水、组成水、无机离无机离子和生子和生物分子物分子第18页生物分子生物分子v生物分子主要类型：生物分子主要类型：糖、脂、核酸和蛋白质糖、脂、核酸和蛋白质v生物分子是生物体和生命现象结构基础生物分子是生物体和生命现象结构基础和功效基础，是生物化学研究基本对和功效基础，是生物化学研究基本对象。象。第19页结构单元结构单元 蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸高分子高分子 核酸核酸 核苷酸（碱基、核糖）核苷酸（碱基、核糖）多糖多糖 -单糖单糖 脂质脂质 非高分子非高分子 (但常形成多聚体但常形成多聚体)第20页组成蛋白质结构单元分子组成蛋白质结构单元分子l2020种基本氨基酸种基本氨基酸第21页组成核酸结构单元分子组成核酸结构单元分子第22页组成糖结构单元分子组成糖结构单元分子l单糖单糖第23页组成脂结构单元分子组成脂结构单元分子 甘甘油油、脂脂肪肪酸酸和和胆胆碱碱第24页生物学生物学动物学动物学植物学植物学微生物学微生物学化学化学生物学生物学生物化学生物化学五、生物化学研究范围五、生物化学研究范围第25页生物化学研究范围生物化学研究范围 1.1.生生物物体体中中各各物物质质分分子子结结构构及及其其集集合合状状态态，这这种种结结构构是是怎怎样样形形成成，其其结结构构改改变变怎怎样样引引发发性性质质改变。改变。2.2.蛋蛋白白质质作作用用机机制制、激激素素、受受体体在在传传递递信信息息过程特定作用及其机制。过程特定作用及其机制。3.3.遗传情报是怎样表示？怎样传给下一代？遗传情报是怎样表示？怎样传给下一代？4.4.细细胞胞及及生生物物体体中中存存在在无无数数生生化化学学反反应应，它它们是怎样保持各反应调和性？们是怎样保持各反应调和性？5.5.细胞及生物生长、分化、增殖机理。细胞及生物生长、分化、增殖机理。第26页生物化学基本内容包含：生物化学基本内容包含：l静态生化：静态生化：发觉和说明组成生发觉和说明组成生命物体分子基础命物体分子基础生物分子化生物分子化学组成、结构和性质；学组成、结构和性质；l生物分子结构、功效与生命现生物分子结构、功效与生命现象关系；象关系；l动态生化：动态生化：生物分子在生物机生物分子在生物机体中相互作用及其改变规律。体中相互作用及其改变规律。第27页六、六、生物化学发展简史生物化学发展简史我国古代劳感人民对生物化学贡献：我国古代劳感人民对生物化学贡献：l我国古代劳感人民在长久生产和生活中，积累了很多知识和经验，对我国古代生物化学发展和起源做出了很大贡献。主要有以下证据：l1、公元前15世纪，从出土文物酒具、铜器来看，已能造酒，尚书记载中己有用“曲”酿酒。l2、周礼记载有用“曲”制酱；l黄帝内经记载有食物搭配膳食；l左传中记载用“曲”来治肠胃病。l3、公元前4世纪l庄子中记载以碘治瘿病（甲状腺肿），用猪肝治夜盲症（雀目）。l4、唐朝食疗本草素问提出饮食治疗思想；明朝李时珍本草纲目中记载了药用植物1800各种。l以上这些事实都是我国古代劳感人民对生物化学发展做出了一定贡献。因为历代封建王朝，遵经崇儒，斥科学为异端，所以近代生物化学贡献主要欧洲各国。第28页七、近代学者对生物化学贡献及七、近代学者对生物化学贡献及生物化学诞生生物化学诞生l1、生物化学诞生l当代自然科学是从18世纪下半叶开始发展，而生物化学是以18世纪伴随化学、物理学尤其是生理学发展而逐步形成一门学科。生物化学是一门年轻学科，它诞生于19世纪末，20世纪初，即19，由德国Neuberg提出“生理化学”这个名词，（英文为Biochemistry或BiologicalChemistry现译为“生物化学”，简称“生化”。第29页l2、生物化学发展与起源l生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪初步发展，20世纪初才成为独立学科。l首先，起源于法国，由法国传之于德国，由德国而传到美国和英国。在20世纪后，再由上述国家流传于其它各国。大约在两世纪中时间中，经过很多出色生化学者辛勤研究，现己成为独立完整生物化学学科。第30页l3、生物化学发展主要记事。l19世纪：l（1）1842年德国化学家李比希（Liebig）提出“代谢metabolize”一词，他指出：代谢是生命机体物质建设和破坏化学过程。l（3）1849年，法国微生物学家巴斯德（Pasteur）提出酵母中有“酵素”即当代所说“酶”。l（4）1876年，WilhelmKuhne（屈内）给酵素定名为“酶（Enzyme）。l（2）1877年，德国化学家霍佩-赛勒（HoppeSeyler）第一次提出“生物化学”一词。l（5）1894年，费歇尔（Fischey）首先提出酶专一性及酶作用“锁钥学说”。l因为费歇尔是使生物化学成为独立学科最有功劳人物，所以被人们誉之为“生物化学之父”。第31页l20世纪：l（6）1926年，萨姻纳（Sumney）制成第一个酶结晶：脲酶。l（7）1937年，克雷布斯（A.Krebs）提出著名三羧酸循环。l（8）1950年，Waybuyg提出ATP是代谢能产生和利用关键化含物。并提出呼吸链和氧化磷酸化理论。l（9）1953年，桑格（Sangey）提出胰岛素分子由51个氨基酸组成。同时，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型；Crick又提出三联体密码。l（10）1961年，莫诺(Mond)提出原核细胞基因表示调控机制乳酸操纵子学说。l（11）1970年，特明（Temin）发觉了逆转录酶。第32页l3、我国近代学者贡献。l解放前，我国学者对血液分析、血糖测定、免疫等作了很大成就。比如：我国生物化学先驱吴宪教授（留美），与美国福林（Folin）首次用比色定量测定血糖。30年代，中国大部分留学生从国外回来，在生物化学领域作出了新贡献。比如：从英国剑桥回国王应眯、曹天钦、邹承鲁等，现在中国科学院上海生化研究所，他们与其它学者合作于1965年，用化学方法成功地合成含有生物活性蛋白质结晶牛胰岛素。1981年又协作合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。第33页l4、生物化学发展现实状况。l生物化学在蛋白质、核酸、酶和代谢等方面己有理论方面成就，而理论必定造成应用。生物化学在80年代己展开了生物工程或称为生物技术方面崭新领域。生物工程主要包含遗传工程（基因工程）、蛋白质工程、酶工程，发酵工程、细胞工程等。生物工程远景，包含应用于人类健康，动物疾病防治和预防，污水和废物处理以及生物电子学等等，生物工程对人类社会会有很高效益和辽阔前景。第34页八、八、生物化学与其它学科关系生物化学与其它学科关系l生物化学是当代自然科学领域中发展最快速一门边缘科学。因为它吸收了化学、物理学和生理学等相关学科新成就和新技术，使它成为生命科学中非常主要基础理论学科。它与其它学科之间是相互渗透，亲密联络。第35页九、九、生物化学在工农业、畜牧业、生物化学在工农业、畜牧业、医药卫生方面主要意义医药卫生方面主要意义l生物化学不但是一门对生命科学有着指导性基础理论学科，也是一门对国民经济有着主要意义之一应用学科，主要表现在以下几个方面：（1）生物化学在工业上应用生物化学是食品发酵工业理论基础。l比如：食品工业制酱、酿酒、制醋；纺织工业上棉布浆化；制革业上毛皮毛脱脂；（2）生物化学在农业上应用l生物化学也是农业基础课。农作物代谢都离不开生物化学，以及农作物病虫防治等等。（3）生物化学在医用卫生工业上应用l生物化学是医学主要基础课。在临床上要测定许多生化指标，如血糖测定、肝功化验、尿蛋白沉淀等等都离不开生化。第36页十、参考书十、参考书北大北大 生物化学生物化学 第三版第三版 （）（）王镜岩主编王镜岩主编川大川大 生物化学（）生物化学（）张洪渊主编张洪渊主编第37页