基础生物化学.docx

基础生物化学教学大纲学时：生物技术专业和环境专业54学时（含课外学时）学分：生物技术专业4.0，环境专业3.5适用对象：生物技术专业、环境专业二年级本科生先修课程：生物学、有机化学、分析化学考核要求：考试使用教材及主要参考书：使用教材：黄熙泰等主编，现代生物化学，化学工业出版社，2005年，第二版。主要参考书： 刘祥云主编，生物化学，中国农业出版社，2002年王镜岩主编，生物化学，高等教育出版社，2004年张楚富主编，生物化学原理，高等教育出版社，2004年一、课程性质和任务生物化学是生命的化学, 是介于生物学与化学之间的一门边缘科学。生物化学是用物理学、化学和生物学的现代技术来研究生物体的物质组成和结构、物质在生物体内发生的化学变化以及这些物质结构的变化与生理机能之间的关系的科学。“生物化学”是生命科学各专业本科生的一门基础课，是学习生物学其他课程最重要的基础。它的主要任务是让学生理解和掌握生物分子的结构性质和功能的关系，生物分子在体内的代谢和调节，生物能的转化利用，生物信息分子的复制转录表达和调节，能够运用所学生物化学知识从分子水平上认识和解释生命过程中所发生的现象。二、课程教学目的和基本要求要求做到课前预习，课后复习和整理笔记。本课程的教学目的是着重使学生掌握生物化学的基本原理，掌握对植物和微生物进行生化分析的一般方法，掌握基本的生化实验技术，为进一步学习有关专业课程奠定生物化学知识基础。本课程教学方法以课堂讲授为主，辅以一定量的课后作业。三、学时分配章节课程内容学时1蛋白质化学9.02核苷酸和核酸6.03酶化学5.04维生素1.05生物氧化4.06糖与糖代谢7.07脂类代谢3.58氨基酸代谢2.59核苷酸代谢2.010核酸的生物合成6.011蛋白质的生物合成4.012物质代谢的调节4.0合计54.0四、教学中应注意的问题在课堂上注意老师的讲授和对问题的剖析，注意老师对各章节层次结构、知识点和面的关系的分析。通过对习题的解答，加深对问题的理解和掌握。注意板书和多媒体的相互结合.注意大多数学生的需要与考研学生需求的相互关系。注意好学生与差一点学生理解力不同的处理。五、教学内容第一章 绪论与蛋白质化学1基本内容：第一节 绪论及概述一、介绍生物化学的概念、研究内容、学科发展历史和前景及其与其它科学的关系。本课程的进度、教材安排及学习方法和讲授方法；二、蛋白质的概念；三、蛋白质在生命中的重要性；四、蛋白质的重要生物学功能；五、蛋白质的元素组成；六、蛋白质的分类。第二节 氨基酸化学一、氨基酸的结构与分类；二、氨基酸的重要理化性质。 第三节 蛋白质的分子结构一、肽；二、蛋白质的一级结构；三、蛋白质的二级结构；四、蛋白质的三级结构；五、蛋白质的四级结构。第五节 蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系；二、蛋白质空间结构与功能的关系。第六节 蛋白质的理化性质与分离纯化一、理化性质；二、蛋白质的分离与纯化；三、多肽链的氨基酸序列分析。2教学基本要求：了解蛋白质对生物体的重要意义；了解蛋白质的分类，掌握蛋白质元素组成的特点；掌握蛋白质的基本构成单体即氨基酸的结构特点，从各氨基酸的结构特点上理解氨基酸的分类；掌握氨基酸的理化性质，重点掌握两性电离与等电点含义、茚三酮反应及其应用；掌握蛋白质一级结构的概念；了解蛋白质一级结构的测定方法与思路，学会分析简单多肽的氨基酸顺序；理解并掌握蛋白质二级结构的概念；二级结构的基本类型：螺旋及折叠的结构特点；了解几种常见纤维状蛋白质的结构特性；了解超二级结构及结构域的概念；了解蛋白质三级结构、四级结构的概念及稳定因素；充分理解蛋白质结构与功能的关系；掌握蛋白质的性质；了解蛋白质分离提纯常用方法及基本原理。3. 教学重点难点：重点：掌握组成蛋白质的氨基酸的结构特点、分类、三个字母代号及重要理化性质；掌握蛋白质一至四级结构的特点和作用力；了解蛋白质结构与功能的关系；了解蛋白质的重要理化性质难点：氨基酸结构特点、酸碱性质、等电点；蛋白质各级结构的概念和特点、结构与功能的关系；蛋白质重要理化性质的应用。第七节 核苷酸和核酸1基本内容：第一节 引 言一、核酸的发现及研究进展；二、核酸的种类和分类。第二节 核酸的基本化学组成一、 碱基；二、戊糖；三、磷酸；四、核苷；五、核苷酸；六、细胞中的游离核苷酸及其衍生物第三节 核酸的结构与功能一、 DNA的碱基组成；二、DNA的一级结构；三、DNA的空间结构；四、DNA的三级结构；五、基因、基因组和染色体结构；六、RNA的结构共性与功能第四节 核酸的理化性质一、 一般物理性质；二、核酸的紫外吸收；三、核酸的沉降特性；四、核酸的两性解离及凝胶电泳；五、核酸的变性与复性2教学基本要求：了解核酸的发展简史及核酸对生物体的重要意义；了解核酸的分类，掌握两类核酸的化学组成特点及核苷酸的结构；掌握DNA的一级结构及一级结构的意义；掌握DNA双螺旋结构模型要点及DNA双螺旋结构模型提出对生命科学的重要意义；了解DNA双螺旋的一些特殊的构型、与碱基组成有关的特殊结构及意义；掌握核酸紫外吸收的特性及热变性的性质，从核酸热变性的基础上理解DNA的复性与分子杂交，掌握DNA的熔解温度、增色效应的概念；了解核酸的化学反应，了解DNA一级结构的测定原理。3教学重点难点：重点：掌握核酸构件分子的结构特点、代号；掌握DNA二级结构特点、稳定力、三级结构特点及有关概念；掌握RNA二级结构特点、类型；了解核酸的重要理化性质。难点：构件分子的结构特点，DNA二级结构要点及三级结构有关概念，真核生物mRNA二级结构特点，核酸理化性质中涉及的概念及应用。第三章 酶化学1基本内容：第一节 通 论一、酶学研究简史；二、酶的概念；三、酶与一般催化剂的共性与个性；四、酶作用专一性假说；五、酶的命名与分类。第二节 酶的分子结构与功能一、酶的组成； 二、与催化相关的结构特点； 三、与酶的高效率有关的主要因素。第三节 酶促反应的动力学一、底物浓度对酶促反应速度的影响；二、酶浓度对反应速度的影响；三、温度对反应速度的影响；四、pH对反应速度的影响；五、激活剂对酶作用的影响；六、抑制剂对反应速度的影响；七、酶活力测定和酶活力单位。第四节 酶的调节一、酶原和酶原的激活；二、变构酶；三、酶的共价修饰调节；四、同工酶；五、固定化酶。 2教学基本要求：了解并掌握酶的化学本质及催化特点；了解酶的分类、组成及命名原则；了解酶分子结构特点；掌握酶原、酶原激活的概念及其意义；充分理解酶高效的机理；重点掌握酶促反应动力学：米氏方程、温度、pH、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响；掌握三种可逆抑制作用的动力学特点；了解酶的分离提纯的一般方法；酶活力、比活力的概念及其测定方法。3教学重点难点：重点：了解酶作为生物催化剂的特点、国际命名；了解酶催化作用机理 ；掌握酶促反应动力学中米氏方程及Km的意义、应用；掌握影响酶促反应动力学的因素及与影响酶催化高效性的因素之间的区别；掌握别构酶的特点。难点：酶催化作用机理、各因素对酶促反应速度的影响及酶促反应动力学的应用。第四章 维生素1基本内容：第一节 概 述一、 定义、分类；维生素的主要作用；三、命名与分类。第二节 脂溶性维生素（以自学为主）第三节 水溶性维生素2教学基本要求：了解维生素的概念及其重要性；维生素命名原则及分类方法；掌握B族维生素、维生素C的生物学功能及其缺乏症；重点掌握B族维生素与辅酶关系及辅酶与整个物质代谢的关系。3教学重点难点：重点了解生物体内重要辅酶（辅基）的结构与功能。第五章 生物氧化1 基本内容：第一节 概 述一、生物氧化的概念；二、生物氧化的过程；三、生物氧化的特点；四、生物氧化的本质；五、生物能及其存在形式。 第二节 线粒体氧化体系一、呼吸链；二、氧化磷酸化作用。2 教学基本要求：ATP的结构特点及其对物质代谢的重要意义；解生物氧化的概念、种类、方式；掌握生物氧化产物二氧化碳的生成方式；呼吸链的概念及其组成；氧化磷酸化的概念及ATP的生成途径；磷氧比的概念及两类呼吸链的磷氧比；了解氧化磷酸化的偶联机制：化学渗透学说；了解呼吸作用的控制；了解线粒体外NADH2的氧化途径。3 教学重点难点：重点：掌握什么是生物氧化，高能磷酸化合物的概念及ATP的作用；掌握呼吸链电子传递体的组成及排列方式，以及受抑制的部位；掌握氧化磷酸化的概念，氧化磷酸化作用机理。难点：与能量代谢有关的一些概念；呼吸链的组成成分、排列顺序；氧化磷酸化的机理。第六章 糖与糖代谢1基本内容：第一节 新陈代谢的概念与特点（以自学为主）第二节 糖类化学一、糖的定义、分类与功能；二、糖的酶促降解。第三节 糖的分解代谢一、葡萄糖的主要分解代谢过程；二、糖酵解；三、丙酮酸的去路；四、糖的有氧氧化。第四节 糖的合成代谢一、糖异生作用；二、糖原的合成与分解。2教学基本要求：了解糖的分类；单糖、双糖、及多糖（淀粉、纤维素、糖原）的结构特点及它们的一些重要的性质；了解多糖在体内的消化或分解过程；重点掌握葡萄糖在体内的分解代谢：糖酵解及三羧酸循环、磷酸戊糖途径及其意义；糖的无氧氧化与发酵的关系；了解乙醛酸循环及其意义；掌握糖原的合成途径；掌握糖的异生途径及其对生物体的意义。3. 教学重点难点：重点：糖酵解、三羧酸循环的反应历程及生物学意义；糖原的异生作用；磷酸戊糖途径的特点及生物学意义；明确生物体内糖代谢的基本途径。难点：代谢能量变化，糖代谢各过程反应调节；糖酵解途径与糖原的异生作用相互关系。第七章 脂类代谢1基本内容：第一节 概 述一、脂类的概念与分类；二、脂类的主要功能；三、不饱和脂肪酸的分类与命名；四、脂类的消化吸收。第二节 脂肪的分解代谢一、甘油的分解；二、脂肪酸的氧化分解；三、酮体的形成与利用。第三节 脂肪的生物合成一、脂肪酸的生物合成；二、不饱和脂肪酸的合成。 第四节 类脂代谢（以自学为主）一、甘油磷脂的降解与生物合成；二、糖脂的生物合成；三、胆固醇的生物合成2教学基本要求：了解脂类物质的组成、种类和生理功能；了解脂肪在体内的消化与吸收过程；体内脂肪的动员与调节；了解甘油在体内的代谢过程；重点掌握脂肪酸的氧化途径：包括脂肪酸进入线粒体的运载、氧化的反应过程、过程中的能量变化；了解脂肪酸的氧化、氧化方式；了解不饱和脂肪酸、奇数碳脂肪酸的氧化途径；掌握酮体的合成与分解途径，酮症产生机制及发病原因；掌握脂肪酸的从头合成途径。3教学重点难点：重点：脂类生物合成中饱和脂肪酸从头合成途径、酶系、能量来源、原料；脂类分解代谢中氧化作用途径、酶类、能量变化。难点：掌握饱和脂肪酸从头合成与氧化分解途径异同点；脂类代谢与糖代谢的关系。第八章 氨基酸代谢1基本内容：第一节 蛋白质的消化与氮平衡一、氮源与氨基酸库；二、蛋白质的酶促降解。第二节 氨基酸的分解代谢一、氨基酸的氧化脱氨作用；二、转氨基作用；三、联合脱氨作用；四、脱羧基作用；五、氨的代谢去路；六、氨基酸碳骨架的代谢途径。第三节 氨基酸的合成代谢（以自学为主）2教学基本要求：了解体内氨基酸代谢的总体概况；重点掌握氨基酸分解的一般途径，特别是氨基酸的脱氨基作用；了解氨的代谢去路，掌握尿素生成的情况，了解血氨产生的生理意义；掌握氨基酸碳骨架氧化的途径和去向，包括一碳单位的意义；简单了解氨基酸的生物合成。3教学重点难点：重点：了解什么是氮平衡；了解氨基酸合成的碳架来源、分解代谢方式；了解蛋白质水解酶类，明确碳代谢与氮代谢之间的关系。第九章 核苷酸代谢1基本内容：第一节 概 述一、 核苷酸的生物学功能；二、核酸和核苷酸的降解；三、核酸酶；四、核苷酸的体内存在形式及分布；五、体内核苷酸的来源。第二节 核苷酸的分解代谢一、嘌呤碱的分解代谢；二、嘧啶碱的分解代谢。第三节 核苷酸的合成代谢一、 嘌呤核苷酸的合成；二、嘧啶核苷酸的合成；三、核苷酸的抗代谢物；四、脱氧核糖核苷酸的合成。2教学基本要求：了解核酸的降解过程以及降解的酶类，了解核酸酶的种类和作用方式；掌握各种动物体嘌呤碱分解的终产物；了解嘧啶碱的分解途径；掌握核苷酸的从头合成途径及补救合成途径；了解嘌呤环与嘧啶环上各原子来源；了解脱氧核苷酸的合成途径；掌握核苷酸合成中的拮抗物对核苷酸合成的抑制机理。3教学重点难点：重点：掌握核酸的酶促降解及核苷酸合成与分解途径特点。难点：嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成途径异同点，不同种类的生物分解嘌呤碱的终产物。第十章 核酸的生物合成1基本内容：第一节 DNA的生物合成一、DNA的半保留复制；二、原核细胞DNA的复制合成；三、真核细胞DNA的复制合成；四、生物细胞DNA复制的基本特点；五、逆转录；六、中心法则；七、DNA的损伤与修复。第二节 RNA的生物合成一、转录的基本特点；二、原核生物RNA转录合成的特点2教学基本要求：掌握遗传信息传递的中心法则；掌握DNA复制的一般规律：DNA的半保留复制、DNA的半不连续复制的概念；了解三种大肠杆菌DNA聚合酶的催化特性及其功用；掌握原核生物DNA的复制过程；了解使DNA损伤的因素及DNA损伤的修复机制；了解DNA损伤修复的意义；理解并掌握转录、模板链、有意义链、启动子、终止子等概念；理解原核生物转录的过程。3教学重点难点： 重点：掌握中心法则、半保留复制、半不连续复制、核酶的概念；掌握参与DNA复制的有关酶类和蛋白质及DNA的复制过程；理解DNA损伤修复的方式；掌握RNA生物合成方式。难点：对DNA的半保留复制、半不连续复制的理解；RNA合成的起始与终止。第十一章 蛋白质的生物合成1基本内容：第一节 蛋白质合成体系一、mRNA及遗传密码；二、蛋白质合成工厂；三、氨基酸转运工具；四、氨酰tRNA合成酶。第二节 蛋白质的生物合成过程原核生物的翻译过程；2教学基本要求：从中心法则理解蛋白质合成的信息来源，理解三种RNA在蛋白质合成中的作用；学习并理解遗传密码的破译方法；理解遗传密码的几个重要特性及这些特性的重要意义；了解核糖体的结构、掌握氨酰tRNA合成酶的作用及其催化的反应；了解蛋白质的合成过程。3教学重点难点：重点：了解密码子的概念与特点；RNA在蛋白质生物合成中的作用；蛋白质合成过程。难点：核糖体的结构；蛋白质合成过程。第十二章 物质代谢的调节1基本内容：第一节 物质代谢的相互关系第二节 代谢调节的种类与机制一、细胞水平的代谢调节；二、激素水平调节；三、整体水平的代谢调节。第三节 基因表达的调控一、什么是操纵子？；二、原核生物基因表达的调节：基因的表达可发生在不同的水平上，乳糖操纵子是酶诱导合成的例子，分解代谢物阻遏。2教学基本要求：掌握三大物质代谢的相互关系；了解细胞水平、激素水平和整体水平对代谢的调控机理；酶活性与酶浓度的调节方式；理解操纵子的概念，了解大肠杆菌乳糖操纵子作用机理。3教学重点难点：重点：掌握三大物质代谢的相互关系；掌握酶活性及酶合成的调节，明确两种调节在代谢上的重要性及调节机制；重点了解原核生物的基因表达的调节。难点：理解和掌握第二信使和激素水平的调节机制。