生物化学-生物化学的发展史.ppt
（Biochemistry）（第7版）,生物化学,生物化学：56学时，4学时/周 第1周-14周生物化学实验：32学时 第6周-13周,学科成绩,二十一世纪生命科学世纪,浩瀚的宇宙，目前人类所知仅地球存在生命,丰富多彩的生物世界具有共同的化学本质,生物化学是一门有趣的科学！,几百万种生物的共同的语言构成生物体的氨基酸相同：20种遗传密码相同、酶一样 生成乳酸的过程一样,生命的起源,生物分子的非生命产物,生物化学是一门重要的科学！,所有疾病都和生物化学有关系！生物大分子结构改变 生物大分子数量改变 参与代谢的酶改变 代谢过程改变,人和大猩猩 基因组差别 2%人和小鼠 基因组差别 1%形象、生命特征、功能完全不同，为什么？,奥秘：很多未解之谜！,绪 论,概述生物化学的发展生物化学与医学课程特点及学习与安排,生物：有生命现象的物体 新陈代谢，遗传与繁殖,化学：研究物质的组成、结构、性质、功能,生 物 化 学：生命的化学,1、生物化学的定义,一、概述,（Biochemistry；Biological chemistry；chemistry of life；physiological chemistry）,生物化学,生物工程,化学工程,生物技术,生物化学是一门交叉学科。是生命科学领域重要的领头学科。,生 物 化 学：,定义：研究生物体内化学分子和化学反应的基础生命科学，从分子水平探讨生命现象的本质。,研究对象是所有的生物体：人体、动物、植物、微生物、病毒等,研究内容：它是在分子水平上探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节、遗传信息的传递与表达等的科学。,2、研究内容及范围,生物化学的基本内容包括：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；生物分子在生物机体中的相互作用及其变化规律。新陈代谢遗传的分子基础及代谢调控实验研究/技术方法,生物体的化学组成,自然界所有的生命物体都由三类物质组成:水、无机离子和生物分子,生命体的元素组成,组成生命体的物质是极其复杂的。但在地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生物体内被发现第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。这类元素也是组成生命体的基本元素。第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物体内存在的主要少量元素。第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。,生物分子,生物大分子 糖 G6（葡萄糖）F（果糖）脂 FA（脂肪酸）甘油 核酸 5种含氮碱基（A、G、T、C、U）蛋白质 20种氨基酸有机小分子 维生素、辅酶、激素、有机酸、色素等。生物复杂多样，但在分子水平具有简单同一性。,脂类,脂肪酸和甘油,超分子复合体,大分子,单体,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：消化、吸收中间代谢排泄。中间代谢过程：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。,物质代谢（新陈代谢）,物 质 代 谢 总 图,3、生物化学的分类,根据对象 人、动物、植物、微生物根据生物的进化程度可以分为两大类：原核生物(Prokaryote）和真核生物(Eukaryote)。根据应用目的医学（药学）生化、食品生物化学等,二、生物化学的发展史,研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。,1.叙述生物化学阶段（初级阶段）18世纪中19世纪末,系统研究了糖、脂和蛋白质的性质，并发现了重要的遗传物质 核酸。,有机生物化学发展时期:研究中心“蛋白质”。1770-1786年 瑞典的研究了动植物各种组织的化学成分，成为近代生化的奠基工作。1869年 瑞士的Fridri Miescher首次分离出DNA。1877年 德国的Hopp Seyler首次分离出蛋白质结晶。1897年 Bchner 兄弟俩 无细胞滤液使糖发酵，奠定了酶学基础1903年，德国Neuberg首先使用biochemistry这个名词,它标志着作为独立学科的生物化学的诞生。,主要特点是研究生物体内物质的变化，即代谢途径。突出成就：确定了糖酵解、鸟氨酸循环、三羧酸循环以及脂肪酸-氧化等重要的分解代谢途径。,2.动态生物化学阶段（发展阶段）20世纪初20世纪50年代,生理生物化学的发展时期（19031950）：1926年美国Sumner从刀豆中得到脲酶的结晶，证明酶的化学本质是蛋白质，1946年获诺贝尔奖。1937年英国生物化学家Krebs提出了著名的三羧酸循环，1953年获诺贝尔生理学奖。1948年，Kennedy和Lehninger发现物质代谢与能量代谢偶联。1960年 Micheali-Menten 酶促动力学 20世纪中期生物化学成为一门独立和成熟的学科。,是生物化学的发展和延续，主要研究蛋白质及核酸等大分子的结构、功能及其基因结构、表达与调控等内容，从分子水平阐明生命现象。,3.分子生物学阶段 从1953年至今,分子或综合生物化学发展期：蛋白质、酶和核酸等生物大分子研究、创立了遗传工程学。1953年 Watson和Crick DNA双螺旋，获1962年诺贝尔生理、医学奖。DNA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。70年代，进入生物工程的研究阶段。基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、发酵工程等。1980年 Sanger和Gilbet DNA测序方法，获诺贝尔化学奖。,1944年,麦克劳德(Macleod)和麦卡蒂(Mc Carty)(美)证明DNA是遗传物质.,从左至右：Oswald T.Avery,Colin MacLeod 与 MaclynMcCarty,Francis Crick(35y),James Watson(23y),丹麦 哥本哈根,剑桥大学 Cavendish Lab.,Genomics,1990.10.1 人类基因组计划Human Genomic Project 2000完成,Dulbecco,作物基因组计划家畜基因组计划微生物基因组计划,1985年，“人类基因组测序和作图”计划（简称HGP）提出。,20世纪末和21世纪初：后基因组时代，产生了功能基因组学、蛋白质组学、结构基因组学等。,1997年2月23日克隆羊诞生,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、酶制剂、人生长激素、各种干扰素、各种白细胞介素等等。,近半个世纪以来,Nobel medal Half a pound of 23-karal gold.2.5 inches across,近半个世纪以来,19世纪末和20世纪初，在有机化学和生理学研究的基础上，生物化学逐渐发展成为一门独立的学科。细胞生物学、遗传学、微生物学、免疫学、病毒学、进化论甚至分类学的研究都离不开生物化学的理论和方法。生物化学又是临床医学、药学与制药工程、食品和营养等学科的基础。它与人类的健康，疾病的诊断与治疗，工农业生产及国防建设等密切相关。,三、生物化学与医学,四、课程特点及学习与安排,内容多复杂而繁琐 按生物分子的功能分类（不同于化学的结构和官能团分类）理论性强、概念多，且前后交错,随时消化温故知新及时总结归纳比较分类理解的基础上必要的记忆,把握生物化学的知识结构层次:,主要参考书,查锡良主编.生物化学(第七版).人民卫生出版社.2008 年4月生物化学第三版 王镜岩主编 高等教育出版社 2002.9 Hames&Hooper主编.Instant Notes in Biochemistry（导读版）.科学出版社.2008年.（Third Edition）,本课程的相关说明,教学计划,学科成绩,思考题,生物化学的概念？四种主要的生物大分子？生物化学的发展史给我们带来什么样的启示？,
