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1、生物化学生物化学生物工程学院生物工程学院车振明车振明第一章第一章 绪论绪论v生物化学的定义生物化学的定义v 生物化学的发展史生物化学的发展史v 生物化学研究的内容生物化学研究的内容v 学习生物化学应注意的几个问题学习生物化学应注意的几个问题一、生物化学的定义一、生物化学的定义生物化学是生命的化学。它是利用化学生物化学是生命的化学。它是利用化学的理论和方法研究生物体的化学组成和的理论和方法研究生物体的化学组成和性质，以及这些物质在生命活动中的化性质，以及这些物质在生命活动中的化学变化和能量转换的一门科学。学变化和能量转换的一门科学。关于生命的化学关于生命的化学 关于生命化学本质的科学关于生命化学
2、本质的科学英语中有英语中有Biochemistry 和和Biological chemistry 两个术语两个术语二、生物化学的发展史二、生物化学的发展史19031903年提出年提出BiochemistryBiochemistry，生物化学才，生物化学才成为一门独立的学科，在此之前，分成为一门独立的学科，在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。别由有机化学和生理学分别研究。生物化学发展的阶段：生物化学发展的阶段：静态生化静态生化动态生化动态生化机能生化机能生化（一）静态生物化学阶段（一）静态生物化学阶段大约从十八世纪中叶到二十世纪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初，主
3、要完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体组成的分析研究，发现了生物体主要由糖类、脂类、蛋白质和核主要由糖类、脂类、蛋白质和核酸四大类有机物质组成。酸四大类有机物质组成。（二）动态生物化学阶段（二）动态生物化学阶段大约从二十世纪初到二十世大约从二十世纪初到二十世纪五十年代，此阶段主要是纪五十年代，此阶段主要是对各种化学物质的代谢途径对各种化学物质的代谢途径有了一定的了解。有了一定的了解。其中主要有：其中主要有：1.1.英国科学家英国科学家Krebs 1932Krebs 1932年发现了年发现了尿素合成的鸟氨酸循环；尿素合成的鸟氨酸循环；19371937年年发现的三羧酸循环；发现的三羧酸
4、循环；2.19402.1940年德国科学家年德国科学家Embden Embden 和和 MeyerhofMeyerhof提出的糖酵解途径。提出的糖酵解途径。从从19531953年年WatsonWatson和和 CrickCrick提出的提出的DNADNA双螺旋结构模型为标志，双螺旋结构模型为标志，生物化学的研究进入分子生物学生物化学的研究进入分子生物学阶段。阶段。19701970年年 发现了发现了DNADNA限制性内切酶；限制性内切酶；19721972年年 DNADNA重组技术的建立；重组技术的建立；19781978年年 DNADNA双脱氧测序法的成功；双脱氧测序法的成功；19901990年年
5、 人类基因组计划的实施；人类基因组计划的实施；20012001年完成年完成,进入后基因组时代。进入后基因组时代。近近2020多年来，特别是进入多年来，特别是进入8080年代世界新年代世界新的工业革命浪潮以来，各国政府对生物的工业革命浪潮以来，各国政府对生物技术和新材料都倍加重视，分子生物学技术和新材料都倍加重视，分子生物学研究成了最受青睐的学术领域之一。酶研究成了最受青睐的学术领域之一。酶工程、遗传工程、细胞工程、生物工程工程、遗传工程、细胞工程、生物工程都得到了迅速发展。其中，都得到了迅速发展。其中，DNADNA重组技重组技术已成为当代最突出的科学成就之一。术已成为当代最突出的科学成就之一。
6、（三）分子生物学阶段（三）分子生物学阶段三、生物化学的内容三、生物化学的内容本课程属于普通生化的范畴，其内本课程属于普通生化的范畴，其内容以介绍生物界普遍存在的化学物容以介绍生物界普遍存在的化学物质和共同遵循的基本代谢规律为主，质和共同遵循的基本代谢规律为主，适当结合专业实际。适当结合专业实际。课程内容主要由四部分组成：课程内容主要由四部分组成：1.1.生物体的化学组成生物体的化学组成2.2.代谢的研究代谢的研究3.3.遗传的分子基础及代谢调节遗传的分子基础及代谢调节 4.4.应用应用1.生物体的化学组成（静态生化）生物体的化学组成（静态生化）生物机体的化学组成非常复杂，从生物机体的化学组成非
7、常复杂，从无机物到有机物，从小分子到各种无机物到有机物，从小分子到各种生物大分子，应有尽有。除了各种生物大分子，应有尽有。除了各种无机盐和水之外，大多数生物物质无机盐和水之外，大多数生物物质是由下面是由下面3030种小分子种小分子前体物质构成前体物质构成的。有人将这的。有人将这3030种前体物质称为生种前体物质称为生物化学的字母表。物化学的字母表。2020种氨基酸种氨基酸5 5种芳香族碱基种芳香族碱基2 2种单糖种单糖脂肪酸、甘油和胆碱脂肪酸、甘油和胆碱氨基酸是组成所有蛋白质分氨基酸是组成所有蛋白质分子的单体，也参与许多其他结子的单体，也参与许多其他结构物质和活性物质的组成。构物质和活性物质的
8、组成。2 2种嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤）和种嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤）和3 3种嘧啶（胞嘧啶、尿嘧啶、胸种嘧啶（胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶）分别参加核苷酸的组成腺嘧啶）分别参加核苷酸的组成。核苷酸是。核苷酸是DNADNA和和RNARNA分子的分子的前体，也是核苷酸类辅酶和高能前体，也是核苷酸类辅酶和高能磷酸化合物磷酸化合物ATPATP等三磷酸核苷酸等三磷酸核苷酸的前体。的前体。D-D-葡萄糖是植物光合作葡萄糖是植物光合作用的主要产物，也是多用的主要产物，也是多糖化合物的主要单体分糖化合物的主要单体分子。子。D-D-核糖是核苷酸的核糖是核苷酸的组成成分。组成成分。它们是脂肪和类脂质的组它们是脂肪和类脂质的
9、组成成分。类脂质中磷脂是成成分。类脂质中磷脂是组建生物膜双层脂质的基组建生物膜双层脂质的基本物质。本物质。2.2.代谢的研究（动态生化）代谢的研究（动态生化）新陈代谢是生命的基本特征。代谢是生新陈代谢是生命的基本特征。代谢是生物体与外界的物质交换过程，是活细胞物体与外界的物质交换过程，是活细胞进行的复杂的系列酶促反应过程，包括进行的复杂的系列酶促反应过程，包括同化作用和异化作用。同化作用和异化作用。同化作用同化作用是生物体利用外来营养物是生物体利用外来营养物质转化为自身有机物质的质转化为自身有机物质的过程。过程。异化作用异化作用是生物机体中原有的有是生物机体中原有的有机物质分解并转化为环机物质
10、分解并转化为环境中物质的过程。境中物质的过程。同化和异化作用过程的化学反应同化和异化作用过程的化学反应可分为氧化还原反应、基团转移可分为氧化还原反应、基团转移反应、水解反应、裂解反应、异反应、水解反应、裂解反应、异构反应和合成反应。动态生化以构反应和合成反应。动态生化以代谢途径为中心，研究物质在细代谢途径为中心，研究物质在细胞内的变化规律及其伴随发生的胞内的变化规律及其伴随发生的能量变化。能量变化。3.3.遗传的分子基础及代谢调节遗传的分子基础及代谢调节生物性状之所以能代代相传，是靠生物性状之所以能代代相传，是靠核酸和蛋白质作为物质基础。核酸和蛋白质作为物质基础。DNADNA是遗传信息的载体，
11、通过是遗传信息的载体，通过DNADNA分子分子半保留复制，将遗传信息传递给子半保留复制，将遗传信息传递给子代细胞，再通过蛋白质生物合成，代细胞，再通过蛋白质生物合成，将生物的遗传性状表达出来。将生物的遗传性状表达出来。生物体内的化学变化，就反应性质生物体内的化学变化，就反应性质的复杂性和产品的多样性，生产、的复杂性和产品的多样性，生产、组织调控的严密性来说，是任何现组织调控的严密性来说，是任何现代化大工厂所不能比拟的。从代化大工厂所不能比拟的。从6060年年代以来，现代生化研究正在逐渐揭代以来，现代生化研究正在逐渐揭示生物体代谢调节机制的秘密。所示生物体代谢调节机制的秘密。所取得的成果已经对微
12、生物育种和食取得的成果已经对微生物育种和食品、发酵、环境等方面产生着巨大品、发酵、环境等方面产生着巨大的影响。的影响。以生物化学为基石的生物技术在以生物化学为基石的生物技术在生命科学领域显示无限广阔的发生命科学领域显示无限广阔的发展前景：展前景：1.1.在农业方面的应用在农业方面的应用2.2.在医药业中的应用在医药业中的应用3.3.在环保方面在环保方面 的应用的应用4.4.在食品业中的应用在食品业中的应用5.5.在其它领域中的应用在其它领域中的应用四、学习生物化学应注意的几个问题四、学习生物化学应注意的几个问题（1 1）建立起以生物功能为轴线的思）建立起以生物功能为轴线的思维体系。维体系。因为
13、生物化学的理论体系是以生物功因为生物化学的理论体系是以生物功能为轴线建立起来的，不同于无机化能为轴线建立起来的，不同于无机化学以元素周期系为基础的理论体系；学以元素周期系为基础的理论体系；也不同于有机化学以官能团为基础的也不同于有机化学以官能团为基础的理论体系。从静态生化到动态生化都理论体系。从静态生化到动态生化都贯穿着生物功能这根轴线。贯穿着生物功能这根轴线。静态生化中有些生化物质的概念就与静态生化中有些生化物质的概念就与有机化学的不同。关于分子结构与生有机化学的不同。关于分子结构与生物功能的关系更是生化重点讨论的内物功能的关系更是生化重点讨论的内容。例如，维生素类化合物有容。例如，维生素类
14、化合物有3030多多种，它们的化学结构相差很大，可分种，它们的化学结构相差很大，可分别属于有机化学的醇、酸、酚、酮、别属于有机化学的醇、酸、酚、酮、醛、胺、苷等化合物。因为它们在体醛、胺、苷等化合物。因为它们在体内部有调节代谢、维持生命的作用，内部有调节代谢、维持生命的作用，故同归为一类，叫做维生素。故同归为一类，叫做维生素。生物化学中的脂类化合物，是泛指生物化学中的脂类化合物，是泛指生物合成并能被生物体利用的所有生物合成并能被生物体利用的所有溶于有机溶剂的化合物。其成员复溶于有机溶剂的化合物。其成员复杂，远远超出了有机化学中酯类的杂，远远超出了有机化学中酯类的范围，却又不能包括有机化学中所范
15、围，却又不能包括有机化学中所有的酯类化合物。有的酯类化合物。酶是蛋白质，却又从蛋白质化学中独酶是蛋白质，却又从蛋白质化学中独立出来，以突出研究其结构、功能和立出来，以突出研究其结构、功能和作用机理。作用机理。各种物质在细胞中的代谢变化，都各种物质在细胞中的代谢变化，都有其特定的生物功能。学习研究反有其特定的生物功能。学习研究反应过程和代谢变化规律，要理解正应过程和代谢变化规律，要理解正常代谢与生命现象的关系，还应该常代谢与生命现象的关系，还应该尽可能结合专业实际。尽可能结合专业实际。（2 2）注意学习技巧）注意学习技巧生化内容无论怎样编排，前后内容都是互生化内容无论怎样编排，前后内容都是互相联
16、系，互相依存。前面的内容常常需要相联系，互相依存。前面的内容常常需要学到后面才能深入理解，学习后面的内容学到后面才能深入理解，学习后面的内容又离不开前面的知识。因此，学习方法上又离不开前面的知识。因此，学习方法上需要前挂后联，温故知新。根据经验，随需要前挂后联，温故知新。根据经验，随学随消化，则越学越容易，否则，越学困学随消化，则越学越容易，否则，越学困难越大。经常复习，总结归纳，是很重要难越大。经常复习，总结归纳，是很重要的方法。复习时要由纲到目，先粗后细，的方法。复习时要由纲到目，先粗后细，否则，会觉得内容多，零乱无序，没有系否则，会觉得内容多，零乱无序，没有系统。统。参考资料参考资料1.生物化学生物化学（第三版），王镜岩等，（第三版），王镜岩等，高等教育出版社；高等教育出版社；2.生物化学教程生物化学教程，四川大学出版社；，四川大学出版社；3.生物化学生物化学，魏述众，中国轻工业，魏述众，中国轻工业出版社；出版社；4.基础生物化学基础生物化学，徐凤彩，华南理，徐凤彩，华南理工大学出版社。工大学出版社。思考题：思考题：什么是生物化学？什么是生物化学？怎样学好生物化学？怎样学好生物化学？电话：电话：87720502（办公室）（办公室）81852560（小灵通）（小灵通）E-mail：QQ：157857443有有问问题题联联系系哦哦！