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大学生物化学1.绪论课件

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    • 1、生物化学 Biochemistry,2010年10月14日,主讲: 单晓辉 讲师 办公地点:植物科学学院 基础生物学系 Tel: 87835712 Email: ,维生素,疫苗,食品添加剂,饲料添加剂,绪 论,一、生物化学的研究范围 二、生物化学的发展简史 三、生物化学与其他学科的关系 四、生物化学的应用和发展前景,1. 概念,生物化学(biochemistry)是研究生命有机体的化学组成和化学变化的科学,即研究生命活动化学本质的学科。,一、生物化学的研究范围,一切生物体 (动物、植物、微生物、病毒、人),1.1 生物化学的研究对象:,1.2 生物化学的研究内容:,化学组成,化学变化,To introduce structure and function of biomolecules (proteins, nucleic acids, carbohydrates, lipids etc.),To introduce chemical actions, courses and reactions in living systems, that is Metabolism.,Static

      2、 part (静态部分):,Dynamic part (动态部分):,1.3 The Textbooks,课程教材: 基础生物化学 郭蔼光主编 高等教育出版社。,参考教材: 生物化学(第三版) 王镜岩等主编 高等教育出版社。,Chapter 1 核酸的结构与功能 Chapter 2 蛋白质化学 Chapter 3 酶 Chapter 4 脂类与生物膜 Chapter 5 糖类结构,静态生物化学,动态生物化学,Chapter 6 糖类分解代谢 Chapter 7 生物氧化与磷酸化 Chapter 8 脂类代谢 Chapter 9 蛋白质代谢 Chapter 10 核酸代谢 Chapter 11 代谢调节,Contents of biochemistry -This semester,1877年,德国科学家Hoppe-Seyler首先使用“Biochemistry”一词,生物化学作为一门新兴学科宣布诞生。,二、生物化学的发展简史,Hoppe-Seyler (1825 1895),Brief history of biochemistry,第一阶段 18世纪70年代以后,随着近代化学和生理学

      3、的发展,生物化学学科开始形成。,第二阶段 从20世纪初到20世纪40年代,生物化学进入动态生物化学的时期。主要研究生物体内物质的变化,基本上阐明了酶的化学本质以及与能量代谢有关的物质代谢途径。,第三阶段 20世纪50年代以来是生物化学的飞跃时期。集中体现在对蛋白质、酶、核酸等生物大分子进行化学组成、序列、空间结构及其生物学功能的研究。,第一阶段 18世纪70年代以后,随着近代化学和生理学的发展,生物化学学科开始形成。,Joseph Priestly (1733-1804),1770-1774年,英国J.Priestly发现了氧气,并指出动物消耗氧而植物产生氧。,Karl Wilhelm Scheele (1742-1786),1770-1786年,瑞典人C.W.Scheele分离了甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸等。,Claude Bernard (1813-1878) 法国生理学家,L . Pasteur (1822-1895) 法国微生物学家,J. von Liebig (1803-1873) 德国化学家,1868瑞士的生物化学家米歇尔从脓细胞中分离得到细胞核,并从中提取出一种含磷

      4、量很高的酸性化合物,称为核素(nuclein),也就是DNP。米歇尔成为核酸的发现者。,J.F.Miescher (1844-1895),1888年德国生化学家科塞尔发现核素是蛋白质和核酸的复合物。 分离出组成核酸的基本成分:鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶,还有些具有糖类性质的物质和磷酸。,A.Kossel (1853-1927),第二阶段 从20世纪初到20世纪40年代,生物化学进入动态生物化学的时期。主要研究生物体内物质的变化,基本上阐明了酶的化学本质以及与能量代谢有关的物质代谢途径。,Emil Fischer (18521919),德国科学家Emil Fischer首次证明了蛋白质是多肽; 发现酶的专一性,提出并验证了酶催化作用的“锁-钥”学说; 1902年获诺贝尔奖。,J.B.Sumner,J.H.Northrop,1926年美国化学家Sumner从刀豆中提取了脲酶制成结晶,并证明酶是蛋白质。,1930年Northrop等得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的结晶,并进一步证明了酶是蛋白质。,1937年 Krebs(德)证明了尿素循环和三羧酸循环,1953年获诺贝尔奖。,G

      5、.Embden,O.Meyerhof,J.K.Parnas,1940年,糖酵解途径被阐明。,1953年 Watson(美)与 Crick(英)提出DNA分子的双螺旋结构模型,1962年共获诺贝尔奖。,第三阶段 20世纪50年代以来是生物化学的飞跃时期。集中体现在对蛋白质、酶、核酸等生物大分子进行化学组成、序列、空间结构及其生物学功能的研究。,1953和1975年,桑格(F.Sanger)分别研究出蛋白质序列和核酸序列的测定方法。并二次获得诺贝尔化学奖。,Hamilton O. Smith,Daniel Nathans,Werner Arber,1969-1972年间,Arber(瑞士)、Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制性内切酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。,1972年, Berg(美)成功地进行了DNA体外重组,在基因工程基础研究方面作出了杰出成果,获1980年诺贝尔奖。,Thomas Cech,Sidney Altman,1982年美国科学家T.Cech和1983年S.Altman分别发现了核酶(ribozyme),对所有酶都是蛋白质的传统观念

      6、提出了挑战。,1997年,Wilmut等首次不经过受精,用成年母羊体细胞的遗传物质,成功地获得克隆羊多莉(Dolly)。,伊恩维尔穆特(I. Wilmut) -“篡夺上帝专利” 的人,2003年4月14日,中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目标全部实现。,The Nobel Prize in Chemistry 2008 “for the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP“,Roger Y. Tsien,Martin Chalfie,Osamu Shimomura,荧光小兔子,虽然看上去有些怪异,不过如果真的养一只,晚上带出去散步,那可酷毙了。,荧光蛋白广泛应用于生物学研究。,通过常规的基因操纵手段,将荧光蛋白用来标记其他目标蛋白,这样可以观察、跟踪目标蛋白的时间、空间变化,提供了以前不能达到的时间和空间分辨率,而且可以在活细胞、甚至活体动物中观察到一些分子。,The Nobel Prize in Physiology or Medicine

      7、2009 “for the discovery of how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase“,Jack W. Szostak,Carol W. Greider,Elizabeth H. Blackburn,University of California San Francisco, CA, USA b. 1948,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, MD, USA b. 1961,Harvard Medical School; Massachusetts General Hospital Boston, MA, USA; Howard Hughes Medical Institute b. 1952,“end-replication problem“,端粒酶,染色体末端的端粒,人体发育完成,端粒酶被抑制, 细胞分裂次数与端粒长短呈正比,端粒长短 端粒酶活性,Harley (1989) 端粒的重复片段为探针检测,早

      8、衰性侏儒症的端粒明显较正常人短,“多莉”的衰老,癌细胞的无限繁殖 (癌细胞中的端粒酶被激活),正常细胞的寿命一定,called “the Hayflick limit”,治疗肿瘤的可能方式:关闭端粒酶基因,或者抑制端粒酶活性,延长人类寿命或者获得永生的希望:重新体细胞中的激活端粒酶活性,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2010 “for for the development of in vitro fertilization“.“,Robert G. Edwards 试管婴儿之父,21世纪我国本土将诞生诺贝尔奖获得者- 预测变现实,有待努力,让我们为此共勉!,新华社香港2002年4月16日电:诺贝尔奖得主杨振宁教授今天在这里表示对中国未来的科技发展很有信心,他认为在未来中国很可能会出现获得诺贝尔奖的科技人才。(记者丛亚平),三、生物化学与其他学科的关系,著名的诺贝尔奖获得者亚瑟肯伯格(Arthur Kornberg)在哈佛大学医学院建校100周年时说:“所有的有生命体都有一个共同的语言,这个语言就是化学” 。,化 学,生 物 学,生 物 化 学,生理学,遗传学,细胞生物学,分子生物,植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化 农业生化 生物化学 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化 临床生化 生物工程-基因工程 发酵工程 细胞工程 酶工程,四、生物化学的应用和发展前景,生化知识的应用: 医疗保健和工农业生产,生化产品的应用: 食品添加剂、激素、疫苗、药物等都是生化制品,生化技术的应用 PCR 技术对物种进行分类 转基因植物 生物防治:环保 法律援助,学时及考试要求: 理论课共48学时,实验课24学时。 闭卷笔试(满分100),卷面70,其它30(实验20%、平时10%)。,思考题,1、什么是生物化学? 2、为什么说生物化学是一门重要的基础课程?,

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