浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论课件.ppt

Biochemistry 生物化学课件浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论教务部要求教务部要求o抽查点名原则：抽查点名原则：o与学习平时成绩挂钩；点名次数不少于五次与学习平时成绩挂钩；点名次数不少于五次o成绩评定：成绩评定：o平时成绩不少于平时成绩不少于30%(到课率到课率15%；平时作；平时作业业15%)；；o缺课学时数占该课总学时的缺课学时数占该课总学时的1/3以上，不得参以上，不得参与期终考试（六次课缺席）与期终考试（六次课缺席） ；；o旷课和缺交作业，由授课教师给予扣分旷课和缺交作业，由授课教师给予扣分浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论主要参考文献oTrudy Mckee，James R Mckee, Biochemistry, Third Edition, Mcgraw-Hill, 2008oA L Lehnninger, Principles of Biochemistry, 5rd ed, 2009, New YookoD Voot, Biochemistry, 5rd ed, University of Pennsylvania, 2009o张楚富，生物化学原理，高教出版社，2006浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论Preface(绪论）o教学目的和要求： 1、了解生物化学的涵义、研究对象和研究 目的。

2、了解生物化学的主要内容及其在自然科学中的重要性 3、了解生物化学的发展简史及取得的主要成就 4、掌握生物化学的学习方法浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论一、生物化学的研究对象和目的1、什么是生物化学？ 简单地说，生物化学就是生命的化学 主要是运用 化学的理论和方法结合生物技术，来研究生命机体的物质组成、结构与功能，以及生命过程中化学变化规律的一门科学就是从分子水平来研究生命现象，是介于生物与化学之间的一门边缘学科，现又与工程学发生交叉浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论 生物 化学 工程浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论2、生物化学的研究任务o就是从分子水平来探讨生命现象的本质3、研究对象和内容 对象：所有的生命有机体，包括动物、植物、微生物和人体等 内容：1）生命机体的物质组成及这些物质的结构和性质 包括无机物和有机物浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论 protein nucleic acid 这些组分又是按着严格有序有机物 carbohydrate 的方式，构成各种能够体 lipid　　　　　　　　现生物功能的高级结构，如　　　　　　　　　　　　　　　细胞器、亚细胞、细胞、组　　　　　　　　　　　　　无机物　water　　　　　　　　织和器官等。

mineral浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论o其中，protein, nucleic acid 等被称为生物分子（Biomolecule).o组成Biomolecule的基本单位如：amino acid, nucleotid　等被称为构件分子（building block molecule).o生物分子都是含碳化合物．浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论生物分子在体内的变化　　　　　　　　　　　小分子合成生物大分子　　　　　　同化作用　吸收能量o新陈代谢　　　　　　　　　能量代谢　　　物质　　　　　　异化作用　释放能量　　　　　　　　代谢　　　　　　　　　　　　　　　　生物大分子分解为小分子代谢包括：物质代谢、能量代谢、信息代谢浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论o细胞内大部分反应是由酶催化进行的，具有高度的自控能力在一个小小的细胞内，几乎有近2000种酶，在同一时刻催化着不同的反应，这些反应互不干扰，各自有条不紊的进行，往往还互相紧密配合，无论是合成还是分解都是恰到好处且这种代谢还受到生物时钟系统的调控，控制着生物的生长、发育、衰老和死亡浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论o细胞是生命的基本单位。

o生物大分子是信息分子，具有特征性的结构o非共价力维持生物大分子的构象o水是生命的介质浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论这些物质的结构、代谢、生物功能与生命现象之间的关系o生命现象：生长、发育、遗传、运动、生殖和神经兴奋等oDNA是主要的遗传物质基础；oProtein是遗传信息的表达者；oEnzyme是生命运动（各种生化反应）的催化剂．oCarbohydrat是生命的能源和碳源浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论４、生物化学的研究目的o探索生命奥秘，以达改造自然，为人类的健康长寿服务浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论二、生物化学的学科地位和作用o是生物学个各学科的基础，被称为生物的科学语言o是医学、农学、食品、化工、生工、生医等学科的基础o与有机化学、生理学、细胞生物学、遗传学、及物理学、化学化工等学科关系密切o与分子生物学共同构成21世纪领先科学浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论生物化学的应用o工业上：食品、制药、制革、生物冶炼、国防工业等；o农业上：光合作用、营养测定、生物固氮、病虫防治、食品安全、环境污染等；o医学上：临床诊断、病理研究、防病治病、提供药物等；o生物工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等，用以解决当今世界上的能源、人口、粮食和生态环境等重大难题。

浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论三、生化发展概况o生化发展的三个阶段：　１、静态生化：研究生物体的物质组成和结构；　２、动态生化：研究组成物质的动态变化；　３、机能生化：研究组成物质结构与功能的关系浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论o生化简史：　　近代生化的研究是从18世纪后期开始的．　　18世纪到20世纪中期主要研究静态生化与动态生化． 直至20世纪50年代（1953年）Watson and Crick提出DNA双螺旋结构模型，是生物化学发展一个转折点，开辟了分子生物学的新纪元．近50多年来，生物化学有了迅猛的发展，真可谓日新月异．浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论o蛋白质的人工合成、基因工程、人类基因组计划及蛋白质组计划等，将对人类带来革命性的影响浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论现代生化研究热点o生物工程技术o基因克隆、表达及调控o蛋白质空间结构及功能o神经生物学：信号产生、传递、整合等o人类基因组计划和蛋白质组计划等o细胞信号转导浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论我国生化方面的成就o1965年人工合成具生物活性的蛋白质－结晶牛胰岛素．o1979年人工合成41个核苷酸的酵母Ala－tRNA半分子．o1981年人工合成具生物活性的Ala-tRNA核糖核酸．o2001年参与了国际上的人类基因组计划．o2002年完成了水稻基因测序工作．浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论四、生物化学与细胞o维持生命活动的绝大多数反应都发生在细胞内。

o细胞是生命组织的最小单位浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论 细胞的分子组织层次细胞的分子组织层次o细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结构体制执行其生命功能构体制执行其生命功能o（１）分子组织层次（１）分子组织层次o　　　　　　　　　　　　　细胞　　　　　　　　　　　　　细胞o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o细胞器：　　　细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等细胞器：　　　细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o结构单位：　核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油结构单位：　核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，а－酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸－酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓↓o环境前体：　二氧化碳，水，氨，氮等环境前体：　二氧化碳，水，氨，氮等o（（２）化学组成２）化学组成o水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。

水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论细菌（原核）细胞浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论真核细胞o具细胞核和细胞器的分化真核生物）具细胞核和细胞器的分化真核生物）基本特征：基本特征：n生物膜系统生物膜系统n遗传信息表达结构系统遗传信息表达结构系统n细胞骨架系统细胞骨架系统浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论1.　细胞核浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论2. 叶绿体与线粒体o叶绿体与线粒体是真核细胞两种重要的细胞器，他们能高效的将能量转换成细胞进行各种生命活动的直接能源——ATP线粒体广泛存在于各类真核细胞中，而叶绿体仅存在于植物细胞中浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论线粒体线粒体线粒体——“动力工厂动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）（有氧呼吸的主要场所）有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞有研究表明，马拉松运动员腿部肌肉细胞中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？中线粒体的数量比一般人多出一倍以上？外膜外膜内膜内膜嵴嵴外膜、内膜、嵴、基质（含少量外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）形状形状: :功能：功能：椭球形椭球形 结构结构: :有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所思思考考浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论叶绿体叶绿体叶绿体——“养料制造工厂养料制造工厂”和和“能量转换站能量转换站”叶绿体存在于哪些细胞中？叶绿体存在于哪些细胞中？结构：结构：形状形状: :功能：功能：扁平的扁平的椭球形椭球形 或球形或球形外膜、内膜、基粒、基质（含少量外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNADNA和有关酶）和有关酶）光合作用的场所光合作用的场所思思考考浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论线粒体线粒体叶绿体叶绿体分布分布形态形态结结　　　　　　　　构构双双层层膜膜外膜外膜内膜内膜基　粒基　粒基　质基　质功能功能光合作用的场所光合作用的场所有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所都含有少量的都含有少量的DNADNA和和RNARNA（都能半自主复制）（都能半自主复制）含与暗反应有关的酶含与暗反应有关的酶含与有氧呼吸有关酶含与有氧呼吸有关酶片片层层膜膜堆堆叠叠成成圆圆柱柱形形，，含含色色素和与光反应有关的酶。

素和与光反应有关的酶是一层光滑的膜是一层光滑的膜向内折叠形成嵴向内折叠形成嵴与周围的细胞质基质分开与周围的细胞质基质分开扁平的椭球形或球形扁平的椭球形或球形椭球形椭球形主要存在于植物的叶肉细胞主要存在于植物的叶肉细胞动植物细胞中动植物细胞中线粒体和叶绿体比较表线粒体和叶绿体比较表浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论3.　内质网o由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构１.两种基本类型：RER, SER　　　　　　　２. 功能:（１）蛋白质合成（２）脂质合成（３）蛋白质的修饰与加工（４）新生多肽的折迭与装配（５）其它功能：信息传递（肌质网）；组织酶区域化；解毒浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论内质网分布：分布：类型类型粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质合成运输通道粗面型内质网：扩大膜面积，蛋白质合成运输通道滑面型内质网：糖类和脂类合成滑面型内质网：糖类和脂类合成形态结构：形态结构：内质网内质网----有机物合成的有机物合成的“车间车间”绝大多数动植物细胞都有内质网细胞核附近绝大多数动植物细胞都有内质网细胞核附近较多，并与核膜有一定的联系较多，并与核膜有一定的联系由单层膜结构连接而成的网状物由单层膜结构连接而成的网状物浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论高尔基复合体高尔基复合体形态结构：由一些（常常３－４个）排列较为整齐的扁平膜囊堆叠在一起的结构。

o三维结构分析表明：高尔基体各个膜囊之间均由膜性结构连在一起，是一个十分复杂的连续的整体结构 功能：将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类、包装及运输浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论高尔基体存在部位：存在部位：动植物细胞中动植物细胞中细胞核附近细胞核附近形态结构：形态结构： 扁平囊状结构，有大小囊泡扁平囊状结构，有大小囊泡主要功能：主要功能：与细胞分泌物的形成有关与细胞分泌物的形成有关对蛋白质有加工和转运功能对蛋白质有加工和转运功能植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关高尔基体－－高尔基体－－蛋白质的蛋白质的“加工工厂加工工厂”浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论溶酶体与过氧化物酶体溶酶体与过氧化物酶体（一）溶酶体（一）溶酶体1. 形态特征：形态特征：单层膜围绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器其主要功能是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器其主要功能是进行细胞内的消化作用进行细胞内的消化作用o植物溶酶体－液泡植物溶酶体－液泡2. 功能功能（１）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的（１）清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞细胞（２）防御功能（２）防御功能（３）其它生理功能（３）其它生理功能（二）过氧化物酶体（二）过氧化物酶体１１.与溶酶体的区别与溶酶体的区别２２.功能功能: 参与了对细胞有毒性的过氧化氢的降解参与了对细胞有毒性的过氧化氢的降解.浙江大学王镜岩生物化学(甲)上绪论。