生物化學課件：緒論 講稿

1、緒論開場：我們開始上課，各位同學，大家好，很高興認識各位，本學期由我擔任你們的生化理論課和實驗課的老師。簡單的自我介紹下，我叫戴琛，我是中國藥科大學畢業(yè)，以前所學專業(yè)主要與藥品質(zhì)控和安全使用相關，在座各位是食品質(zhì)量安全專業(yè)，我們一個是用藥安全，一個是食物安全，10年前我也坐在課堂上學習生化，今天我們能聚在一起也是緣分。生化很重要，主要體現(xiàn)在兩點，從遠的來說，生化是生物相關專業(yè)包括（農(nóng)，林，醫(yī)，藥等等）的必修基礎課，也就是說，你們大四有考研打算的同學，如果想報考生命科學相關的專業(yè)，比如想考個北大生科院，或者考江南大學食品專業(yè)，基本上生化是必考科目，與其到時候花錢上考研輔導班，還不如現(xiàn)在好好學好。

2、就近的來說，每個學校都會流傳有四大名補的傳說，補是補考的補。生化往往都是榜上有名。所以生化是公認比較難學的。每年生化期末考試，掛科的同學都不少，所以大家一定要端正態(tài)度第一， 生化重在理解，它不是一個純粹死記硬背的科目，平時上課不來或者來了就趴在桌子上去找周公解夢，期末考試前問學霸同學借個筆記熬個通宵是肯定要補考的；第二， 其次，生化也有大量需要記憶的內(nèi)容，這就要求，同學們一定要做課后練習，給你們的習題一定要自己親自做，及時復習。大家都聽過艾賓浩斯記憶曲線，剛剛記憶完畢，記憶量100%，20分鐘之后，剩下 58%，1小時后剩下44%，睡一覺起來剩下33%，1周之后，我們下次上課的時候就只記得25

3、%。第三， 要想學得輕松，老師上課一講就通，考試當學霸，那就要做到課前預習，以后我會提前把要上課的內(nèi)容的提綱告訴大家。以上我所講得三點換算成期末考試成績分別就是60分，75分，90分，我們是有期中考試的，中間的中，最后成績包含平時成績，期中成績，和期末考試成績，平時成績一是出勤率，所以點名是必要，二是課堂隨機提問。講了這么多，最終目的都是希望大家能把生化學好，不僅僅為了個考試成績，生化很多知識是和生活息息相關，比如你學了生化出來，到時候別人問你，轉基因農(nóng)產(chǎn)品到底是個什么東西你總要能說出個道道來吧。這是我的聯(lián)系方式，有不懂的問題可以找我，請假的話要有書面假條或者提前發(fā)短信給我，點名再說請假不算數(shù)

4、的。我們第一堂課是緒論，緒論的目的主要是讓大家對生化有個概念性的認識，生化研究的是什么，生化作為一門學科它的一個發(fā)展歷史我們需要了解，生化在生產(chǎn)生活中有什么應用，最新的生化進展有哪些，提起大家對學習生化的興趣。一、 生物化學概述生化的概念很好理解 1、概念生物化學就是生命的化學，是研究生物體的化學組成和生命過程中的化學變化的科學。這里包含兩層含義?；瘜W組成，前者包括生物體內(nèi)的各種化學物質(zhì)的結構和功能，生物的生命過程指的是什么，就是新陳代謝。后者指生物體內(nèi)的新陳代謝及其調(diào)控。可以說，生物化學研究的是生命現(xiàn)象的化學本質(zhì)，一切與生命有關的化學現(xiàn)象都是生物化學的研究對象。生物化學是生命的化學，是研究微

5、生物、植物、動物及人類等的化學組成和生命過程中的化學變化的一門科學。近代生物化學主要是在分子水平上研究生物體的化學本質(zhì)及其在生命活動中的化學變化規(guī)律。 2、包含的研究內(nèi)容靜態(tài)生物化學：研究生物體的基本物質(zhì)，包括哪些，我們?nèi)梭w內(nèi)（糖類、脂類、蛋白質(zhì)、這是3大營養(yǎng)物質(zhì)，比如我們有些時候很餓，當時又來不及去吃飯，候身邊有個巧克力，吃個巧克力補充能量，巧克力為什么能補充能量，它的主要成分有哪些，是不是就是糖，脂，和蛋白質(zhì)。核酸，DNA，我們的遺傳信息，我們?yōu)槭裁撮L得象我們的爸媽，再問大家一個問題，同卵雙胞胎是不是一樣？指紋是不是一樣？解釋這個現(xiàn)象，表型=基因型+環(huán)境因素，表觀遺傳，）及對體內(nèi)的生物化學

6、反應起催化和調(diào)節(jié)作用的酶、維生素（維生素B2）和激素（看見心儀男女生臉紅hormone,荷爾蒙，腎上腺素）的結構、性質(zhì)和功能。動態(tài)生物化學：研究構成生物體的基本物質(zhì)在生命活動中進行的化學變化，也就是新陳代謝及在代謝過程中能量的轉換和調(diào)節(jié)規(guī)律。吃下去的糖怎么變成能量，呼吸作用，我們吸進去的氧氣怎么變成CO2，我們的基因如何翻譯成蛋白質(zhì)等。3、研究對象人類、動物、植物、微生物等進化、比較、生理、醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等二、生物化學的發(fā)展簡史生物化學是隨著人們對生命現(xiàn)象的研究逐漸發(fā)展的。十八世紀，化學家拉瓦錫通過對燃燒和呼吸的研究，發(fā)現(xiàn)了生物氧化作用，舍勒發(fā)現(xiàn)了檸檬酸、蘋果酸等代謝中間物。這可以看作生物化

7、學的萌芽。進入十九世紀后，自然科學，特別是物理學、化學和生物學的發(fā)展，促進了生物化學的發(fā)展。此時生物化學被稱為生理化學，其研究中心在德國。李比希是生理化學的奠基人，并于1842年提出“新陳代謝”一詞。1877年，德國醫(yī)生霍佩-賽勒首次提出“生物化學”一詞，并使之成為一門獨立的科學。十九世紀的研究主要是對生物體內(nèi)各種化學組分的分離提純。得到了蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)。20世紀后，生物化學得到了突飛猛進的發(fā)展，其研究成果之多使人們應接不暇，以至把月刊和季刊改為周刊出版。這種局面的出現(xiàn)與實驗技術的進步和相關學科的幫助是分不開的。層析、電泳和超速離心機的應用使分離提純快速而精確；結構化學和X-射線晶體學在生

8、物大分子的結構研究中發(fā)揮了巨大的作用；熒光分析和同位素示蹤顯示了代謝過程和酶促反應機制；電鏡和計算機也極大地促進了生物化學的發(fā)展。1926年分離出脲酶結晶，1953年發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構和測定胰島素一級結構，是生物化學的重要發(fā)現(xiàn)。第一階段 18世紀70年代以后，隨著近代化學和生理學的發(fā)展，生物化學開始逐步形成。1770-1774年，英國J.Priestly發(fā)現(xiàn)了氧氣，并指出動物消耗氧而植物產(chǎn)生氧；1770-1786年，瑞典人C.W.Scheele分離了甘油、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、尿酸等；1779-1796年，荷蘭人J.Ingenbousz證明在光照條件下綠色植物吸收CO2 并放出O2。1877

9、年，Hoppe-Seyler首先使用“Biochemistry”，生物化學作為一門新興學科誕生。這個階段，生物化學的主要工作是從分離和鑒定了各種氨基酸、羧酸、糖類，發(fā)現(xiàn)了核酸，開始進行酶學研究。第二階段從20世紀初到20世紀40年代，隨著分析鑒定技術的進步，尤其是放放射性同位素技術的應用，生物化學進入了動態(tài)生物化學的發(fā)展時期，基本上闡明了酶的化學本質(zhì)以及能量代謝有關的物質(zhì)代謝途徑。1926年，美國化學家J B Sumner首次得到脲酶結晶，J.Northrop植被出胃蛋白酶等結晶；1912-1933生物氧化得到了卓有成效的研究；英生化學家A.Krebs證明了尿素循環(huán)核三羧酸循環(huán)；此外，糖酵解途

10、徑、光合碳代謝途徑得到證明，發(fā)現(xiàn)了維生素和激素、血紅素核葉綠素等。第三階段借助于各種理化技術的進步， 1950年以來，對蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子進行化學組成、序列、空間結構及其生物學功能的研究，并發(fā)展到人工合成，創(chuàng)立了基因工程。1953年Watson&Crick提出了DNA的雙螺旋模型；1958年Crick提出“中心法則”；1953及1975年Sanger分別研究出了蛋白質(zhì)序列核核酸序列的測定方法；1961年Jacob&Monod提出了操縱子學說；1966年Nirenberg&Khorana破譯了遺傳密碼；70年代后Berg等成功地進行了DNA體外重組；Cohen建

11、立了分子克??；Boyer等在大腸桿菌中成功表達了人工合成的生長激素釋放抑制因子基因。三、生物化學和其它學科的關系生物化學的研究成果表明不同的生命形式之間有著相同的化學本質(zhì)。比如，所有的生命體內(nèi)的蛋白質(zhì)都是由完全相同的20種氨基酸構成的，而在核酸中編碼每一個氨基酸的密碼也是完全相同的。這就象全世界的人都使用同一種語言一樣，表明它們來自共同的祖先?，F(xiàn)在，所有的生命科學家已經(jīng)達成共識，只有從分子水平上研究生命，把生命過程當做化學反應來研究，才能發(fā)現(xiàn)生命的本質(zhì)規(guī)律。因此，生物化學的理論和方法，已經(jīng)被所有生命科學采用；生物化學的知識，也成為生命科學的基礎。同時，其它學科的發(fā)展也提供了生物化學研究的素材和

12、知識，促進了生物化學的發(fā)展。本世紀初，生命科學分科很細，個學科之間界限分明，都有各自的理論、方法和研究領域。而現(xiàn)在，大家有了共同語言，出現(xiàn)了許多交叉學科，如分子生理學、分子免疫學、分子藥理學等等，都以分子為研究對象；一些老的學科，如動物、植物等，也都會用到生化知識。在醫(yī)學上，生化可協(xié)助腫瘤、糖尿病等代謝疾病的診斷和治療，大腦的功能和一些疾病的化學基礎已有初步結果，腦細胞的再生也因一些生長因子的發(fā)現(xiàn)而成為可能，神經(jīng)生物學的研究也到了分子水平。生物工程的成果將大大促進醫(yī)藥、食品、畜牧、農(nóng)業(yè)等的發(fā)展。而其他學科的發(fā)展也必將促進生物化學的發(fā)展。生物化學是生理學、微生物學、遺傳學、細胞學等各科的基礎，在

13、分子生物學中占有特別重要的位置，為生物工程的產(chǎn)生奠定了基礎。生物化學是醫(yī)學、農(nóng)學、某些輕工業(yè)（如制藥、釀造、皮革、食品等）和營養(yǎng)衛(wèi)生學等科目的基礎，與人類健康，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關。著名生物化學家吳憲（1893-1959），堪稱中國生物化學的奠基者。他在血液分析、蛋白質(zhì)變性、食物營養(yǎng)和免疫化學等四個領域都作出了重要貢獻，并培養(yǎng)了許多生化學家。1965年合成結晶牛胰島素，1983年合成酵母丙氨酸t(yī)RNA，是中國生物化學研究的重要成就。四、生物化學的應用和發(fā)展前景 生化知識的應用：醫(yī)學上設計藥物 工業(yè)上發(fā)酵（維生素C、氨基酸） 農(nóng)業(yè)上合理喂養(yǎng) 生化技術的應用：生化分析檢測產(chǎn)品質(zhì)量、臨床診斷 生化分

14、離、純化和生化合成技術生化產(chǎn)品的廣泛應用：酶制劑、疫苗、激素、抗生素、食品添加劑等等五、怎樣學習生化生物化學分為動態(tài)（代謝）和靜態(tài)（結構）兩大部分，兩部分之間是互相聯(lián)系的。結構是代謝的基礎，而在學習結構時，往往也涉及一些代謝的知識。學完代謝之后，如果再復習一下結構的知識，會有更深刻的理解。生物化學是生物與化學的交叉學科，學習時會需要化學，特別是有機化學的知識。但生化與有機有許多不同，比如對手性化合物的命名，有機采用RS系統(tǒng)，生化則采用DL系統(tǒng)；又如生化中高能磷酸鍵的定義，也與有機不同。學習時要注意生化的特點。生化的這些特點，有其產(chǎn)生的歷史原因，即這些概念提出較早，一直沿用下來；另一方面，這些做法在生化中確實比較方便，如DL系統(tǒng)，就是命名生物分子時提出的，對于生物分子的命名既準確