中大生物課件09生物化學(xué)第二學(xué)期1introduction

1、liuofu生物化學(xué)Biochemistry李國富 什么是生物化學(xué) 1.1 概念（Concept）1.2 內(nèi)容（Objectives） 1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 1.4 簡史 （Brief History）怎樣學(xué)好生物化學(xué)1.5 建議（Advice）liuofu1 導(dǎo)言/Introductionliuofu1.1 概念（Concept）Biochemistry is the chemistry of life生物化學(xué)是一門用化學(xué)(包括物理）的概念、原理和方法來理解和研究生命現(xiàn)象的科學(xué) 生物化學(xué)為生命科學(xué)提供了以化學(xué)(包括物理）為基礎(chǔ)的：世界觀 + 方法論什么是生物化學(xué) 1.1 概念（Conce

2、pt）1.2 內(nèi)容（Objectives） 1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 1.4 簡史 （Brief History）怎樣學(xué)好生物化學(xué)1.5 建議（Advice）liuofu1 導(dǎo)言/Introductionliuofu 生命是一個復(fù)雜的運(yùn)動系統(tǒng)：1.2 內(nèi)容（Objectives）個體氨基酸、單糖、核苷酸、脂肪酸、甘油等肽、蛋白質(zhì)、核酸、脂等超分子復(fù)合物細(xì)胞器細(xì)胞組織器官世界統(tǒng)一于物質(zhì)，生物化學(xué)的任務(wù)生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。世界統(tǒng)一于運(yùn)動，生命的物質(zhì)代謝、能量代謝及其調(diào)控。生物化學(xué)的應(yīng)用功能衍生出應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等方面的生化技術(shù)。C,H,O,N,P,S.生命統(tǒng)一于 物質(zhì)流、能量流、信息流所謂動態(tài)生

3、物化學(xué)所謂靜態(tài)生物化學(xué)什么是生物化學(xué) 1.1 概念（Concept）1.2 內(nèi)容（Objectives） 1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 1.4 簡史 （Brief History）怎樣學(xué)好生物化學(xué)1.5 建議（Advice）liuofu1 導(dǎo)言/Introductionliuofu1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 (1)物理化學(xué)生物化學(xué)分子生物學(xué)環(huán)境農(nóng)業(yè)化工醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程蛋白質(zhì)工程細(xì)胞工程生物芯技術(shù)納米生物技術(shù)生理學(xué)細(xì)胞生物學(xué)免疫學(xué)遺傳學(xué)微生物學(xué)植物學(xué)動物學(xué)生態(tài)學(xué)進(jìn)化生物學(xué)發(fā)育生物學(xué)liuofu諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎和化學(xué)獎中的生物化學(xué)100次101次38次62次38次63次生物化學(xué)生物化學(xué)190120091

4、.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 (2)liuofu生物化學(xué)領(lǐng)域諾貝爾獎獲得者的教育背景19012009（共129人/62次）（共64人/38次）12人12人34人41人83人11人1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 (3)什么是生物化學(xué) 1.1 概念（Concept）1.2 內(nèi)容（Objectives） 1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 1.4 簡史 （Brief History）怎樣學(xué)好生物化學(xué)1.5 建議（Advice）liuofu1 導(dǎo)言/Introductionliuofu1941現(xiàn)代生物化學(xué)18911940酶學(xué)時代18401890生理化學(xué)18001839有機(jī)化學(xué)17721799化學(xué)革命生物化學(xué)酶學(xué)1.4 簡史

5、 （Brief History）哲學(xué)生理學(xué)化學(xué)生理化學(xué)有機(jī)化學(xué)物理學(xué)現(xiàn)代生物化學(xué)生物化學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)liuofuEra of Chemical RevolutionJoseph Priestley (普里斯特利，17331804)：英國化學(xué)家，他的重大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)氧和其他氣體。1772年發(fā)現(xiàn)了 CO2，并證明植物可以利用動物的呼吸氣體生長。1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家liuofuEra of Chemical RevolutionAntoine-Laurent Lavoisier (拉瓦錫, 17431794)：法國化學(xué)家，1772 對燃燒的研究引發(fā)

6、所謂的“化學(xué)革命”；1777，拉瓦錫認(rèn)為呼吸是燃燒的一種形式，并觀察到陽光下的“green matters”在去除燃素的空氣中產(chǎn)生氣泡。 1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家liuofuEra of Chemical RevolutionCarl Wilhelm Scheele (舍勒, 17421786): 瑞典化學(xué)家, 1784 從檸檬汁中發(fā)現(xiàn)檸檬酸。其他有機(jī)化合物有：酒石酸(1770)、草酸(1776)、乳酸和尿酸(1780)、蘋果酸（1785）、沒食子酸和焦性沒食子酸(1786)、甘油(1783)等1.4 簡史 （Brief History）對生物

7、化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家liuofuEra of Chemical RevolutionJan Ingenhousz (英根豪茨17301799): 荷蘭科學(xué)家，在英國繼續(xù)了普里斯特利的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)植物只有在日光下才能放氧，而且僅限于綠色部分，在黑暗中則放出二氧化碳。1796年 提出碳酸光有機(jī)物氧氣對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Organic ChemistryFriedrich Whler (維勒，18001882):德國化學(xué)家, 1828第一次由無機(jī)物氰酸銨合成有機(jī)物尿素，第一次沖擊了傳統(tǒng)的生命力學(xué)說。這種學(xué)說認(rèn)為尿素純粹

8、是動物的產(chǎn)物，由生命力控制產(chǎn)生的，不可能由無機(jī)物合成。1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家liuofuEra of Organic ChemistryTheodor Schwann (施旺 1810-1882 )：德國生理學(xué)家，細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立者之一。1838年 提出發(fā)酵和腐敗是由空氣中微小的生物引起的。1839， 施旺提出許多疾病與細(xì)胞的生理和化學(xué)方面有關(guān)，首次提出metabolic phenomena. 對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Organic ChemistryGerardus

9、Johannes Mulder (穆爾德, 18021880): 荷蘭化學(xué)家， 1839研究了一批蛋白，如卵清白蛋白、血清白蛋白等，得出基本通式：C40H62O12N10。根據(jù)瑞典著名化學(xué)家貝采里烏斯提議，將這種物質(zhì)命名為蛋白質(zhì)。對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Physiological ChemistryJuctus von Liebig (李比希, 18031873)：德國化學(xué)家，首先提出機(jī)體中物質(zhì)建設(shè)和破壞的化學(xué)過程稱為代謝的定義；出版類似生物化學(xué)的專著：Die organische Chemie in ihrer An

10、wendung auf Agricultur und Physiologie (有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用,1840); 1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Die Thierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie (動物化學(xué)或有機(jī)化學(xué)在生理學(xué)及病理學(xué)上的應(yīng)用, 1842)liuofuEra of Physiological ChemistryClaude Bernard (伯納德，18131878)：法國生理學(xué)家，1843年

11、第一次純化糖原，證明肝中的糖原可轉(zhuǎn)變?yōu)檠?，發(fā)現(xiàn)糖異生作用。認(rèn)為：所有生命的機(jī)制，不管它有多么復(fù)雜，都只有一個目的，那就是保持其內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定生命狀態(tài)。 對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Physiological ChemistryLouis Pasteur (巴斯德，18221895)：法國微生物學(xué)家，1860年發(fā)現(xiàn)乙醇發(fā)酵可得甘油和琥珀酸。證明了：（1）每一種發(fā)酵作用都是由于一種微菌的發(fā)展，（2）每一種傳染病都是一種微菌在生物體內(nèi)的發(fā)展（3）傳染病的微菌，在特殊的培養(yǎng)之下可以減輕毒力。對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1.4

12、簡史 （Brief History）liuofuEra of Physiological Chemistry1877, Hoppe-Seyler (德國生理學(xué)家，18251895): 創(chuàng)辦第一本生理化學(xué)雜志Zeitschrift fur Physiolociasche Chemie,即現(xiàn)在的Biological Chemistry Hoppe-Seyler; 第一次分離和結(jié)晶了血紅蛋白，第一次制備了純的卵磷脂等。1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家liuofuEra of Enzymology1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢

13、獻(xiàn)的科學(xué)家Eduard Buchner (畢希納,1860-1917) :德國化學(xué)家, 1894年，與其兄弟一起發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞的萃取液即可致發(fā)酵作用。之后他從這些萃取液分離出有效的成份，稱為zymase，從而導(dǎo)致對酵素的了解，并因此曾獲1907年諾貝爾化學(xué)獎liuofuEra of Enzymology對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Arthur Harden (哈登, 1865 -1940):, 英國化學(xué)家，19031906年，證明酒化酶是酶的復(fù)雜混合物，每一成分在蔗糖轉(zhuǎn)化為乙醇的某個步驟起催化作用，磷酸醣是反應(yīng)的關(guān)鍵中間體。此后，又對肝糖在肌肉內(nèi)向乳酸轉(zhuǎn)化問題進(jìn)行研究, 獲1929年諾貝爾化學(xué)

14、獎.著有成醇發(fā)酵、實(shí)用有機(jī)化學(xué)，1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Enzymology對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家James B. Sumner (薩姆納，18871955)：美國生化學(xué)家. 20世紀(jì)20年代，許多生化學(xué)家認(rèn)為酶是附著在膠體上的低分子量物質(zhì)，而薩姆納則相信酶是蛋白質(zhì)。1926年他成功分離出一種脲酶活性很強(qiáng)的細(xì)小晶體，并證明是蛋白質(zhì)。推動了酶學(xué)的發(fā)展。1946年獲諾貝爾化學(xué)獎。主要著作：生物化學(xué)教本、酶的化學(xué)和方法、酶-化學(xué)及其作用機(jī)制1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Enzymology對生物化學(xué)作出重要

15、貢獻(xiàn)的科學(xué)家 Emil Fischer (費(fèi)歇爾, 1852-1919):德國化學(xué)家，是使生物化學(xué)成為獨(dú)立學(xué)科最有功勞的人之一。1894年提出酶專一性的“鎖鑰匙”理論及酶作用機(jī)制。20世紀(jì)初證明蛋白質(zhì)是氨基酸聚合物，并發(fā)明肽的合成，對單糖的合成與結(jié)構(gòu)也作出了重要貢獻(xiàn)。1902年榮獲諾貝爾化學(xué)獎1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Enzymology1.4 簡史 （Brief History）對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Hans Adolf Krebs (克雷布斯，19001981）: 生化學(xué)家, 生于德國并在德國受教育。1931，提出鳥氨酸循環(huán)。1933年遷

16、居英國，二次大戰(zhàn)中入英國籍。1937年提出檸檬酸循環(huán)（也稱三羧酸循環(huán)）。榮獲1953年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 liuofuEra of Modern Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Carl Neuberg (卡爾紐伯格，1877-1956): 德國化學(xué)家，一般認(rèn)為是他于1903年使“biochemistry”（德文biochemie“）一詞成為通用詞匯。Others say it was in use much earlier; as early as 1882 but do not cite a responsible individual.1.4 簡史 （Brie

17、f History）liuofuEra of Modern Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Oswald Theodore Avery (埃弗里, 18771955): 美國細(xì)菌學(xué)家,于1944年發(fā)現(xiàn)不同型的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子是 DNA。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)第一次證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。雖然這一發(fā)現(xiàn)，曾引起爭論和懷疑，但的確推動了DNA的研究，直至1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn). 1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Modern Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Francis Harry Compton Cric

18、k: 1916, 英國生物物理學(xué)家James Dewey Watson: 1928, 美國生物學(xué)家Maurice Hugh Frederick Wilkins: 1916, 英國生物物理學(xué)家1953, 揭示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，1962年獲Nobel獎CrickWatsonWilkins1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Modern Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家Linus Carl Pauling (鮑林, 19011994): 美國量子化學(xué)家, 曾獲1954年諾貝爾化學(xué)獎及1962年諾貝爾和平獎. 對生物化學(xué)的主要貢獻(xiàn)在于對蛋白質(zhì)和其

19、他大分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行X射線衍射分析并提出螺旋和其他結(jié)構(gòu)以及鐮刀形紅細(xì)胞貧血病等分子病的機(jī)理闡述。1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Modern Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1962年諾貝爾化學(xué)獎獲授予英國生化學(xué)家佩魯茨 (Max Ferdinand Perutz, 19142002) 和肯德魯 (John Cowdery Kendrew, 19171997)PerutzKendrew他們發(fā)展了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，測定了鯨肌紅蛋白和馬血紅蛋白的空間精細(xì)結(jié)構(gòu)。1.4 簡史 （Brief History）liuofuEra of Mode

20、rn Biochemistry對生物化學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家1968年Nobel生理醫(yī)學(xué)獎授予3位破譯遺傳密碼的美國生化學(xué)家Robert W. Holley (19221993); Har Gobind Khorana (1922); Marshall Warren Nirenberg (1927)HolleyKhoranaNirenbergNirenber和Khorana在五年內(nèi)解讀了所有遺傳密碼。 Holley是tRNA的主要發(fā)現(xiàn)者，經(jīng)過數(shù)年終于分離出純的tRNA，1965年闡明其正確的構(gòu)造。1.4 簡史 （Brief History）liuofu1940s什么是生物化學(xué) 1.1 概念（Concept）1.2 內(nèi)容（Objectives） 1.3 與其他學(xué)科的關(guān)系 1.4 簡史