生物化學(xué) 第一章 緒論課件

1、動(dòng)物生物化學(xué)第1章 緒 論本章主要內(nèi)容： 生物化學(xué)的概述 生物化學(xué)研究的內(nèi)容 生物化學(xué)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 與動(dòng)物生產(chǎn)和動(dòng)物健康的關(guān)系 1.生物化學(xué)概述1.1 生物化學(xué)的定義： 生物化學(xué)（biochemistry）： 是從分子水平上闡明生命有機(jī)體 化學(xué)本質(zhì)的一門學(xué)科。1.2 生物化學(xué)的分類： 根據(jù)研究對象分為：動(dòng)物生物化學(xué)、植物生物化學(xué)、 微生物生物化學(xué)等。 根據(jù)研究目的分為：醫(yī)學(xué)生化、農(nóng)業(yè)生化、工業(yè)生化、環(huán)境生化 和營養(yǎng)生化等。 2.生物化學(xué)研究內(nèi)容2.1 關(guān)于生命有機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子，特別是生物大分子（biological macromolecule）的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及其功能。 生物大分

2、子是由小分子單體聚合而成的多聚體。如氨基酸蛋白質(zhì)、核苷酸核酸、葡萄糖淀粉等。生物大分子執(zhí)行著各種各樣的生物學(xué)功能，如生物催化、物質(zhì)運(yùn)輸、代謝調(diào)節(jié)、貯存、傳遞與表達(dá)遺傳信息等。 它們復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)是其功能的化學(xué)基礎(chǔ)。2.2 細(xì)胞中的物質(zhì)代謝與能量代謝，或稱中間代謝（intermediary metabolism）， 也就是細(xì)胞中進(jìn)行的化學(xué)過程 合成代謝（anabolism）： 將小分子的前體（precursor）經(jīng)過特 定的代謝途徑構(gòu)建成較大的分子，并且消 耗能量。 分解代謝（catabolism）： 將較大的分子經(jīng)過特定的代謝途徑， 分解成小的分子并且釋放出能量。 物質(zhì)代謝與能量代謝相伴隨。在

3、這個(gè)過程中，ATP（三磷酸腺苷） 是能量轉(zhuǎn)換和傳遞的中間體。 2.3 組織和器官機(jī)能的生物化學(xué) 生命有機(jī)體是一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。 任何組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝方式都是以其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。 在分子水平、細(xì)胞和組織水平以及整體水平上全面、系統(tǒng)地認(rèn)識動(dòng)物組織器官的生理機(jī)能，認(rèn)識它們之間的聯(lián)系、認(rèn)識它們與環(huán)境互作的機(jī)制，也是動(dòng)物生物化學(xué)的研究目的之一。 科學(xué)的發(fā)展也不是單槍匹馬的，多學(xué)科的互相交叉與滲透、研究技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步推動(dòng)和加速了科學(xué)進(jìn)步的步伐。 化學(xué)、物理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)以及電子顯微鏡、超離心（ultra-centrifugation）、色譜（chromatogra

4、phy）、同位素示蹤（isotope tracing）、X-射線衍射（X-ray reflection）、質(zhì)譜（mass chromatography）以及核磁共振（nuclear magnetic resonance）等技術(shù)都為現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 1953年Watson 和Crick描繪出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，這在生命科學(xué)發(fā)展歷史上是一個(gè)具有里程碑意義的重大事件 。 生命科學(xué)從此進(jìn)入了分子生物學(xué)新時(shí)代。悼念克里克 生物化學(xué)與分子生物學(xué)都以從分子水平上認(rèn)識生命、詮釋生命為目標(biāo)。廣義地說，兩者沒有截然的區(qū)別。只是前者注重生命有機(jī)體的化學(xué)過程，后者更強(qiáng)調(diào)生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，尤

5、其是在遺傳分子核酸方面。 生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能與相互作用 大分子之間的相互作用；大分子結(jié)構(gòu)模體（motif）和結(jié)構(gòu)域的獨(dú)特作用；生物大分子三維構(gòu)象和構(gòu)象運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述 ；蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的正確折疊和“分子伴侶”（molecular chaperone）的作用；磷酸化、?；然瘜W(xué)修飾作用對于蛋白質(zhì)和酶在快速、高效傳遞代謝信息和調(diào)節(jié)基因表達(dá)中的機(jī)制；核酸與蛋白質(zhì)的相互作用與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)；催化核酸等。 信息爆炸導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)生物學(xué)（structural biology）的誕生。 蛋白質(zhì)和核酸大分子之間的相互作用大腸桿菌中的蛋白質(zhì)組 基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 1960年，F(xiàn).Jacob和J.Monod發(fā)現(xiàn)細(xì)菌利用

6、乳糖時(shí)，相關(guān)酶的基因表達(dá)時(shí)序受到嚴(yán)格的控制，于是提出了原核生物基因調(diào)節(jié)操縱子（operon）模型，開辟了對基因表達(dá)調(diào)節(jié)研究的新領(lǐng)域。 真核基因表達(dá)的調(diào)控產(chǎn)要涉及核小體的重構(gòu)、組蛋白的乙酰化、DNA的甲基化等化學(xué)修飾和DNA超螺旋的拓?fù)洚悩?gòu)化；基因的的調(diào)節(jié)也在轉(zhuǎn)錄后的加工、翻譯和新生多肽鏈的化學(xué)修飾等各個(gè)層次上進(jìn)行。 這一領(lǐng)域的研究將最終揭開生命的進(jìn)化、胚胎的分化、個(gè)體的生長、發(fā)育、繁殖、衰老、疾病和死亡之謎。 細(xì)胞信號的傳導(dǎo) 第二信使學(xué)說 cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等 G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng) G蛋白、PKA、PKG、PKC和TPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)等小分子氣體物質(zhì) NO、CO 生物工程學(xué) 到

7、70年代，重組DNA技術(shù)（Recombinant DNA technology）誕生，人類可以按照自己的意愿改造遺傳基因和操縱遺傳過程。這個(gè)技術(shù)的規(guī)?；凸I(yè)化，就是基因工程，也稱遺傳工程（Genetic engineering）。 以基因工程技術(shù)為核心，與現(xiàn)代發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、胚胎工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等集合而成的生物工程學(xué)（Biotechnology），已經(jīng)和正在展現(xiàn)出其推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展的巨大潛力。 遺傳工程的工廠4.與動(dòng)物生產(chǎn)和健康的關(guān)系 生物化學(xué)是生物科學(xué)，如農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、畜牧、獸醫(yī)、水產(chǎn)等的基礎(chǔ)學(xué)科之一?，F(xiàn)代生物化學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)作為通用的“語言”與有力的“工具”被廣泛用于生命

8、科學(xué)的表述和研究之中。它與動(dòng)物生理學(xué)、動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)、動(dòng)物遺傳學(xué)、動(dòng)物繁殖學(xué)、藥理學(xué)、動(dòng)物病理學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、動(dòng)物疾病診斷學(xué)等學(xué)科有著不可分割的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)和掌握生物化學(xué)的知識對于從事動(dòng)物生產(chǎn)和動(dòng)物健康事業(yè)十分重要。教學(xué)安排與要求（1）教材 動(dòng)物生物化學(xué)（第四版）（2）學(xué)時(shí)：45(30,40)小時(shí)（3）課外自習(xí)（4）輔導(dǎo)與答疑（5）考試方式參考書1. 王鏡巖，朱圣庚，徐長法. 生物化學(xué)（第三版）. 北京：高等教育出版社，20022. 汪玉松，鄒思湘，張玉靜. 現(xiàn)代動(dòng)物生物化學(xué)（第三版）. 北京： 高等教育出版社，20053.4. DL Nelson，MM Cox. Lehninger Principles of