生物化學(xué)第一章 緒論（下）.pptx

1、2020/8/5,1,生物化學(xué)的發(fā)展時間史,18世紀下半葉,現(xiàn)代生物化學(xué)之父:法國化學(xué)家拉瓦錫研究燃燒和呼吸,開始現(xiàn)代生物化學(xué); 1903年,Neuberg 首先使用“生物化學(xué)”一詞; 1944年,麥克勞德(Macleod)和麥卡蒂(Mc Carty) (美)證明DNA是遺傳物質(zhì); 1953年,Watson和Crick 提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型; 1955年,Sanger (英)確定牛胰島素的一級結(jié)構(gòu); 1965年,首次人工合成有活性的結(jié)晶牛胰島素-中國; 1973年,基因重組技術(shù)建立.(美) 1981年又成功合成了酵母丙氨酰tRNA -中國; 2000年,人類基因組計劃完成.,2020/8/

2、5,2,1953年，WatsonCrick確定DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，獲1962年諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎。 1955年，英國生物化學(xué)家（Sanger）確定牛胰島素結(jié)構(gòu)，獲1958年諾化學(xué)獎。 1980年，桑格爾和吉爾伯特（Gilbet）設(shè)計出測定DNA序列的方法，1980化學(xué)獎。 1984年，化學(xué)獎，Bruce Merrifield（美國），建立和發(fā)展蛋白質(zhì)化學(xué)合成方法。 1994年，生理、醫(yī)學(xué)，Alfred G.Gilman（美國），發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用。 1、Rechard J.Roberts(美)等，發(fā)現(xiàn)斷裂基因化學(xué)獎 2Karg B. Mallis(美)發(fā)明PCR方法。 3Mi

3、chaet Smith(加拿大)建立DNA合成用與定點誘變研究 1996年，Petr c. Doherty（美）等，發(fā)現(xiàn)T細胞對病毒感染細胞的識別和MHC(主要組織相容性復(fù)合體)限制。生理醫(yī)學(xué)獎 1997年，1.stanley B.prusiner(美)發(fā)現(xiàn)一中新型的致病因子感染性蛋白顆?！皃nion”（瘋牛病）生理醫(yī)學(xué)獎 2 paul D.Boyer（美）等，說明ATP酶促成機制化學(xué)獎 3 Jens c. skon(丹麥)發(fā)現(xiàn)輸送離子的Na+K+_ATP酶。 1998年，生理、醫(yī)學(xué)，Rolert F. Furchgott（美國），發(fā)發(fā)現(xiàn)NO是心血管系統(tǒng)的信號分子。,2020/8/5,3,人類

4、基因組計劃的出現(xiàn),20世紀70年代，Sanger等開始病毒全基因組測序 1984年，完成了噬菌體X174(5386bp)、人線粒體基因組(16kb)等的全測序 1984年，美國Utah州，能源部召開的會議上討論了測定整個基因組DNA的意義與前景 1985年，美國能源部的HGP草案形成 1986年，Dulbecco在Science發(fā)表HGP的短文 1988年，Watson主持成立美國國家人類基因組研究中心 1990年，美國國會批準(zhǔn)本國的HGP，正式啟動,2020/8/5,4,癌癥研究的轉(zhuǎn)折點人類基因組的全序列分析 Renato Dulbecco， Science 1986,回顧了70年代以來癌癥

5、研究的進展，使人們認識到包括癌癥在人類疾病的發(fā)生，都與基因直接、間接有關(guān)；同時指出，要么仍處在零打碎敲的方法研究，要么從整體上研究和分析整個人類基因組及其序列。這一計劃的意義重大。這樣的工作是任何一個實驗室難以單獨承擔(dān)的項目。這個世界所發(fā)生的一切事情，都與這一人類的DNA序列息息相關(guān)。,2020/8/5,5,HGP的研究目標(biāo)及內(nèi)容,總體目標(biāo)：15年內(nèi)投入30億美元，完成人類23對 染色體的3109 bp核苷酸序列分析 1993年馬里蘭會議上進行修訂，內(nèi)容包括： 1. 基因組制圖（遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜、基因圖譜） 2. 基因的定位與分析 3. 基因組研究技術(shù)的建立、改進 4. 模式生物基

6、因組的圖譜繪制及測序 5. 相關(guān)課題的研究,2020/8/5,6,人類基因組計劃的步伐,1990 年，HGP正式啟動 1991年，人類染色體基因組數(shù)據(jù)庫（GDB）建立 1992年，低分辨率人類基因組遺傳圖譜發(fā)表 1993年，對HGP的目標(biāo)進行了修正 1994年，遺傳圖譜比原目標(biāo)提前一年完成 1995年，最小的細菌生殖器支原體測序完成 1996年，真核生物酵母基因組測序完成 1997年，大腸桿菌基因組測序完成 1998年，秀麗線蟲基因組測序完成；同年5月，celera公司宣布加入HGP。HGP的進程走了一半,2020/8/5,7,人類基因組計劃的步伐,1999年初 celera公司宣布果蠅的測序

7、完成 1999年9月 中國獲準(zhǔn)加入該計劃，測1的基因組，也就是3號染色體上的30Mb。 1999 年12月，國際人類基因組計劃聯(lián)合研究小組宣布對第一條人類染色體22號染色體測序完成 2000年4月，中國科學(xué)家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖 2000年5月，人類第21號染色體的測序完成 2000年6月26日，HGP科學(xué)家、美國總統(tǒng)克林頓以及celera公司負責(zé)人同時宣布人類基因組序列的“工作框架圖”完成,2020/8/5,8,人類基因組計劃的步伐,2001年2月，Science和Nature分別發(fā)表了經(jīng)過整理、分類和排列的基因組“精細圖”及初步分析結(jié)果。同年，人類

8、第20號染色體測序完成。 2002年12月，小鼠基因組序列草圖發(fā)表 2003年1月，人類第14號染色體測序完成 2003年4月14日，人類基因組計劃宣布完成,2020/8/5,9,人類基因組計劃的研究價值,醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：將人類感知生命的里程提高到分子水平階段，大大加速人們對疾病基因的鑒定 生命科學(xué)領(lǐng)域：闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，細胞的發(fā)育、生長、分化的分子機理，疾病發(fā)生的機理等，有利于理解生物是如何進化的 促進生命科學(xué)與信息科學(xué)相結(jié)合：生物信息學(xué) 技術(shù)經(jīng)濟價值：醫(yī)藥、保健、農(nóng)業(yè)和食品制造等產(chǎn)業(yè),2020/8/5,10,下一階段：后基因組研究,功能基因組學(xué)：基因功能鑒定、基因表達分析及突變檢測 蛋白

9、質(zhì)組學(xué)：分析基因編碼產(chǎn)物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和蛋白質(zhì)群體內(nèi)相互作用,2020/8/5,11,生物化學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系,生物學(xué),動物學(xué),植物學(xué),微生物學(xué),化學(xué),生物學(xué),生物化學(xué),2020/8/5,12,生物化學(xué)是生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)科學(xué)(應(yīng)用于) 醫(yī)藥：人體本身 農(nóng)業(yè)：動植物育種 工業(yè)：大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)（改造生物、利用生物）,2020/8/5,13,生物化學(xué)是基礎(chǔ), 是橋梁。其重要性可見于 (一)國外 1.美國著名大學(xué)(哈佛、麻省、斯坦福、普林斯頓)主理皆必修生物化學(xué) 2.上世紀三個計劃：阿波羅、曼哈頓、HGP 3. 諾貝爾獎：化學(xué)、生理、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、和平、經(jīng)濟 (一)國內(nèi)：有喜有憂 生物化學(xué)作為生物

10、、醫(yī)學(xué)專業(yè)的專業(yè)課，但未作為基礎(chǔ)課得到普及，另外我國的生化工業(yè)還遠遠不如歐美列強,2020/8/5,14,中國近代生物化學(xué)的發(fā)展, 吳憲與汪猷、張昌潁等人一起完成了蛋白質(zhì)變性理論、血液生化檢測和免疫化學(xué)等一系列有重大影響的研究，成為我國生物化學(xué)界的先驅(qū)。 1965年，我國首次人工合成了有活性的結(jié)晶牛胰島素。 1981年又成功合成了有活性的酵母丙氨酸t(yī)RNA。 本世紀末我國參與了人類基因組計劃。,2020/8/5,15,2020/8/5,16,2020/8/5,17,曹誼林教授,2020/8/5,18,生物化學(xué)與分子生物學(xué) 同有關(guān)學(xué)科的關(guān)系,1.生物化學(xué)與分子生物學(xué)是生物學(xué)深層次問題的研究和探索

11、，已深入到生命科學(xué)的各個分支學(xué)科。 2.生物化學(xué)與分子生物學(xué)是對化學(xué)領(lǐng)域最復(fù)雜研究對象的研究和探索，引起化學(xué)工作者廣泛的關(guān)注。 3.生物化學(xué)與分子生物學(xué)為農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和食品科學(xué)提供理論依據(jù)和研究手段，推動了這些學(xué)科的長足發(fā)展。 4.物理學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)學(xué)為生物化學(xué)與分子生物學(xué)提供研究手段，是生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)。同時，生物化學(xué)與分子生物學(xué)可以促進這些學(xué)科的理論和技術(shù)進步。,2020/8/5,19,生物技術(shù),生物化學(xué),三.生物化學(xué)與分子生物學(xué)同生產(chǎn)實踐的關(guān)系,2020/8/5,20,1900年Mendel遺傳理論的確認與證實,綠色革命,1940s-1970s,抗生素,生物遺傳理論 (孟德爾、摩爾根)

12、,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,基因的證實,醫(yī)學(xué)，藥學(xué)的發(fā)展,礦質(zhì)營養(yǎng)理論（李比希）,有機合成理論（繆勒）,雜優(yōu)利用,化肥施用,農(nóng)藥使用,人類對生命現(xiàn)象的認識,中心法則的補充,基因的克隆,生物個體的克隆,2020/8/5,21,人口與糧食 健康與疾病 環(huán)境與生態(tài) 能源與資源,二十一世紀 科學(xué)的世紀,2020/8/5,22,你們的任務(wù)!?,2020/8/5,23,課程特點及學(xué)習(xí)與安排,內(nèi)容多 復(fù)雜而繁瑣 按生物分子的功能分類（不同于化學(xué)的結(jié)構(gòu)和官能團分類） 理論性強、概念多且前后交錯,隨時消化溫故知新 及時總結(jié)歸納比較分類 理解的基礎(chǔ)上必要的記憶,2020/8/5,24,如何學(xué)習(xí)生物化學(xué) 對教材內(nèi)容作全面了解

13、, 分析比較，明確概念; 從化學(xué)本質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，聯(lián)系物質(zhì)的性質(zhì)和功能; 對每章的重點內(nèi)容應(yīng)深入鉆研，弄懂, 記熟, 輪番復(fù)習(xí)默念以加強記憶。在學(xué)習(xí)過程中與先修和并修課程內(nèi)容相聯(lián)系，以促進理解，加強記憶。 * 課前預(yù)習(xí), 課中記筆記, 課后做作業(yè)、復(fù)習(xí) * 復(fù)習(xí): 1 復(fù)習(xí)要及時 荻茲根：重復(fù)是學(xué)習(xí)之母；蘇東坡：故書不厭百回讀，熟讀深思子自如 2 盡早利用嘗試重現(xiàn) 3 要科學(xué)地分配時間 4 復(fù)習(xí)方式多樣化 * 記憶: 信心是成功之母 要有興趣和好奇心 要保持樂觀態(tài)度 善于勞逸結(jié)合 要集中注意力 要井井有條,2020/8/5,25,作業(yè):,一、問答 1什么是生物化學(xué)？它主要研究哪些內(nèi)容？ 2生

14、物化學(xué)經(jīng)歷了哪幾個發(fā)展階段？各個時期研究的主要內(nèi)容是什么？,2020/8/5,26,參考書目,使用教材： 生物化學(xué)簡明教程（第三版） 主編 羅紀盛，張麗萍，楊建雄等高等教育出版社出版,1999 生物化學(xué)（第四版） 主編吳梧桐.人民衛(wèi)生出版社出版，2003 現(xiàn)代生物化學(xué)實驗技術(shù)教程 宋宏新，李敏康陜西人民出版社，2002 生物化學(xué)（適用于工業(yè)發(fā)酵專業(yè)） 魏述眾中國輕工業(yè)出版社，1996 食品生物化學(xué) 郭志均西北大學(xué)出版社，1996 生物化學(xué)與分子生物學(xué)原理 王聯(lián)結(jié)科學(xué)出版社，2003。,2020/8/5,27,參考書目： 生物化學(xué)（第三版） 王鏡巖、朱圣庚等主編，北京，高等教育出版社 2002.

15、9 普通生物化學(xué) 鄭集等編著，高等教育出版社，2002.10 蛋白質(zhì)與核酸王琳芳,楊克恭. 北京. 北京醫(yī)科大學(xué)，中國協(xié)和醫(yī)院大學(xué)聯(lián)合出版社1998. 現(xiàn)代分子生物學(xué)（第二版）朱玉賢，李毅. 北京. 高等教育出版社. 2002.7. 現(xiàn)代生物化學(xué)理論與研究技術(shù)孫志賢北京.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社1995 生物化學(xué)學(xué)習(xí)指南習(xí)題與解答王延枝武漢大學(xué)出版社。 佐貝生物化學(xué)，復(fù)旦大學(xué)譯。 Stryer生物化學(xué)，北大譯。 Biochemistry: An introduction (Second Edition) Trudy Mcke (影印版) 科學(xué)出版社 2000 Instant notes in bio

16、chemistry B.D. Hames N.M.Hooper (影印及翻譯版) 科學(xué)出版社 2000,2020/8/5,28,2020/8/5,29,2020/8/5,30,生物體的化學(xué)組成,自然界所有的生命物體都由三類物質(zhì)組成水、無機離子和生物分子,2020/8/5,31,生命體的元素組成,組成生命體的物質(zhì)是極其復(fù)雜的。但在地球上存在的92種天然元素中，只有30余種元素在生物體內(nèi)被發(fā)現(xiàn). 第一類元素：包括C、H、O和N四種元素，是組成生命體最基本的元素。這四種元素約占了生物體總質(zhì)量的99%以上,大量元素。 第二類元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。這類元素也是組成生命體的基本元素。 第三類元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物體內(nèi)存在的主要少量元素。 第四類元素：包括Al、As、B、Br、Cr