中农生化本科课件

生物化学Biochemistry刘国琴参考书介绍1.王镜岩朱圣庚徐长法(2002)生物化学2.张曼夫（2002）生物化学中国农业大学出版社3.AlbertL.Lehninger(1993)PrinciplesofBiochemistry4.LubertStryer(1998)Biochemistry什么是生物化学？生物化学是生命的化学。研究生命体的化学组成与化学变化。用化学术语解释生命的本质。生命体共有特征新陈代谢遗传、进化、变异生长、发育、繁殖生物化学组成的同一性相对稳定的内环境严整的结构对环境的感应性和适应性生命--是物质运动的高级形式，它建立在物理、化学规律之上，但又不能完全归结为物理、化学规律。生命是以蛋白质和核酸为主的高度有序的多分子体系，是能进行新陈代谢和自我繁殖的开放系统。生物化学I（50学时）教学内容第一章生物化学导论第二章糖类第三章蛋白质I：蛋白质的组成第四章蛋白质II：蛋白质的结构与功能第五章蛋白质III：蛋白质的性质、分离与鉴定第六章酶第七章核酸化学第八章维生素与辅酶、辅基第九章脂类与生物膜第十章生物能学与生物氧化第一章生物化学导论一、生物化学学科的建立和发展二、生命物质特征及生物化学反应类型三、水—生命的溶剂一、生物化学学科的建立和发展（一）生物化学发展简史十八世纪下半叶法国化学家Lavoisier（1783）发现生物氧化过程十九世纪生物化学进展缓慢（德国领先）J.vonLiebig(1803-1873)新陈代谢（1842）Hoppe-Seyler(1825-1895)Biochemie（1877）二十世纪初德、美、英、法生物化学发展生物化学领域三大发现：酶、维生素、激素生物化学作为一个独立学科出现！二十世纪中叶生物化学快速发展原因：1.生物化学研究方法的改进2.跨学科的合作研究美国生物学家Watson,英国物理学家Crick：1953DNA双螺旋（1962获诺贝尔奖）英国化学家Sanger:牛胰岛素结构（1958）英国物理学家Kendrew:解析肌红蛋白结构（1962）美国生物化学家Nirenberg：破遗遗传密码（1969）美国生物化学家Holly：解析tRNA结构（1969）法国生物学家Jocob,Monod：遗传信息流（1965）英国化学家Sanger:DNA测序（1983）fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterialFrancisHarryComptonCrickJamesDeweyWatsonMauriceHughFrederickWilkinsTheNobelPrizeinPhysiologyandMedicine1962TheNobelPrizeinChemistry1962MaxFerdinandPerutzJohnCowderyKendrew1/2oftheprize1/2oftheprizeUnitedKingdomUnitedKingdomMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,UnitedKingdomMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,UnitedKingdomb.1914d.2002b.1917d.1997Mb(1947-1960)Kendrewetal.(1960)Nature185:422Hb(1937-1960)Perutzetal.(1960)Nature185:416（二）现代生物化学不断取得新进展光合作用机理酶作用机理生物固氮机理核酸、蛋白质三维空间结构基因克隆基因表达基因调控最新生物学研究成果激动人心新概念新知识新技术Noji1997,Nature386:299(旋转马达)DNAHelicaseGellesLabNature2001409:370人类基因组后基因组功能基因组蛋白质组pseudogeneT-DNAmutantRNAiMALDI-TOF-MS（三）生物化学与其它学科的关系生物化学的现代进展为分子生物学奠定了基础，对发育生物学、分子进化、细胞生物学、遗传学产生了重要影响促使许多边缘学科诞生：量子生物学、结构生物学、生物信息学、生物系统学生物化学是生物学科的专业基础课！21世纪生命科学的特点（1）生命科学是21世纪自然科学的前沿学科美国2000年对不同学科投入生命科学49％物质科学11.36%环境科学8.06%数学与计算机科学5.77%心理科学4.57%21世纪生命科学的特点（2）生物学与多学科发生交叉21世纪生命科学的特点（3）分析与综合相结合大分子相互作用（四）我国科学家在生物化学领域中的贡献1965生化所与有机化学所人工合成有功能的蛋白质－牛胰岛素1973X－射线分析出猪胰岛素空间结构1983酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成(tRNAAla)2002水稻基因组测序我国生物学研究相对滞后（1992-2001年SCI论文占2.15%，生物论文占0.89%）印度2.4中国2.1俄罗斯1.6巴西1.2意大利3.6澳大利亚2.5德国6.2英国7.3日本9.6美国29.5加拿大3.7其他25.6“中国人离诺贝尔奖仅一步之遥”原创性分析问题、解决问题的能力基础知识（五）学好生化，勇攀高峰！二、生命物质特征及生物化学反应类型（一）生命体的化学组成大量元素HONCSPClNaKCa微量元素MgVMnFeCoNiCuZnSeMoI元素含量排序（％）人体H（63）O（25.5）C（9.5）N（1.4）Ca（0.31P（0.22）Cl（0.08）K（0.06）海水H（66）O（33）Cl（0.33）Na（0.28）Mg（0.033）S（0.017）Ca（0.0062）K（0.0060）C（0.0014）地壳O（47）Si（28）Al（7.9）Fe（4.5）Ca（3.5）Na（2.5）K（2.5）Mg（2.2）生命来自海洋！化学元素—原始物质—生物分子Oparin(1922)生物起源假说：地球上的生命是由非生命物质通过长期的化学进化逐步演变而来的。Miller(1953)化学进化实验无机物（甲烷、氨、水、氢气）有机物（氨基酸、氢氧酸、甲醛、氢氰化物）（二）甲烷、氨、水、氢气可能是生命进化的原始物质1987，得到上百种有机物，包括10多种氨基酸、核酸、蛋白质。先有蛋白质还是先有核酸？RNA可能是最早的基因和催化剂