82五年制医学生物化学教学大纲

临床医学五年制生物化学教学大纲（五年制医学专业、口腔专业）生物化学是生命的化学，是一门研究生命分子基础的学科。是当今生命科学中迅速发展的热点。其基本目标是揭露生命的奥秘，确定组成生物体的非生命分子是如何相互作用以维持及延续生命的状态。生物化学是一门边缘学科，与其他有关的基础医学如生理学、微生物学、免疫学、生物物理学、药理学、病理学、病理生理学、组织学及寄生虫学等都有或多或少的关系，是医学科学的基础。生物化学理论课教学总的时数为91学时，共分十九章。本课程大体分为四个部分：第一部分：从第二章到第五章，主要讨论生物大分子的结构和功能；第二部分从第六章到第十章，主要内容为物质代谢或动态生化；第三部分从第十一章到第十四章，主要内容为分子生物学中遗传信息的流向及调控；最后部分从第十五章到第十九章，为机能生化及与医学密切相关的生化内容。上述各内容不是截然分开，而是彼此密切联系的，所以在掌握基本概念的基础上，要注意内容前后的联系。根据五年制教学的特点，以加强基础知识、基本理论为主，适当介绍生物化学的新进展及专业外语的应用，使学生对生命及疾病从分子水平深层次地加以理解，为今后从根本上理解和研究疾病发生机理打下基础。本大纲根据陈诗书、孔良曼、章有章主编《医学生物化学》（上海医科大学出版社，1999年）修订。主要参考书：周爱儒主编《生物化学》（人民卫生出版社，2001.5第五版）RobertK.Murrayetal.Haper’sBiochemistry,25thEdition时间安排：内容理论时数绪论1蛋白质的结构和功能5核酸的结构和功能4酶7维生素4糖代谢9脂代谢7生物氧化5蛋白质的分解代谢和氨基酸代谢7核苷酸代谢2DNA的复制、修复与重组DNA、、4基因的转录、转录后加工、及逆转录4蛋白质的生物合成—翻译4基因表达的调控3激素生化5信号转导5血液生化7肝胆生化5钙磷代谢3总计91第一章绪论[教学内容]绪论课介绍生化的定义、内容、与基础医学和临床医学各课程间的关系。第一节生物化学的定义生物化学的定义，生物化学研究的对象和方法。第二节生物化学的内容一、叙述生化1.元素组成2.构件分子（生物分子、前体分子）3.生物大分子4.生物大分子组成的复合体、亚细胞器、细胞、组织、器官、机体。二、动态生化：新陈代谢的概述、物质代谢（合成代谢和分解代谢），物质代谢与能量代谢的关系。三、机能生化：组织器官的化学组成，代谢特点与其生理功能之间的关系。分子生物学的概念，分子生物学对生命科学研究的重要性。第三节生化的目的第四节生化与医学的关系生化与各基础学科的关系，生化与临床医学的关系。[目的要求]一、掌握：1.生物化学的定义二、熟悉：1.生物化学研究的对象和方法。2.构件分子（生物分子、前体分子）、生物大分子、生物大分子组成的复合体、亚细胞器、细胞、组织、器官、机体的关系。3.动态生化包括新陈代谢的概述、物质代谢与能量代谢的关系，代谢调节的概念。4.机能生化包括组织器官的化学组成，代谢特点与其生理功能之间的关系。5.分子生物学包括分子生物学的概念，分子生物学对生命科学研究的重要性。三、了解：1.生物体的元素组成。2.生化与各基础学科的关系，生化与临床医学的关系。第二章蛋白质结构与功能[教学内容]蛋白质是机体内一类主要的生物大分子，具有复杂的分子结构及众多重要的生理功能。本章将重点讨论它的分子组成、分子结构及其重要生理功能，并对蛋白质分子结构的多样性与复杂性以及蛋白质分子结构与功能之间的统一关系有所认识，为深入理解蛋白质分子在机体中的许多重要而复杂的生理作用以及在医学中的实际应用打好理论基础。第一节蛋白质在生命活动中的重要作用蛋白质是生命的物质基础，普遍存在于生物界，不仅是体内含量最多的有机成分，且在体内担负着多种重要的生物学功能，几乎一切生命现象都与蛋白质有关。第二节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成与分子量：蛋白质平均含氮16%，尚有C、H、O、S等元素，分子量一般上万，由上百个氨基酸组成。二、蛋白质的氨基酸组成：L，α-氨基酸是蛋白质的基本组成单位，受遗传码控制的20种氨基酸是组成蛋白质的基本单位与构件分子。（一）氨基酸的分类：各类氨基酸的结构特点。（二）氨基酸的重要理化性质：氨基酸的两性解离与等电点。芳香族氨基酸的紫外吸收性质。氨基酸的成肽反应、茚三酮反应、氧化脱氨与脱羧反应。第三节蛋白质的分子结构一、肽键和肽肽键是蛋白质分子中的主要共价键。氨基酸通过肽键相连而成的化合物称肽。开链肽和环状肽。肽的命名。开链肽的N末端和C末端。医学中一些重要的多肽，多肽中氨基酸残基的概念。二、蛋白质分子结构及其规律性。（一）蛋白质一级结构、多肽和蛋白质的氨基酸组成。蛋白质分子的一级结构就是多肽链中氨基酸残基的排列顺序，这也是蛋白质的基本结构。已知一级结构的蛋白质不少，蛋白质一级结构的测定。蛋白质一级结构的重要性。（二）蛋白质二级结构。属于蛋白质的空间结构，有α螺旋、β折叠、β转角、π螺旋、随机卷曲等基本结构单元，各自的特点。二级结构是相邻近氨基酸形成肽链骨架的局部空间结构。超二级结构和结构域的概念。（三）蛋白质分子的三级结构，是肽链在二级结构基础上进一步卷曲，即由相距较远、整条多肽链上氨基酸残基的空间结构，可形成球状或纤维状等蛋白质分子。一般分子有亲水表面和疏水内核。（四）蛋白质的四级结构是由几个具有三级结构亚基相互聚合形成的更复杂空间结构。亚基的概念。（五）维持蛋白质分子空间结构稳定的副键为非共价键，包括氢键、盐键、疏水键和Vanderwaals力等。它们虽易受外界因素作用而断裂，但在维系蛋白质分子空间构象中起着重要的作用。（六）二硫键，属于共价键，并非所有蛋白质分子均具有，但它加固了由副键维系的蛋白质三级结构，在部分蛋白质分子中存在，对提高蛋白质构象稳定性也很重要。第四节蛋白质分子结构和功能的关系（一）蛋白质分子一级结构与功能关系密切。关键部位氨基酸改变会影响其生物功能，而非关键部位氨基酸改变影响不大。分子病的概念。（二）蛋白质分子空间结构与功能的关系。变构的概念与重要性。第五节蛋白质的分类根据组成成分的不同可分为单纯蛋白质与结合蛋白质两大类。了解主要的单纯蛋白质与结合蛋白质的特点。蛋白质亦可按分子形状不同而分为纤维与球状蛋白质。更可按功能进行分类。第六节蛋白质的重要理化性质一、蛋白质的大分子亲水胶体性质。二、蛋白质的两性解离与等电点。蛋白质是多价两性离子，分子大小与等电点均与蛋白质分离及功能等有关系。三、蛋白质的紫外吸收特征与定量分析四、蛋白质的沉淀，盐析法分离蛋白质原理，蛋白质的重金属盐、有机溶剂等沉淀反应。五、蛋白质的变性，是物理或化学因素，使蛋白质分子空间结构的破坏，从而引起蛋白质物理、化学性质的改变和生物活性丧失的过程。蛋白质变性的机理及医学上的实际应用。[目的要求]一.掌握；1.组成蛋白质的氨基酸的特点、20种天然氨基酸的结构特点和三字符号。2.肽键和肽的概念、结构特点。3.蛋白质一级结构的概念和重要性。4.二级结构的概念和不同基本单元特点。5.三级结构的概念及特点。6.四级结构、亚基概念与特点。7.蛋白质一级结构与功能的关系，并举例说明。8.蛋白质空间结构、结构与功能间的关系，并举例说明9.蛋白质变性的概念及其实际应用。蛋白质的变构概念及特点。蛋白质变构和变性的区别。二、熟悉：1.蛋白质的元素组成、分子量，蛋白质含氮量平均为16%。2.氨基酸的两性解离与等电点的概念。芳香族氨基酸的紫外吸收性质。氨基酸的成肽反应、3.医学中一些重要的多肽。4.超二级结构和结构域的概念。5.分子病的概念。6.蛋白质结构中的非共价键和共价键组成特点。7.蛋白质的大分子亲水胶体性质。蛋白质的两性解离与等电点。蛋白质的紫外吸收特征与定量分析。四、了解：1.蛋白质的生理功能与重要性。2.氨基酸的茚三酮反应、氧化脱氨与脱羧反应。3.蛋白质一级结构的测定。4.蛋白质的分类。5.蛋白质的沉淀、盐析法分离蛋白质原理。第三章核酸的结构和功能[教学内容]核酸属生物大分子之一，近年来有关研究发展迅猛。本章将重点讨论核酸的分子组成，分子结构及重要理化性质，了解核酸结构与功能之间的密切关系。并简要介绍基因和基因组概念，为今后的理论和实践工作打好基础。第一节核苷酸一、核苷酸是核酸的构件分子，由碱基、戊糖和磷酸三部分组成。嘌呤和嘧啶碱的基本结构，紫外吸收特征，DNA、RNA中的碱基种类。二、核苷酸的命名与简称。游离存在的核苷酸类化合物如ATP、cAMP等单核苷酸类化合物及NAD+、FAD等二核苷酸类化合物的结构特点和主要生理功能。第二节核酸的分子结构一、组成DNA和RNA的主要核苷酸，3’，5’磷酸二酯键连接。5’末端，3’末端。二、核酸的一级结构：是指多核苷酸链中核苷酸的排列顺序，也指碱基的排列顺序。三、DNA的分子结构（一）DNA的一级结构是指DNA中脱氧核苷酸的排列顺序。Chargaff规则。（二）DNA的二级结构为双螺旋结构。B型双螺旋分子的结构特征，二条DNA互补链反向平行相互缠绕成右手螺旋，直径、大沟、小沟。G-C、A-T碱基配对。相邻碱基对平面间距、夹角、螺距。亲水骨架，疏水碱基对在双螺旋分子上的位置。维持DNA双螺旋稳定的二种相互作用力，碱基对间的氢键和碱基的堆集力。磷酸基团的静电作用对双螺旋分子稳定性的影响。A型、Z型DNA双螺旋。（三）DNA的高级结构：原核生物和病毒基因组DNA多为环状双链。共价闭合环，负超螺旋。缺口环。其核生物基因组分子巨大，往往经多层次折叠成染色体形式存在于细胞核中。第一层次的折叠是串珠样核小体结构。四、RNA的分子结构：各种RNA分子均为单链，存在链内互补序列，可形成局部A型双螺旋结构。其空间结构的维持主要靠碱基堆集，其次为配对碱基间的氢键相互作用。（一）tRNA的结构：一级结构特点：各种tRNA分子均为单链，约由70余个核糖核苷酸组成。5’末端磷酸化，3’末端-CCA-OH。含稀有碱基，部分碱基甲基化。二级结构特点：三叶草结构；有四环四臂：氨基酸臂，DHU环及臂、反密码环及臂、额外环、TφC环及臂。三级结构特点：倒L型分子。（二）mRNA的结构：原核生物mRNA为多顺反子，含数个结构基因，可翻译多个蛋白质产物。半衰期较短。真核生物mRNA为单顺反子，含一个结构基因翻译一个蛋白质产物。半衰期较长。内含子、外显子、hnRNA、5’端“帽子”结构、3’端多聚腺苷酸“尾”。（三）rRNA结构：成熟rRNA分子为单链，局部含A型双螺旋结构，具有复杂的空间结构。原核生物rRNA分子为5S、16S和23S三种。真核生物rRNA分子为5S、5.8S、18S和28S四种。原核生物核糖体30S小亚基由1分子16SrRNA与21种核糖体蛋白质组成，50S大亚基由5S、23SrRNA各1分子与34种核糖体蛋白质组成。真核生物核糖体40S小亚基由1分子18SrRNA与33种核糖体蛋白质组成，60S大亚基由5S、5.8S、28SrRNA各1分子与49种核糖体蛋白质组成。第三节核酸的理化性质一、核酸的大小和测定二、核酸的水解：酸碱水解、酶解。三、核酸的变性、复性和杂交：变性的概念，引起变性的理化因素。核酸的紫外吸收，减色效应，高色效应，熔化曲线，Tm及影响因素，复性及影响因素，杂交的概念。第四节基因和基因组简介基因的概念和结构，基因组概念。一、病毒基因组：大小，核酸种类，重叠基因。二、原核生物基因组：大小，操纵子，质粒。三、真核生物基因组：分隔开的基因，基因家族，假基因，中度重复序列，高度重复序列，卫星DNA。[目的要求]一、掌握1.核苷酸是核酸的构件分子、组成，嘌呤和嘧啶碱的基本结构，紫外吸收特征，DNA、RNA中的碱基种类。2.核苷酸的命名与简称。游离存在的核苷酸类化合物结构特点和主要生理功能。3.组成DNA和RNA的主要核苷酸，3’,5’磷酸二酯键连接。5’末端，3’末端。4.Chargaff规则。5.DNA的一级结构的概念6.DNA的二级结构：DNA双螺旋模型的结构特点。7.RNA的分子结构的特点8.tRNA的结构：一级结构特点、二级结构特点9.真核生物mRNA中内