《基礎生物化學》教學大綱.doc

基礎生物化學教學大綱一、基本信息 課程名稱基礎生物化學課程編號1042067英文名稱Principles of Biochemistry課程類型科類基礎課總學時54理論學時54實驗學時0實踐學時0學分3預修課程普通生物學，有機化學適用對象生物類專業(yè)課程簡介（200字左右）本課程是我校生物類專業(yè)學生的基礎課，特別是生理學、微生物學、遺傳學、細胞學等各學科的基礎，并在分子生物學中占有特別重要的位置。本課程的主要內容包括：靜態(tài)生物化學部分的核酸化學、蛋白質化學和酶學，動態(tài)生物化學部分的糖類的分解代謝、生物氧化、糖類的生物合成、脂類代謝、核酸的生物合成、蛋白質的生物合成等，使學生全面地掌握生物化學的基本知識。二、教學目標及任務通過本課程的學習使學生掌握以下生物化學的基本知識：核酸、蛋白質的結構、組成、理化性質；酶的作用特點和作用機理；重要的糖代謝的反應歷程和其生物化學意義；電子傳遞鏈和氧化磷酸化作用；脂肪酸氧化及從頭合成的反應歷程；DNA的復制、轉錄，蛋白質的生物合成過程等。三、學時分配 教學課時分配章節(jié)章節(jié)內容講課實驗實踐合計第一章緒論22第二章蛋白質化學66第三章核酸化學55第四章酶88第五章糖類的分解代謝99第六章生物氧化66第七章糖類的生物合成33第八章脂類代謝66第九章核酸的生物合成66第十章蛋白質的生物合成33合計5454四、教學內容及教學要求第一章 緒論1. 生物化學的含義2. 生物化學在生命科學中的地位及對國民經濟發(fā)展的作用3. 生物化學的創(chuàng)立與發(fā)展本章教學要求：1、了解：生物化學的發(fā)展史。2、掌握： 生物化學的含義，生物化學在生命科學中的地位。第二章 蛋白質化學第一節(jié) 蛋白質的元素組成習題要點：蛋白質的元素組成主要有C、H、O、N 和S，各種蛋白質的含N 量很接近，平均16%。第二節(jié) 蛋白質的基本結構單位氨基酸1 氨基酸的分類2 氨基酸的理化性質習題要點：組成蛋白質的基本單位L-氨基酸（種類、三字英文縮寫符號、基本結構、分類：非極性疏水性氨基酸、極性中性氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸。氨基酸的光吸收性質、酸堿性質、重要的化學反應，包括與茚三酮反應、Sanger反應和Edman反應。第三節(jié) 肽 1 肽與肽鍵2 肽的理化性質3 生物體內重要的肽 習題要點：肽鏈的主鏈及側鏈；肽鏈的方向（N-末端與C-末端），氨基酸殘基；生物活性肽：谷胱甘肽及其重要生理功能，多肽類激素。第四節(jié) 蛋白質的分子結構 1 蛋白質的一級結構2 蛋白質的二級結構3 超二級結構和結構域4 蛋白質的三級結構5 蛋白質的四級結構 習題要點：蛋白質一級結構：概念、主要化學鍵肽鍵。 蛋白質的二級結構：概念、主要化學鍵、肽單元、四種主要結構形式（螺旋、折疊、轉角、無規(guī)卷曲）； 超二級結構、結構域：概念；蛋白質的三級結構：概念，主要次級鍵；蛋白質的四級結構：概念，亞基，各亞基之間的結合力。第五節(jié) 蛋白質結構與功能的關系 1 蛋白質一級結構結構與功能的關系2 蛋白質的高級結構與功能的關系習題要點：蛋白質一級結構與功能的關系：一級結構是空間結構和功能的基礎，一級結構與生物進化，一級結構與分子病。蛋白質空間結構與功能的關系：空間結構決定蛋白質的功能，肌紅蛋白的結構與功能。第六節(jié) 蛋白質的理化性質1 蛋白質的相對分子質量2 蛋白質的兩性電離及等電點3 蛋白質的膠體性質4 蛋白質的沉淀反應5 蛋白質的變性6 蛋白質的顏色反應 習題要點：蛋白質分子量、兩性解離及等電點、膠體性質、變性、沉淀、紫外吸收（280 nm）、呈色反應（茚三酮反應、雙縮脲反應）。第七節(jié) 蛋白質的分離純化與鑒定1. 蛋白質分離純化的過程及一般原則2蛋白質分離純化的一般方法3蛋白質含量的測定與純度鑒定4蛋白質相對分子量的測定方法習題要點：透析及超濾、鹽析及丙酮沉淀、電泳、層析、凝膠過濾（分子篩）、超速離心。本章重點、難點：蛋白質的分子結構、重要性質和結構與功能的關系。本章教學要求：1、了解：各種氨基酸的結構；蛋白質的分類，多肽鏈氨基酸序列分析；蛋白質分離純化的方法及其基本原理。2、掌握：蛋白質元素組成及其特點；蛋白質基本組成單位-氨基酸的種類、基本結構及主要特點；蛋白質的分子結構；蛋白質的主要理化性質及其應用。第三章 核酸化學第一節(jié) 概述1 核酸的種類與分布2 核酸的化學組成習題要點：1. 核苷酸中的堿基成分：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、胸腺嘧啶（T）；DNA 中的堿基（A、G、C、T），RNA 中的堿基（A、G、C、U）。2. 戊糖：D-核糖（RNA）、D-2-脫氧核糖（DNA）。3. 磷酸4. 核酸及核苷酸：堿基及戊糖通過糖苷鍵連接形成核苷，核苷與磷酸連接形成核苷酸。5. 重要游離核苷酸及環(huán)化核苷酸：ATP、ADP、GTP、cAMP、cGMP第二節(jié) DNA的分子結構 1 DNA的一級結構2 DNA的二級結構3 DNA的三級結構4 RNA的分子結構5 基因與基因組習題要點：1. 一級結構概念、核苷酸間的連接鍵3，5-磷酸二酯鍵、方向（53）及鏈書寫方式。2. DNA 的二級結構雙螺旋結構：chargaff 規(guī)則、B-DNA 結構要點，Z-DNA、A-DNA。3. DNA 的三級結構：超螺旋。4. mRNA：結構特點、三聯體密碼、功能。5. tRNA：結構特點、氨基酸臂、反密碼子環(huán)、功能。6. rRNA：與多種蛋白質結合形成核蛋白體（大亞基、小亞基），是蛋白質合成場所。7. 核酶：概念、化學本質（RNA）。8基因、基因組概念第三節(jié) 核酸的理化性質1 核酸的一般性質2 核酸的酸堿性質3 核酸的光學性質4 核酸的變性與復性習題要點：核酸的形狀、顏色、黏度、溶解度，核酸的兩性性質和紫外吸收性質，變性、復性的概念，條件，理化性質的改變，變色效應，Tm 值，解鏈曲線，分子雜交。本章重點、難點：DNA 的分子結構和核酸的主要理化性質。本章教學要求：1、了解：核酸的分類、細胞分布；各類核酸的功能及生物學意義；mRNA 一級結構特點；tRNA 二級結構特點；核酸的分子雜交。2、掌握：核酸的化學組成；兩類核酸（DNA與RNA）分子組成異同；核酸的一級結構；DNA 右手雙螺旋結構模式要點及堿基配對規(guī)律；核酸的主要理化性質（紫外吸收、變性、復性）。第四章 酶第一節(jié) 概念1 酶的概念2 酶催化作用的特點3 酶的化學本質4 酶的命名和分類習題要點：酶的概念，作為催化劑的一般特點，專一性、高效性，酶的蛋白質本質，酶的命名方法，六大類酶，單體酶、寡聚酶、多酶復合體。第二節(jié) 酶的結構與功能1 酶的活性中心2 酶原和酶原激活習題要點：酶的活性中心、必需基團（結合基團和催化基團），酶原。第三節(jié) 酶的作用機制1 誘導契合學說2 鄰近和定向效應3 酸堿催化4 共價催化5 微環(huán)境觸發(fā)酶的催化反應習題要點：酶-底物復合物的形成與誘導契合、鄰近效應與定向排列、多元催化、表面效應。第四節(jié) 酶促反應動力學1 酶的催化作用和分子活化能2 酶促反應的中間產物轉化3 酶促反應的米氏方程4 Km的含義和測定習題要點：活化能、米式方程推導、Km和 Vm的定義和測定，Km生物學意義。第五節(jié) 影響酶促反應速度的因素1 酶促反應初速度的測定2 底物濃度對酶促反應速度的影響3 酶濃度對酶促反應速度的影響4 溫度對酶促反應速度的影響5 pH對酶促反應速度的影響6 激活劑對酶促反應速度的影響7 抑制劑對酶促反應速度的影響習題要點：底物濃度的影響：米式方程，酶濃度的影響及應用，pH的影響及應用、最適 pH值， 溫度的影響及應用、最適溫度， 酶的抑制：不可逆抑制，可逆抑制（競爭性、非競爭性、反競爭性抑制），激活劑的影響。第六節(jié) 別構酶、共價調節(jié)酶、同工酶和誘導酶1 別構酶2 同工酶習題要點：概念及應用。第七節(jié) 酶的提取、純化、活性與比活性測定1 酶活力及其測定2 酶的純度和產量習題要點：酶活性測定和酶活性單位，比活力和純化倍數。第八節(jié) 維生素與輔酶1維生素的生理作用與分類2水溶性維生素3脂溶性維生素習題要點：B族維生素的名稱，衍生輔酶和生理功能。本章重點、難點：酶催化作用的特點、酶的作用機理、影響酶促反應的因素。本章教學要求： 1、了解：酶的概念、化學本質及生物學功能；酶的活性中心和必需基團；酶調節(jié)的方式；酶的變構調節(jié)和共價修飾調節(jié)的概念；酶的組成、結構；酶活性測定及酶活性單位；酶的命名與分類；抑制劑對反應速度的影響。2、掌握：酶催化作用的特點、酶的作用機理、影響酶促反應的因素。第五章 糖類的分解代謝第一節(jié) 雙糖和多糖的酶促降解1 蔗糖降解2 淀粉的降解習題要點：蔗糖降解和淀粉的降解的途徑，涉及的酶。第二節(jié) 糖酵解1 糖酵解的概念2 糖酵解的化學歷程3 糖酵解途徑的調控4 糖酵解的化學計量5 糖酵解的生物化學意義6 丙酮酸的去路習題要點：概念，反應部位，反應過程，調節(jié)，能量的計量及生物化學意義。第三節(jié) 三羧酸循環(huán)1 丙酮酸氧化生成乙酰CoA2 三羧酸循環(huán)的化學歷程3 三羧酸循環(huán)的調控4 三羧酸循環(huán)的化學計量5 三羧酸循環(huán)的生化意義6 草酰乙酸的回補習題要點：概念，反應部位，反應過程，能量生成情況，調節(jié)和生物化學意義。第四節(jié) 磷酸戊糖途徑 1磷酸戊糖途徑的化學歷程 2磷酸戊糖途徑的調控 3磷酸戊糖途徑的化學計量 4磷酸戊糖途徑的特點和生化意義 習題要點：概念，過程，調節(jié)及生物化學意義。本章重點、難點：糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑的反應歷程和生物化學意義。本章教學要求：1、了解：糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑的調控；蔗糖和淀粉的降解。2、掌握：糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑的反應歷程和生物化學意義。第六章 生物氧化 第一節(jié) 概述1 生物氧化的概念和特點2 高能化合物習題要點：物質體內氧化與體外氧化的異同，高能化合物種類第二節(jié) 呼吸鏈1 線粒體2 電子傳遞鏈習題要點：呼吸鏈的概念，組成及排列順序。 第三節(jié) 氧化磷酸化1 氧化磷酸化的概念2 氧化磷酸化的機制3 氧化磷酸化的解偶聯和抑制4 線粒體穿梭系統習題要點：氧化磷酸化的概念，氧化磷酸化偶聯部位，偶聯機制，ATP的生成方式；影響氧化磷酸化的因素，抑制劑，解偶聯制，胞液中 NADH 氧化。第四節(jié) 其它末端氧化酶系統 習題要點：其它末端氧化酶種類。本章重點、難點：電子傳遞鏈和氧化磷酸化作用，物質代謝與能量代謝的關系。本章教學要求：1、了解：生物氧化的概念及生物學意義； 物質體內氧化與體外氧化的異同；其它氧化體系。2、掌握：呼吸鏈的概念、兩條主要呼吸鏈的順序組成及各成分的作用；氧化磷酸化偶聯部位及主要電子傳遞抑制劑的作用部位；氧化磷酸化偶聯機制；底物水平磷酸化、氧化磷酸化、P/O 比值的概念；ATP 的生成；物質代謝與能量代謝的關系。第七章 糖類的生物合成第一節(jié) 糖異生作用1 葡萄糖異生途徑2 糖酵解與葡萄糖異生途徑的關系習題要點：概念、原料和部位、過程與調節(jié)。第二節(jié) 蔗糖和多糖的生物合成1糖核苷酸的作用2蔗糖的生物合成習題要點：糖核苷酸的作用，蔗糖的生物合成途徑。本章重點、難點：糖酵解與葡萄糖異生途徑的關系。本章教學要求：1、了解：蔗糖和多糖的生物合成。2、掌握：糖異生作用途徑及意義。第八章 脂類代謝第一節(jié) 脂肪的分解代謝 1 脂肪的水解2 甘油的代謝3 脂肪酸的分解4 乙醛酸循環(huán)習題要點：甘油的代謝途徑，脂肪酸的-氧化，乙醛酸循環(huán)代謝途徑。第二節(jié) 脂肪的合成代謝1甘油的生物合成2脂肪酸的生物合成3三酰甘油的生物合成習題要點：甘油的生物合成途徑，脂肪酸的從頭合成途徑，三酰甘油的生物合成。本章重點、難點：脂肪酸的-氧化和從頭合成，明確糖代謝與脂代謝的聯系。本章教學要求：1、了解：糖代謝與脂代謝的聯系。2、掌握：脂肪酸的-氧化和從頭合成，乙醛酸循環(huán)特點。第九章 核酸的生物合成第一節(jié) 原核生物DNA的生物合成 1 DNA的半保留復制2 原核生物DNA的復制3 確保DNA復制忠實性的機制習題要點：1. 遺傳學中心法則、復制的概念，復制的基本規(guī)律。 2. 半保留復制的概念，實驗依據和意義。 3. 雙向復制和復制的半不連續(xù)性。4. 原核生物DNA 聚合酶，DNA 復制保真性的依據。5. 參與原核生物DNA復制的蛋白質因子和酶。6. 原核生物的 DNA生物合成：起始、延長和終止。第二節(jié) *DNA 的突變與重組1 DNA的突變2. DNA的重組習題要點：突變的意義，引發(fā)突變的因素，突變的分子改變類型，重組的分子機制第三節(jié) DNA的損傷與修復1 DNA損傷的類型2 修復的方式和機制習題要點：DNA損傷的修復類型。第四節(jié) RNA的生物合成1原核生物的轉錄習題要點：1. 復制和轉錄的異同點。2. 轉錄的不對稱性，結構基因、模板鏈和編碼鏈的含義，單順反子及多順反子。3. 原核生物 RNA聚合酶的組成與功能。4. 原核生物的轉錄過程：轉錄起始、轉錄延長和轉錄終止。本章重點、難點：DNA的復制，DNA的轉錄，明確其生物合成的特點。本章教學要求：1、了解：遺傳學中心法則和擴大的中心法則；DNA 損傷（突變）的意義、類型；DNA 損傷修復的方式；參與復制的酶和因子（包括它們的功能）；原核生物RNA 聚合酶的組成和功能；模板鏈和編碼鏈的含義，轉錄的不對稱性。2、掌握：DNA 復制特點，即復制半保留半不連續(xù)性；復制過程；RNA的