生物化學(xué) 緒論 課件

生物化學(xué)

BIOCHEMISTRY生物與食品工程學(xué)院第一章緒論一、生物化學(xué)開(kāi)展簡(jiǎn)歷二、生物化學(xué)的根本內(nèi)涵三、生物化學(xué)在專業(yè)學(xué)習(xí)中的地位與作用四、如何學(xué)好生物化學(xué)五、學(xué)習(xí)本課程的根本要求二、生物化學(xué)的根本內(nèi)涵生物化學(xué)是研究生命活動(dòng)過(guò)程中物質(zhì)根底及其化學(xué)反響規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。1、生命活動(dòng)的物質(zhì)根底幾乎所有生物體都使用相同的生物分子，但生物分子的形式是多樣性的，這是生命現(xiàn)象多樣性的物質(zhì)根底。 〔1〕功能基團(tuán)〔Functionalgroups〕 〔2〕構(gòu)件分子〔Buildingmolecules〕 〔3〕生物大分子〔Biomacromolecules〕 〔4〕化學(xué)鍵〔Chemicalbonds〕細(xì)胞大約由10,000種不同的分子構(gòu)成，其中水占到5-95%，Na+、K+和Ca2+占1%，其它為有機(jī)化合物。構(gòu)成細(xì)胞的分子統(tǒng)稱為生物分子。生物分子主要由C、H、O、N、P和S等6種元素構(gòu)成。常見(jiàn)的功能基團(tuán)Functionalgroupsareclustersofatomswithcharacteristicstructureandfunctions.Mostbiomoleculescontainmorethanonefunctionalgroup.Differentfamiliesoforganiccompoundsresultwhenhydrogenatomsonorganicmoleculesarereplacedbydifferentfunctionalgroups.Thedistinctchemicalpropertiesofeachfunctionalgroupcontributetothebehaviorofanymoleculethatcontainsit.Functionalgroups構(gòu)件分子

——構(gòu)成生物大分子的根本單位單糖、雙糖甘油、脂肪酸氨基酸核苷酸葡萄糖單糖雙糖FattyacidsStructureofanaminoacid生物大分子多糖：淀粉、糖原、纖維素等蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)蛋白、酶、轉(zhuǎn)錄因子等核酸：DNA、RNA、dsRNAetcStarchGlycogenCelluloseStructureofcelluloseasitoccursinaplantcellwallLipidsarecomposedofthreefattyacids(usually)covalentlybondedtoa3-carbonglycerol.Functions:Long-termenergystorage;Structuralcomponents;Hormones;insulatorsandcushions.Structureofaphospholipid,Phospholipidsandglycolipidsareimportantstructuralcomponentsofcellmembranes.Phospholipidsaremodifiedsothataphosphategroup(PO4-)isaddedtooneofthefattyacids.Theadditionofthisgroupmakesapolar"head"andtwononpolar"tails".Proteinsareveryimportantinbiologicalsystemsascontrolandstructuralelements.Thebuildingblockofanyproteinistheaminoacids.HIVp17proteinandsimilaritiesofitsstructuretogammainterferon.化學(xué)鍵共價(jià)鍵非共價(jià)鍵

氫鍵 離子鍵 靜電作用力 范氏引力 疏水作用力FormationofacovalentbondbetweentwoHydrogenatoims.FormationofcovalentbondsinmethaneTableSaltCrystalFormationofacrystalofsodiumchloride.Eachpositivelychargedsodiumionissurroundedbysixnegativelychargedchlorideions;likewiseeachnegativelychargedchlorideionissurroundedbysixpositivelychargedsodiumions.Theoveralleffectiselectricalneutrality.IonicbondFormationofahydrogenbondbetweenthehydrogensideofonewatermoleculeandtheoxygensideofanotherwatermolecule.Thepresenceofpolarareasintheaminoacidsthatmakeupaproteinallowsforhydrogenbondstoform,givingthemoleculeathree-dimensionalshapethatisoftenvitaltothatprotein'sproperfunctioning.

Electrostaticinteractions

Electrostaticinteractionsoccurbetweenoppositelychargedatomsorgroups.Animportantaspectofallelectrostaticinteractionsinaqueoussolutionisthehydrationofions.Becausewatermoleculesarepolar,theyareattractedtochargedions.Asionsbecomehydrated,theattractiveforcebetweenthemisreduced,andthechargedspeciesdissolvesinthewater.Dissolutionofanionicallybondedcompound,sodiumchloride,bywatermolecules.

vanderWaalsforcesvanderWaalsforcesarerelativelyweek,transientelectrostaticinteractions.Theyoccurbetweenpermanentand/orinduceddipoles.Theymaybeattractiveorrepulsive,dependingonthethedistancebetweentheatomsorgroupsinvolved.TherearethreetypesofvanderWaalsforces:Dipole–dipoleinteractionsDipole–induceddipoleinteractionsInduceddipoles–induceddipolesinteractions.ThemeanvanderWaalsdiameterofwaterisidenticalwiththatofisoelectronicneon(2.82?). Hydrophobicinteractions

Assoonasnonpolarsubstancesaremixedwithwater,theycoalesceintodropletsbecausewater-waterinteractionsarestrongerthanwater-nonpolarsubstanceinteractions.Thisprocessresultsfromhydrophobicinteractions.小結(jié)2、生物化學(xué)反響的根本規(guī)律①生命活動(dòng)過(guò)程是由數(shù)千化學(xué)反響組成的，相關(guān)聯(lián)的化學(xué)反響形成代謝途徑，不同的代謝途徑連接形成代謝網(wǎng)絡(luò)。ChemicalreactionsMetabolicpathwaysMetabolicnetworksAB,BC,CD,CE,EFABCDCEFABCD

EF2、生物化學(xué)反響的根本規(guī)律②生物化學(xué)反響是由酶催化的，反響的根本原理是相同的。 氧化復(fù)原反響 親核反響 異構(gòu)化反響 水解反響 合成反響 etc反響很多，但反響的機(jī)制是相對(duì)較少的2、生物化學(xué)反響的根本規(guī)律③生物化學(xué)反響實(shí)現(xiàn)了生命必須的物質(zhì)轉(zhuǎn)換、能量傳遞和信息交流的統(tǒng)一。 物質(zhì)轉(zhuǎn)換生化反響的表現(xiàn)形式生命平臺(tái) 能量傳遞生化反響的催化動(dòng)力生命活力 信息交流生化反響的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)生命意義2、生物化學(xué)反響的根本規(guī)律④生物化學(xué)反響發(fā)生在細(xì)胞中，表達(dá)出生命的系統(tǒng)性。 生物分子的相互作用 細(xì)胞器之間的相互作用 細(xì)胞內(nèi)的信號(hào) 細(xì)胞生命活動(dòng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一 etc2、生物化學(xué)反響的根本規(guī)律⑤生物化學(xué)發(fā)應(yīng)是動(dòng)態(tài)的，具有方向性。 物質(zhì)轉(zhuǎn)換、能量傳遞、信息交流是無(wú)時(shí)不停的； 生化反響是可以調(diào)節(jié)的； 生化反響的平衡是動(dòng)態(tài)的； 生化反響是有方向的。三、生物化學(xué)在本專業(yè)學(xué)習(xí)中

地位與作用根底理論作用〔學(xué)習(xí)后續(xù)課程的根底〕實(shí)踐動(dòng)手作用〔根本實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)〕生物思想作用〔生化的角度看生命現(xiàn)象〕四、如何學(xué)好生物化學(xué)4R法〔Read,Remember, Repeat,Review〕做好筆記做好習(xí)題教學(xué)互動(dòng)學(xué)習(xí)生物化學(xué)的“分子哲學(xué)〞法五、學(xué)習(xí)本課程的根本要求需要掌握的核心內(nèi)容 氨基酸的根本結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、別離鑒定方法 蛋白質(zhì)的根本結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能、研究方法 酶催化的根本理論和調(diào)節(jié)，特別是米氏方程 核酸的根本組成單位、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能、研究方法 DNA復(fù)制、RNA合成及蛋白質(zhì)合成的根本過(guò)程 根本糖代謝途徑及生物氧化 脂肪酸分解與合成的根本過(guò)程 蛋白質(zhì)和氨基酸分解與合成的一般概念