生物化學(xué)第一章-緒論

緒論第一

章化學(xué)教研室張文倩第一章緒論

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握生物化學(xué)的概念及人體物質(zhì)組成

；2、熟悉生物化學(xué)研究發(fā)展基本史；3、熟悉生物化學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容及與醫(yī)學(xué)的關(guān)系；4、了解生物化學(xué)的發(fā)展方向。

生物化學(xué)(biochemistry)

研究生物體的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)以及生命過(guò)程中化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué)。

生物化學(xué)是從分子水平上研究生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)，故又稱(chēng)之為生命的化學(xué)。

分子生物學(xué)通常將生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其代謝調(diào)控等的研究，稱(chēng)為分子生物學(xué)。

從廣義的角度可將分子生物學(xué)視為生物化學(xué)的重要組成部分。第一章緒論

●生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程?！裆锘瘜W(xué)則為醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科從分子水平探討正?；蚣膊顟B(tài)時(shí)人體的結(jié)構(gòu)與功能、疾病的預(yù)防、診斷與治療提供理論依據(jù)和技術(shù)。第一章緒論

生物化學(xué)是在近代化學(xué)和生理學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的，故最初稱(chēng)為“生理化學(xué)”。直到1903年才由德國(guó)科學(xué)家C.A.

Neuberg提出“Biochemistry”而成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。第一節(jié)、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

縱觀(guān)生物化學(xué)的發(fā)展史，可大致分為三個(gè)階段，即敘述生物化學(xué)、動(dòng)態(tài)生物化學(xué)和分子生物學(xué)階段。1.敘述生物化學(xué)階段：其主要工作是分析和研究生物體的化學(xué)組成以及生物體的分泌物和排泄物。如對(duì)脂類(lèi)、糖類(lèi)及氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)了核酸、酶、輔酶等。是生物化學(xué)發(fā)展的初期階段。第一節(jié)、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史2.動(dòng)態(tài)生物化學(xué)階段：生物化學(xué)蓬勃發(fā)展時(shí)期。在這一時(shí)期，人們基本上弄清了生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。主要研究生物體內(nèi)糖、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)和核酸的新陳代謝及代謝過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換和代謝調(diào)控。3.分子生物學(xué)階段：研究生物大分子(biomacromolecules)的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。研究和闡明生長(zhǎng)、分化、遺傳、變異、衰老和死亡等基本生命活動(dòng)的規(guī)律。如

1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；在此基礎(chǔ)上

1958年Crick提出遺傳信息傳遞的“中心法則”，奠定分子生物學(xué)（molecularbiology)的基礎(chǔ)；1953年Sanger測(cè)定出牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）以及1975年的DNA序列的Sanger測(cè)定法；1961年Jacob和

Monod提出“操縱子學(xué)說(shuō)”；

1966年破譯遺傳密碼。第一節(jié)、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

20世紀(jì)70年代Berg成功地進(jìn)行了DNA體外重組，標(biāo)志現(xiàn)代基因工程的誕生。20世紀(jì)80年代后，分子生物學(xué)和基因工程得以飛速發(fā)展，推動(dòng)了醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)末啟動(dòng)人類(lèi)基因組計(jì)劃，經(jīng)近10年努力，終于在2001年2月由人類(lèi)基因組計(jì)劃和Cerela共同公布了人類(lèi)基因組草圖。這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)的又一重大突破。將為人類(lèi)的健康和疾病的研究帶來(lái)根本性的變革。第一節(jié)、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史第一節(jié)、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史點(diǎn)滴積累1.生物化學(xué)概念研究生物體的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)以及生命活動(dòng)過(guò)程中化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué)。2.敘述生化階段為生物化學(xué)發(fā)展的初期階段。該階段主要探究、鑒定生物體化學(xué)組成。3.動(dòng)態(tài)生化階段主要研究糖、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)和核酸的新陳代謝及代謝過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換和代謝調(diào)控。4.分子生物學(xué)階段主要探究各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。研究和闡明生長(zhǎng)、分化、遺傳、變異、衰老和死亡等基本生命活動(dòng)的規(guī)律。第二節(jié)生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容

一、生物體的化學(xué)組成

例如20種α-氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，4種核苷酸是核酸的構(gòu)件分子，而單糖和脂肪酸則分別為多糖與多種脂類(lèi)化合物的構(gòu)件分子。

當(dāng)前研究的重點(diǎn)為生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，特別是蛋白質(zhì)和核酸，二者是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)生命活動(dòng)起著關(guān)鍵性的作用。C、H、O、N﹥99%30種小分子化合物構(gòu)件分子生物大分子生物體由多種化學(xué)元素組成：第二節(jié)生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容

二、物質(zhì)代謝、能量代謝及代謝調(diào)節(jié)組成生物體的物質(zhì)不斷地進(jìn)行著復(fù)雜而有規(guī)律的化學(xué)變化，即新陳代謝。新陳代謝是生命的基本特征之一。生物經(jīng)新陳代謝不斷與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，以維持生物體的繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育、修補(bǔ)和自我更新。新陳代謝物質(zhì)代謝能量代謝第二節(jié)生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容

三、基因的復(fù)制、表達(dá)及調(diào)控DNA復(fù)制RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯

DNA是儲(chǔ)存遺傳信息的物質(zhì)。通過(guò)DNA復(fù)制，將親代的遺傳信息忠實(shí)地傳遞給子代。DNA分子經(jīng)轉(zhuǎn)錄可將其遺傳信息傳遞給RNA，而mRNA可作為蛋白質(zhì)合成的模板，指導(dǎo)編碼蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。即將遺傳信息翻譯成能執(zhí)行各種各樣生理功能的蛋白質(zhì)。此即為遺傳信息傳遞和表達(dá)。第二節(jié)生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容

點(diǎn)滴積累1.生物體主要由C、H、O、N四種元素組成。各種元素以一定的化學(xué)鍵構(gòu)成約30種構(gòu)件分子，不同的構(gòu)件分子以不同的連接鍵連接成不同的生物大分子。2.新陳代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝。兩者互為條件、相互依存緊密聯(lián)系在一起。新陳代謝是生命的基本特征之一。3.遺傳信息傳遞和表達(dá)是通過(guò)DNA復(fù)制，RNA轉(zhuǎn)錄，翻譯表達(dá)生成蛋白質(zhì)的過(guò)程完成的。即將遺傳信息翻譯表達(dá)成能執(zhí)行各種各樣生理功能的蛋白質(zhì)。第三節(jié)生物化學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系生物化學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。生物化學(xué)理論、原理和技術(shù)在藥物研究、藥品生產(chǎn)、藥物質(zhì)量控制與臨床應(yīng)用方面起著核心基礎(chǔ)理論的作用。藥理學(xué)主要以藥物作用的分子機(jī)制、藥物在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化等為其主要研究?jī)?nèi)容。而藥物作用分子機(jī)制的闡明，藥理學(xué)研究的理論與技術(shù)手段均需借助生物化學(xué)理論和方法。

微生物發(fā)酵是制藥工業(yè)生產(chǎn)微生物藥品的重要手段。其理論基礎(chǔ)是微生物學(xué)和生物化學(xué)。

利用酶轉(zhuǎn)化法，尤其是應(yīng)用固定化酶生物反應(yīng)器改進(jìn)制藥工藝，已在有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、抗生素、維生素和甾體激素等領(lǐng)域取得顯著成效。如利用青霉素酰化酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)半合成青霉素和頭孢霉素；利用β-酪氨酸酶制造多巴。另外在GSH、FDP、L-卡泥汀、L-麻黃堿中間體等產(chǎn)品的生產(chǎn)也已獲得成功。第三節(jié)生物化學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系

由生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)相結(jié)合而快速發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代生物技術(shù)已有可能生產(chǎn)人體內(nèi)幾乎所有痕量、稀有的多肽和蛋白質(zhì)，這些技術(shù)包括基因工程、酶工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程。生物技術(shù)制藥從1982年重組人胰島素上市至今新批準(zhǔn)用于治療的生物技術(shù)藥物已超百種，我國(guó)亦有包括胰島素、白細(xì)胞介素、干擾素、促紅細(xì)胞生成素、粒細(xì)胞集落刺激因子、胸苷激酶基因工程細(xì)胞制劑，乙肝疫苗共20多種生物技術(shù)藥物批準(zhǔn)上市。第三節(jié)生物化學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系因此生物化學(xué)基本理論、方法和技術(shù)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)