周俊宜中山醫(yī)科大學(xué)生化教研室課件

周俊宜中山醫(yī)科大學(xué)生化教研室課件課程簡介內(nèi)容概述涵蓋生物化學(xué)基礎(chǔ)知識，從蛋白質(zhì)、脂類、糖類到核酸，以及代謝和遺傳等重要方面。學(xué)習(xí)目標培養(yǎng)學(xué)生對生物化學(xué)的基本理解，并應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究和臨床實踐。教學(xué)方式課堂講授、實驗操作、課后討論，多種教學(xué)方式相結(jié)合。生化學(xué)概述生命化學(xué)的基礎(chǔ)生化學(xué)是研究生物體內(nèi)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，以及它們之間的相互作用和轉(zhuǎn)化的一門學(xué)科。它為我們理解生命的本質(zhì)提供了基礎(chǔ)。生物大分子的作用生化學(xué)主要研究四大類生物大分子：蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)和糖類。它們在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的結(jié)構(gòu)、催化、遺傳和能量供應(yīng)等作用。蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)最重要的有機化合物之一，根據(jù)其結(jié)構(gòu)、功能和來源可以進行分類。主要分類包括：按結(jié)構(gòu)分類：簡單蛋白質(zhì)、結(jié)合蛋白質(zhì)按功能分類：酶、激素、抗體、結(jié)構(gòu)蛋白等按來源分類：動物蛋白、植物蛋白氨基酸的結(jié)構(gòu)與特性1中心碳原子連接著氨基、羧基、氫原子和側(cè)鏈2氨基和羧基決定了氨基酸的酸堿性質(zhì)3側(cè)鏈決定了氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)肽鍵的形成和蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)肽鍵是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，由一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基脫水縮合而成。肽鍵的形成使氨基酸連接成肽鏈，并賦予蛋白質(zhì)獨特的結(jié)構(gòu)和功能。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指肽鏈中局部區(qū)域的折疊方式，主要包括α-螺旋和β-折疊兩種常見結(jié)構(gòu)。α-螺旋是由肽鏈沿著軸線盤旋形成的螺旋狀結(jié)構(gòu)，而β-折疊則是由肽鏈中的多個肽段平行排列，形成折疊狀結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)決定了它的功能。結(jié)構(gòu)主要分為四級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的折疊過程是一個復(fù)雜的過程，受多種因素影響，例如氨基酸序列、環(huán)境溫度、pH值等。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)的改變會導(dǎo)致功能的喪失或改變，例如遺傳病。酶的概念和特性概念生物催化劑，加速生物化學(xué)反應(yīng)，但不改變反應(yīng)平衡特性高效性、專一性、溫和條件下活性、可調(diào)控性酶促反應(yīng)動力學(xué)1反應(yīng)速率酶催化反應(yīng)速率受底物濃度、溫度、pH值等因素影響。2米氏常數(shù)米氏常數(shù)反映酶對底物的親和力，數(shù)值越小，親和力越高。3最大反應(yīng)速率酶催化反應(yīng)的最大反應(yīng)速率取決于酶的濃度和活性。酶的調(diào)節(jié)機制變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)分子與酶結(jié)合改變酶的活性。共價修飾共價修飾是指通過添加或去除化學(xué)基團來改變酶的活性。酶的誘導(dǎo)和抑制誘導(dǎo)是指通過增加酶的合成來提高酶的活性，抑制是指通過減少酶的合成來降低酶的活性。糖的分類和性質(zhì)1單糖葡萄糖、果糖、半乳糖2雙糖蔗糖、麥芽糖、乳糖3多糖淀粉、纖維素、糖原糖代謝的途徑1糖酵解葡萄糖在細胞質(zhì)中被降解成丙酮酸，產(chǎn)生少量ATP和NADH。2糖異生非糖物質(zhì)，如丙酮酸、乳酸、甘油等，在肝臟中合成葡萄糖。3糖原代謝葡萄糖在肝臟和肌肉中以糖原的形式儲存，并在需要時釋放。4磷酸戊糖途徑產(chǎn)生NADPH和核糖-5-磷酸，用于合成核酸和脂肪酸。糖酵解的過程第一步:葡萄糖磷酸化葡萄糖被磷酸化為葡萄糖-6-磷酸，消耗1個ATP。第二步:異構(gòu)化葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)化為果糖-6-磷酸。第三步:果糖磷酸化果糖-6-磷酸被磷酸化為果糖-1,6-二磷酸，消耗1個ATP。第四步:分裂果糖-1,6-二磷酸被裂解為甘油醛-3-磷酸和二羥丙酮磷酸。第五步:異構(gòu)化二羥丙酮磷酸轉(zhuǎn)化為甘油醛-3-磷酸。第六步:氧化甘油醛-3-磷酸被氧化為1,3-二磷酸甘油酸，產(chǎn)生1個NADH。第七步:磷酸基團轉(zhuǎn)移1,3-二磷酸甘油酸將磷酸基團轉(zhuǎn)移到ADP，生成ATP和3-磷酸甘油酸。第八步:異構(gòu)化3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)化為2-磷酸甘油酸。第九步:脫水2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸。第十步:磷酸基團轉(zhuǎn)移磷酸烯醇式丙酮酸將磷酸基團轉(zhuǎn)移到ADP，生成ATP和丙酮酸。糖異生和糖原合成糖異生從非糖物質(zhì)合成葡萄糖的過程，主要在肝臟和腎臟進行。糖原合成將過量的葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原儲存在肝臟和肌肉中，以備不時之需。重要性維持血糖穩(wěn)定，為機體提供能量，并參與其他代謝過程。脂質(zhì)的分類和功能1脂肪儲存能量、保溫2磷脂構(gòu)成細胞膜、信號傳遞3固醇調(diào)節(jié)生理功能、構(gòu)成細胞膜脂肪酸的合成與氧化脂肪酸的合成和氧化是體內(nèi)重要的代謝過程，相互聯(lián)系又相互獨立。脂肪酸的合成主要發(fā)生在肝臟，從乙酰輔酶A開始，經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)，合成飽和脂肪酸。主要合成途徑是**脂肪酸合成酶系**。脂肪酸的氧化則主要發(fā)生在線粒體中，通過**β-氧化**，將脂肪酸分解成乙酰輔酶A，產(chǎn)生能量。脂肪酸的合成和氧化受多種因素調(diào)節(jié)，包括激素、營養(yǎng)狀況和細胞的能量需求等。磷脂的結(jié)構(gòu)和作用結(jié)構(gòu)磷脂是一種重要的脂類，其結(jié)構(gòu)由甘油骨架、脂肪酸鏈和磷酸基團組成。磷酸基團通常與極性頭部基團結(jié)合，而脂肪酸鏈構(gòu)成非極性的尾部。這種獨特的結(jié)構(gòu)賦予了磷脂兩親性，即具有親水頭部和疏水尾部。作用磷脂在細胞膜中起著至關(guān)重要的作用，構(gòu)成細胞膜的雙分子層結(jié)構(gòu)。它們形成了細胞膜的屏障，控制物質(zhì)進出細胞，并參與了細胞信號傳導(dǎo)和物質(zhì)運輸?shù)戎匾δ堋Ａ字€參與脂蛋白的形成，幫助運輸脂類物質(zhì)。膽固醇的代謝1膽固醇的合成膽固醇在肝臟中合成，也來自食物。2膽固醇的運輸膽固醇通過脂蛋白在血液中運輸。3膽固醇的代謝膽固醇可以轉(zhuǎn)化為膽汁酸，或被排出體外。核酸的組成成分核酸是生物體內(nèi)重要的生物大分子，是遺傳信息的載體。它由核苷酸單體聚合而成。核苷酸由三個部分組成：戊糖、磷酸和含氮堿基。戊糖有兩種：核糖和脫氧核糖。磷酸是連接各個核苷酸的橋梁。含氮堿基有五種：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，以氫鍵相互連接，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。復(fù)制過程DNA復(fù)制以半保留方式進行，每條母鏈作為模板合成一條新的子鏈，最終形成兩個完全相同的DNA分子。酶參與DNA復(fù)制過程需要多種酶的參與，包括DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等。RNA的類型和功能1信使RNA(mRNA)攜帶遺傳信息從DNA到核糖體，用于蛋白質(zhì)合成。2轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)將氨基酸運送到核糖體，參與蛋白質(zhì)合成。3核糖體RNA(rRNA)構(gòu)成核糖體的主要成分，參與蛋白質(zhì)合成的催化反應(yīng)。轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程轉(zhuǎn)錄DNA信息被轉(zhuǎn)錄成mRNA。翻譯mRNA信息被翻譯成蛋白質(zhì)。基因表達的調(diào)控1轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子可通過與基因啟動子結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的起始。2翻譯調(diào)控微小RNA(miRNA)可結(jié)合到mRNA上，阻止翻譯過程。3蛋白質(zhì)降解蛋白質(zhì)降解通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)，控制蛋白質(zhì)的壽命和活性。生化實驗的基本操作移液操作移液是生化實驗中最基礎(chǔ)的操作之一，需要準確地吸取和分配液體，確保實驗結(jié)果的準確性。離心操作離心是將不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)，在生化實驗中常用于分離蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。分光光度計分光光度計是用來測定物質(zhì)的光吸收和透射程度的儀器，在生化實驗中常用于測定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的濃度。儀器使用與安全注意事項1安全意識實驗前認真學(xué)習(xí)安全操作規(guī)程。2儀器檢查使用前仔細檢查儀器完好無損。3規(guī)范操作嚴格按照說明書操作，防止意外發(fā)生。生化實驗數(shù)據(jù)的收集與分析精確測量生化實驗數(shù)據(jù)需要使用精確的儀器進行測量，并記錄實驗條件和操作步驟。數(shù)據(jù)處理對收集到的數(shù)據(jù)進行整理、分析和統(tǒng)計，使用圖表和統(tǒng)計軟件進行可視化呈現(xiàn)。結(jié)果解讀分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論，并結(jié)合相關(guān)理論和文獻進行解釋，驗證實驗假設(shè)。生化學(xué)實驗報告的撰寫生化學(xué)實驗報告是記錄實驗過程、結(jié)果和分析的正式文件，也是評估學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾罁?jù)。一個完整的生化實驗報告應(yīng)包含以下內(nèi)容：實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灢牧吓c方法實驗結(jié)果與分析實驗討論參考文獻撰寫生化實驗報告時要注意以下幾點：語言簡潔明了，準確規(guī)范，避免使用口語化或不專業(yè)的詞匯。數(shù)據(jù)記錄完整，圖表清晰易懂，并進行必要的分析和解釋。實驗結(jié)果與分析要客觀真實，避免主觀臆斷或捏造數(shù)據(jù)。實驗討論應(yīng)結(jié)合實驗結(jié)果，分析實驗的成功與失敗，并提出改進建議。參考文獻格式規(guī)范，并確保內(nèi)容真實可靠。生化學(xué)知識的應(yīng)用實例1疾病診斷生化學(xué)指標可以幫助診斷各種疾病，例如糖尿病、心臟病、肝病和癌癥。2藥物研發(fā)生化研究推動了新藥的研發(fā)，例如抗生素、抗病毒藥物和抗癌藥物。3食品安全生化學(xué)方法可用于檢測食品中的污染物、添加劑和營養(yǎng)成