動物生物化學AnimalBiochemistry.ppt

1、動物生物化學Animal Biochemistry,學時安排： 理論 60學時 實驗 30學時,學習成績考核：筆試 70分 實驗 20分 平時提問與出勤 10分,課程學時安排,第一章 緒論 2 第二章 蛋白質的結構與功能 8 第三章 酶學 6 第四章 維生素 4 第五章 生物氧化 6 第六章 糖類代謝 8 第七章 脂類代謝 6 第八章 含氮小分子代謝 6 第九章 核酸的化學結構 4 第十章 核酸的生物學功能 8 第十一章 生物膜的結構與功能 2,參考書目,使用教材：動物生物化學 主編 周順伍等 中國農業(yè)出版社 參考書目： 生物化學（第五版）周愛儒 主編 人民衛(wèi)生出版社 生物化學（第三版）王靜巖

2、主編 高等教育出版社 哈珀生物化學（第25版） 科學出版社 生物化學（影印第二版） RH.Garrett等編 高等教育出版社 生物化學導論（第二版） 科學出版社 現(xiàn)代生物化學 于自然等主編 化學工業(yè)出版社 教學參考資料： 生物化學應試指南 周愛儒 主編 北京醫(yī)科大學出版社 生物化學習題集 吉林大學出版社 生物化學習題解析 科學出版社,輔導答疑地點： 新科研實驗大樓四樓生物化學教研室 余濤 電話Email： 實驗地點： 新科研實驗大樓四樓生物化學實驗室,第一章 緒 論Chapter 1 Introduction,一、生物化學的概念與研究內容,1、生物化學的概念： 傳統(tǒng)定

3、義：生物化學是運用化學、物理學和生物學的現(xiàn)代理論和技術，研究生物體的物質組成與結構、物質代謝與能量轉變，以這些變化與生理機能之間關系的一門科學。即在分子水平上研究生命現(xiàn)象的化學本質的科學。 現(xiàn)代定義：研究生物分子，特別是生物大分子相互作用、相互影響以表現(xiàn)生命活動現(xiàn)象原理的科學。,2、生物化學的研究內容 （1）研究生物體內物質的化學組成、結構、性質與功能。 高等生物體主要由蛋白質、核酸、糖類、脂類以及水、無機鹽等組成，此外還含有一些低分子物質，如維生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解產物。 研究生物分子的結構和功能之間的關系，代表了現(xiàn)代生物化學與分子生物學發(fā)展的方向。,（2）研究生物體內物

4、質代謝（新陳代謝）、能量轉變及其調控機理,生物體與其外環(huán)境之間的物質交換過程就稱為物質代謝或新陳代謝。 物質代謝的基本過程主要包括三大步驟：消化、吸收中間代謝排泄。其中，中間代謝過程是在細胞內進行的，最為復雜的化學變化過程，它包括合成代謝，分解代謝，物質互變，代謝調控，能量代謝幾方面的內容。,（3）研究物質結構、代謝和生物功能與復雜的生命現(xiàn)象之間的關系,（4）研究生物體遺傳的物質基礎，基因信息傳遞、表達及其調控規(guī)律 基因信息傳遞涉及到遺傳、變異、生長、分化等諸多生命過程，也與遺傳病、惡性腫瘤、心血管病等多種疾病的發(fā)病機制有關。 DNA重組、轉基因、基因剔除、新基因克隆、人類基因組計劃及功能基因

5、組計劃等的發(fā)展，將大大推動這一領域的研究進程。,研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩和人類基因組存在關鍵性差異,3、生物化學的研究對象,生物體：動物、植物、微生物等 按研究對象分：動物 、植物 、微生物 。,二、生物化學的發(fā)展史,1、生物化學產生前時期 最早可追溯到離現(xiàn)在4000多年前。 公元前22世紀 夏禹時代 釀酒 公元前12世紀 商周時代 制醬、制醋 公元前6世紀 癭?。ǖ胤叫约谞钕倌[） 公元四世紀 葛洪 海藻治療癭病 唐代孫思邈 米糠熬粥治療腳氣病 豬肝治療雀目 明代李時珍 本草綱目,2、描述的或有機生物化學發(fā)展時期 （17701903，靜態(tài)生物化學） 大約從十八世紀中葉到二十世紀初，主要完成了各種生物體化

6、學組成的分析研究，發(fā)現(xiàn)了生物體主要由糖、脂、蛋白質和核酸四大類有機物質組成 。 主要成就 1828年 魏勒在實驗室將氰酸鈉合成為尿素 1842年 李比希首次提出新陳代謝的概念 1849年 巴斯德開始發(fā)酵的研究 1877年 霍佩.賽勒首次提出“Biochemie” 1897年 布克納兄弟 蔗糖酵母發(fā)酵實驗,3、動態(tài)的或生理生物化學發(fā)展時期 （19031950，動態(tài)生物化學）,大約從二十世紀初到二十世紀五十年代。此階段對各種化學物質的代謝途徑有了一定的了解。物質代謝途徑及動態(tài)平衡、能量轉化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白質合成、核酸的遺傳功能、酶、維生素、激素、抗生素等的代謝。 其中

7、主要的有： 1905年 哈登和楊發(fā)現(xiàn)酶和輔酶；1926年 sumner首次從刀豆中獲得脲酶結晶；1955年 Sanger完成牛胰島素氨基酸組成分析；1932年，英國科學家Krebs 發(fā)現(xiàn)尿素合成的鳥氨酸循環(huán)；1937年，Krebs提出了各種化學物質的中心環(huán)節(jié)三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑； 1940年，德國科學家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代謝途徑，等等。,4、分子的或綜合生物化學發(fā)展時期 （1950至今，機能生物化學）,孟德爾 豌豆雜交實驗提出生物遺傳的不是其形狀本身，而是它的遺傳因子。 1895年 Miescher 發(fā)現(xiàn)核蛋白 1928年 格里非思 肺炎球菌轉化實驗 1944年 A

8、very等人首次證明DNA是遺傳物質 1950年 Chargaff證明A=T G=C 1953年，Watson和Crick提出DNA的雙螺旋結構模型為標志，生物化學的發(fā)展進入分子生物學階段。 1966年 遺傳密碼破譯,1958 1971年 遺傳中心法則（Crick) 1960年 Jacob和Monod創(chuàng)立操縱子學說 1982年 Cech發(fā)現(xiàn)核酶 1982年Palmiter 轉基因技術 1990年 人類基因組計劃 1997年Wilmut 克隆技術 這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結構與其功能之間的關系。如生命的本質和奧秘：運動、神經、內分泌、生長、發(fā)育、繁殖等的分子機理等。,195

9、3年，沃森克里克（WatsonCrick）確定DNA雙螺旋結構，獲1962年諾貝爾生理、醫(yī)學獎。 1955年，英國生物化學家桑格爾（Sanger）確定牛胰島素結構，獲1958年諾貝爾化學獎。 1980年，桑格爾和吉爾伯特（Gilbet）設計出測定DNA序列得方法，獲1980年諾貝爾化學獎。 1984年，化學獎，Bruce Merrifield（美國），建立和發(fā)展蛋白質化學合成方法。 1993年1、Rechard J.Roberts(美)等，發(fā)現(xiàn)斷裂基因 化學獎 2Karg B. Mallis(美)發(fā)明PCR方法。 3Michaet Smith(加拿大)建立DNA合成用與定點誘變研究 1994年

10、 Alfred G. Giillman（美）等，發(fā)現(xiàn)G蛋白及基因在細胞內信號轉導的作用。,1997年 1 stanley B.prusiner(美)發(fā)現(xiàn)一中新型的致病因子感染性蛋白顆粒“prion”（瘋牛?。?生理醫(yī)學獎 2 paul D.Boyer（美）等，說明ATP酶促合成機制 化學獎 3 Jens c. skon(丹麥)發(fā)現(xiàn)輸送離子的Na+K+_ATP酶。1996年Petr c. Doherty（美）等，發(fā)現(xiàn)T細胞對病毒感染細胞的識別和MHC(主要組織相容性復合體)限制。 生理醫(yī)學獎 1998年 ROLert F.furchgott（美國）等，發(fā)現(xiàn)NO是心血管系統(tǒng)的信號分子 生理醫(yī)學獎,

11、我國生物化學的發(fā)展概況 起步晚，基礎弱，潛力大，需努力 1、吳憲 血濾液制備、蛋白質變性。食物營養(yǎng)與免疫化學 2、1965年 首次人工合成結晶牛胰島素 3、1981年 合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工全合成 4、天花粉蛋白一級結構測定 5、生物膜與水通道的研究 6、人類基因組、水稻基因組等的研究,三、生物化學的應用與展望,1、 生物化學是二十一世紀生命科學的帶頭學科。 學科熱點： 基因組學 蛋白質組學 克?。ńM織、器官、個體）,生物化學學科的新進展與熱點問題 1、基因組計劃研究的繼續(xù)與深入 2、蛋白質組研究（后基因組研究） 3、RNA組計劃正在興起 4、基因表達調控 5、細胞信號傳遞 6、與醫(yī)

12、學密切相關的一些熱點問題 7、端粒、端粒酶與細胞正常衰老、凋亡研究 8、與藥物生產密切相關的基因工程研究 9、體內第三類生物大分子糖蛋白與蛋白聚糖 10、分子生物學中心法則的理論研究及相關技術研究,2、 生物化學與農業(yè) 原始農業(yè)：采集與狩獵，游牧式 傳統(tǒng)農業(yè)：原始的種植業(yè)，畜牧業(yè) 現(xiàn)代農業(yè)：化肥，農藥；綠色革命（雜種優(yōu)勢），生物防治，分子育種，轉基因植物，動物營養(yǎng) 分子農業(yè)（工廠化農業(yè)）：離開土地，細胞水平甚至是分子水平的生化加工業(yè)，。 植物：光合作用 固定化細胞培養(yǎng)，葉綠體光合器。 動物：細胞培養(yǎng)。,3、 生物化學與環(huán)保 環(huán)境污染：Pb，Hg 環(huán)境監(jiān)控：生物傳感（酶，細胞）和指示生物 生物凈化：金屬硫蛋白等金屬結合蛋白,4、 生物化學與輕工業(yè) 發(fā)酵工業(yè)：抗生素、氨基酸。 食品工業(yè)飼料工業(yè)：酶，添加劑，香味劑，甜味劑 制革與造紙工業(yè)：酶法處理 生物電子學：DNA儲存器。 酶工程技術,5、 生物化學與醫(yī)藥 生化藥物 基因工程藥物 蛋白質工程藥物 抗體工程藥物：定向，低劑量 海洋生物技術藥物,四、生物化學與畜牧和獸醫(yī)的