生化緒論課件

1、生物化學(xué),生物科學(xué)與工程學(xué)院,劉悅萍 電話辦公室：生物樓-303,課程簡(jiǎn)介,課堂教學(xué) 72 學(xué)時(shí)： 王鏡巖 朱圣庚 生物化學(xué)教程 高等教育出版社 2008 實(shí)驗(yàn)教學(xué)60學(xué)時(shí)： 生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù) 北京大學(xué)出版社 2006課程中間+小學(xué)期,課程考核,閉卷考試：30% （期中）+ 40%（期末） 平時(shí)成績(jī)：15% (考勤+提問+作業(yè)) 互動(dòng)教學(xué)：15% 課程論文 + PPT講授(小組匯報(bào)),緒 論,一、生物化學(xué)的概念、研究對(duì)象和內(nèi)容 二、生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 三、生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系 四、生物化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展前景 五、生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,一、生物化學(xué)的概念、 研究對(duì)象和內(nèi)

2、容,概念,生物化學(xué)可以認(rèn)為是生命的化學(xué)，它是研究動(dòng)、植物、微生物和人體的化學(xué)組成和各種化學(xué)物質(zhì)，尤其是蛋白質(zhì)、核酸、酶、淀粉（糖）和脂肪等大分子的化學(xué)性質(zhì)、生物活性、分析與制備方法以及生命過(guò)程的化學(xué)變化的一門科學(xué)。,What is biochemistry?,Biochemistry is the study of the chemical compositions and chemical reactions of life.,Biochemistry is a science of chemical nature of life.,生命體,研究對(duì)象,噬菌體,動(dòng)物病毒,植物病毒,此處需要設(shè)計(jì)

3、一個(gè)學(xué)生預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生看書總結(jié)本書的主要的研究?jī)?nèi)容,(一）生物體的組成物質(zhì)（靜態(tài)生物化學(xué)） 重點(diǎn)是蛋白質(zhì) 、酶、核酸、糖類和脂類的結(jié)構(gòu)和功能，生物膜和激素只作一般性介紹。,研究?jī)?nèi)容,（二）物質(zhì)和能量代謝（動(dòng)態(tài)生物化學(xué)）： 包括1728章，重點(diǎn)是糖類和脂類的代謝、氨基酸和核苷酸的分解和合成代謝，及物質(zhì)代謝和能量代謝的關(guān)系，第27章生物固氮只作概要介紹，第21章光合磷酸化只作簡(jiǎn)短概述，由同學(xué)自己閱讀，植物生理學(xué)詳細(xì)講述。,肉毒堿,“吊瓶班”,課程小論文1,保健品之我見 要求如下： 內(nèi)容：明確闡述自己的觀點(diǎn)，詮釋自己觀點(diǎn)的依據(jù)， 格式：學(xué)術(shù)論文 字?jǐn)?shù)：不限 提交：2016年10月10日零點(diǎn)前提交

4、至站內(nèi)課程平臺(tái),1點(diǎn)1線或1點(diǎn)2線:410個(gè) 1點(diǎn)3線:71個(gè) 1點(diǎn)4線:20個(gè) 1點(diǎn)5線:11個(gè) 1點(diǎn)6線或6線以上:8個(gè) 1點(diǎn)1線在1個(gè)途徑的末端; 1點(diǎn)2線在1個(gè)途徑的中間; 1點(diǎn)3線參與2個(gè)途徑; 其余類推.,（三）信息分子的生物合成（機(jī)能生物化學(xué)）：29-35章，講述狹義分子生物學(xué)的基本內(nèi)容，為現(xiàn)代生命科學(xué)最活躍的領(lǐng)域，35章的內(nèi)容做簡(jiǎn)單的介紹。,龍生龍，鳳生鳳，耗子生兒會(huì)打洞”,“龍生九子九子各不同”,從前體信使RNA到成熟的信使RNA轉(zhuǎn)變的剪接過(guò)程中，剪接體是如何工作的，以及剪接體到底長(zhǎng)什么樣?,施一公團(tuán)隊(duì),問學(xué)生這部分內(nèi)容你認(rèn)為最有意思或你最感興趣的是那部分內(nèi)容，或者你認(rèn)為重點(diǎn)

5、的內(nèi)容是什么？,二、生物化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史,諾貝爾獎(jiǎng) (Nobel Prize) 創(chuàng)立于1901年，它是根據(jù)瑞典化學(xué)家諾貝爾的遺囑及其部分遺產(chǎn)作為基金創(chuàng)立的。 主要獎(jiǎng)項(xiàng)包括：生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、物理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、和平獎(jiǎng)和經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。,諾貝爾獎(jiǎng),(NobelPrize),創(chuàng)立于,1901,年，它是根據(jù)瑞典化學(xué)家諾貝爾的遺囑及其部分遺產(chǎn),作為基金創(chuàng)立的。,主要獎(jiǎng)項(xiàng)包括：,生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、,物理學(xué)獎(jiǎng)、,化學(xué)獎(jiǎng)、,和平獎(jiǎng)和經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。,生物化學(xué)發(fā)展描述的是有機(jī)生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（17701903）。這個(gè)時(shí)期的生物化學(xué)更多地依附于有機(jī)化學(xué)，大量工作是圍繞著生命的存在方式“蛋白質(zhì)”進(jìn)行的。 1903年，有人首先使用“b

6、iochemistry”這個(gè)單詞,它反映了作為獨(dú)立學(xué)科的生物化學(xué)的誕生。,酶、維生素、激素 19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，生物化學(xué)領(lǐng)域三大發(fā)現(xiàn)。,1953年，Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 1958年，Crick提出“中心法則”； Sanger測(cè)定胰島素分子結(jié)構(gòu) 1960年代，Arber等發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶 1961年，Jacob和Monod提出“操縱子學(xué)說(shuō)” 1966年，Nirenberg和Khorana破譯遺傳密碼,20世紀(jì)50年代后生物化學(xué)標(biāo)志性成就,20世紀(jì)50年代后生物化學(xué)標(biāo)志性成就,1970年代，Termin和Baltimore發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶；Berg等成功進(jìn)行了DNA體外

7、重組；Coben建立分子克隆體系 1980年， Sanger 確定DNA序列測(cè)定方法 1985年，Mulis建立聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù) 1995年，F(xiàn)ire和Mello闡明RNA干擾(RNAi)機(jī)制 1997年，第一只克隆羊誕生 2000年，人類基因組計(jì)劃完成,“for his discovery that enzymes can be crystallized”（結(jié)晶）,for their preparation of enzymes and virus proteins in a pure form,James Batcheller Sumner,John Howard Northr

8、op,Wendell Meredith Stanley,Cornell University,1887 - 1955,The Nobel Prize in Chemistry 1946,James Batcheller Sumner,The Nobel Prize in Chemistry 1958,“for his work on the structure of proteins, especially that of insulin”（闡明了蛋白質(zhì)特別是胰島素的結(jié)構(gòu)）,Frederick Sanger,Cambridge University,Beadle比德爾( 1903-，美國(guó)生物學(xué)

9、家、教育家，曾獲1958年諾貝爾生理學(xué)-醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)),Tatum泰特姆( 1909-，美國(guó)生物化學(xué)家，曾獲1958年諾貝爾生理學(xué)-醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)),One gene-one enzyme,Francis Crick (37y),1951,重要里程碑 DNA雙螺旋 （1953年4月25日）,James Watson (25y),丹麥 哥本哈根,劍橋大學(xué) Cavendish Lab.,Watson沃森( 1928-, 美國(guó)生物學(xué)家,Crick克里克( 1916-, 英國(guó)生物物理學(xué)家,Wilkins威爾金斯( 1916-, 新西蘭的英國(guó)生物物理學(xué)家,2003年4月25日定為國(guó)際DNA日,TheEaglePub,

10、1965.Jacob and Monod,For works: 操縱子（operon）,Monod 莫諾( 1910-1976, 法國(guó)生物化學(xué)家, 曾獲1965年諾貝爾生理學(xué)-醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)),1969.Nirenberg and Khorana,For works: 三聯(lián)體密碼的破譯,1983. （1951年提出的） Barbara McClintock (86y),For work： Transposon 轉(zhuǎn)座子,“人類基因組作圖和測(cè)序”計(jì)劃,1985年，美國(guó)科學(xué)家率先提出“人類基因組測(cè)序和作圖”計(jì)劃（簡(jiǎn)稱HGP）。國(guó)際合作始于1990年 該計(jì)劃的核心就是測(cè)定人類基因組的全部DNA序列，從整體上破

11、譯人類遺傳信息，以使人類能在分子水平上全面地認(rèn)識(shí)自我。,人類基因組計(jì)劃完成,2000年6月26日，參與人類基因組計(jì)劃的各國(guó)科學(xué)家，同時(shí)向全世界宣布人類基因組“工作框架圖”繪制完成。 2004年10月21日出版的自然雜志公布了人類基因組最精確的序列（包含有28.5億個(gè)堿基對(duì)），同時(shí)澄清人類基因組3萬(wàn)左右的基因（而不是原來(lái)的10萬(wàn)個(gè)基因） 這篇文章標(biāo)志著人類基因組計(jì)劃又邁出了里程碑意義的一步。,節(jié)首,炎黃一號(hào)（2007完成）,家蠶（2004完成）,克隆羊誕生,節(jié)首,1997年2月23日，英國(guó)羅斯林研究所宣布，他們成功創(chuàng)造了世界上第一個(gè)克隆羊 多莉。它的意義在于，人類已能用高度分化的乳腺細(xì)胞作為核供

12、體，通過(guò)無(wú)性繁殖方法，復(fù)制出與核供體完全一致的新個(gè)體。,克隆?！熬┣?號(hào)”,干細(xì)胞,干細(xì)胞（stem cell）是一類既有自我更新能力，又有多分化潛能的細(xì)胞。干細(xì)胞的研究一方面可以揭示許多有關(guān)細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育的基礎(chǔ)理論難題；另一方面可望將其用于創(chuàng)傷修復(fù)，神經(jīng)再生和抗衰老等臨床醫(yī)學(xué)研究。,黃禹錫,韓國(guó)秀巖生命工學(xué)研究院(Sooam Biotech)。,斯納皮,133次,“那一天”,小保方晴子,CRISPR/Cas9技術(shù),NgAgo技術(shù)？,韓春雨,直接引用他人作品超過(guò)50字而未注明出處即判定為論文抄襲，0分處理！,斯坦曼 (加拿大),霍夫曼 (盧森堡),巴特勒 (美國(guó)),2011年10月3日，來(lái)自加

13、拿大、美國(guó)和盧森堡的三名科學(xué)家因在免疫系統(tǒng)研究領(lǐng)域的貢獻(xiàn)獲得2011年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。,2011諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),約翰戈登,山中伸彌,2012年10月8日，英國(guó)科學(xué)家約翰戈登(John B. Gurdon)和日本科學(xué)家山中伸彌(Shinya Yamanaka)獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由為“成熟、特化的細(xì)胞能夠被重編程為可發(fā)育成身體組織的非成熟細(xì)胞”。,2012諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),2013年10月7日，2013年諾貝爾獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭曉，美國(guó)科學(xué)家詹姆斯羅思曼、蘭迪謝克曼以及德國(guó)科學(xué)家托馬斯祖德霍夫獲此殊榮，以表彰他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的囊泡運(yùn)輸調(diào)控機(jī)制。,2013諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),2014諾貝爾生

14、理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),“發(fā)現(xiàn)了大腦中形成定位系統(tǒng)的細(xì)胞”,2015諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),William C. Campbell、屠呦呦和Satoshi mura,阿維菌素,青蒿素,我國(guó)科學(xué)家對(duì)生物化學(xué)的貢獻(xiàn),20年代到40年代，我國(guó)留學(xué)美、英、法、蘇的學(xué)者相繼回國(guó)，對(duì)我國(guó)生物化學(xué)研究起到非常重要的作用。如從劍橋回國(guó)的王應(yīng)萊、曹天欽、鄒承魯?shù)?，從美?guó)回來(lái)的王德寶、鈕經(jīng)義等，更老的還有吳憲教授，生物物理所的貝時(shí)章教授等。吳憲教授在世界上首先提出蛋白質(zhì)變性理論.血液生化檢驗(yàn)；免疫化學(xué)；內(nèi)分泌等. 目前：王曉東,饒毅，施一公，袁均瑛,科學(xué)研究究竟怎么去追尋？ 你是否愛上了生物？,三、生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系,

15、生物化學(xué),四、生物化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展前景,農(nóng)業(yè)科學(xué) 醫(yī)藥科學(xué) 化學(xué)工業(yè) 環(huán)境科學(xué) 。,課程小論文2,轉(zhuǎn)基因之我見 要求如下： 內(nèi)容：明確闡述自己的觀點(diǎn)，詮釋自己觀點(diǎn)的依據(jù)，對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)基因研究和產(chǎn)業(yè)化的前瞻 格式：學(xué)術(shù)論文格式 字?jǐn)?shù)：不限 提交：2016年10月10日零點(diǎn)前提交至站內(nèi)課程平臺(tái),五、生物化學(xué)的 學(xué)習(xí)、研究方法,首先應(yīng)具備必要的化學(xué)基本理論和原理，原子和分子結(jié)構(gòu)理論，化學(xué)反應(yīng)理論，有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及化學(xué)熱力學(xué)原理等 。 注重與生物學(xué)功能的聯(lián)系。生物化學(xué)與分子生物學(xué)是以生物體為研究對(duì)象的，對(duì)生物學(xué)的基本知識(shí)了解越多，學(xué)習(xí)生物化學(xué)與分子生物學(xué)就越容易，生物體內(nèi)的物質(zhì)組成、組成物質(zhì)的性質(zhì)、代謝和調(diào)控都是與其生物學(xué)功能相適應(yīng)的。因此，從生物學(xué)功能的角度理解問題，可以顯著的提高學(xué)習(xí)的效率。,注重學(xué)習(xí)科學(xué)思維的方法和實(shí)驗(yàn)技能。生物化學(xué)與分子生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，絕大部分知識(shí)和理論都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，了解重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思路和主要途徑，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的能力和創(chuàng)新能力十分重要。,How to study biochemistry?,For the student: Dont just memorize facts; understand pr