1830-1842 Liebig（德）将食 物分为糖、脂、蛋白质类，提 出“代谢”一词，证明动物体 温形成是食物在体内“燃烧” 的缘故。最先写出两本生物化 学相关专著。
1890－1902 Fischer（德）首次证 明了蛋白质是多肽；发现酶的专一 性，提出并验证了酶催化作用的 “锁-匙”学说；合成了糖及嘌呤。 1902年获诺贝尔奖。
•1978年 DNA双脱氧测序法的成功
•1985年 PCR技术的建立
•
…
•1990年 人类基因组计划的实施
•2003年 HGP完成,进入后基因组时代
我国生物化学的开拓者——吴宪教授
吴宪教授(1893-1959)是我国杰出 的生物化学家和营养学家，在国 际上负有盛名。他在临床生物化 学，特别是血液分析、气体与电 解质的平衡、蛋白质的生物化学， 特别是蛋白质的变性理论、免疫 化学、氨基酸的代谢和营养学诸 领域的研究工作，都是当时的先 驱。
生物化学的创始人埃米尔·费舍尔（Emil Fischer）
1937年 Krebs（英） 发现三羧酸循环， 1953年获诺贝尔奖。
汉斯·克雷勃斯（Hans A. Krebs）
1949 Pauling（美）指出 镰刀形红细胞性贫血是一 种分子病，并于1951年提 出蛋白质存在二级结构。 1954年获诺贝尔奖
人类基因组的功能区
• 人类基因组中的蛋白质编码区不足2%。 • 人类基因组中不编码蛋白质的重复顺序（“junk
DNA”)超过50%。 • 重复顺序可能没有直接的功能，但参与染色体的结构
形成和动态变化。在进化过程中，这些重复顺序还与 基因组重排、新基因产生、已有基因修饰和重排有关。 • 人类基因组中的重复顺序（50%）明显高于拟南芥 （11%）、线虫（7%）和果蝇（3%）。
人类基因组计划的进展
• 1985年，开始讨论人类基因组测序问题。 • 1990年10月，美国能源部和卫生部启动人类
基因组计划。 • 2000年6月，人类基因组工作框架图宣告完成。 • 2001年2月，发表对工作框架图的分析结果。 • 2003年4月，HGP计划提前两年圆满完成。 • 2006年5月，最后一条人类染色体分析完成。
生物化学
生物化学绪论
生物化学 生物化学发展简史 生物化学与有关科学 生物化学的应用与发展
一、生物化学
生物化学是基础生物的主干学科，已成为生命科学的共同语言
动 物
生物学
植 物
学
学
微生物学
化学
生
物 化
生物学
学
生命的定义
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
生命的的共同“语言”——化学
已 测 序 的 生 物
HGP对人类的影响
人类基因组计划与“蔓哈顿”原子弹计划、“阿波罗” 登月计划，并称为自然科学史上的三大计划，但是人类基因 组计划对人类自身的影响将远远超过另两项计划。因为人类 基因蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息，破译 它将为疾病的诊断、新药物的研究开发和新的疾病治疗方法 的探索带来革命性的变革，所以解码人类基因组又被喻为生 物的“圣杯” 。
•控制生命的孕育—优生优育 •选择最佳生活环境
•延长人的寿命
得以进行精确的个体鉴定
•基因身份证
•生物考古
将带来巨大的商机
•生物制药
•器官培植
HGP 可能给人类带来的隐患
•遗传信息的私有性和隐私权。
•• 遗传差异的心理影响、描述方法和歧视问题。 • 生育问题：信息告知和生育决定。 • 临床：医学教育、遗传检测、公共限制、社会风 险、复杂疾病基因检测的不确定性、使用高级基 因组技术的公平性、 • 疾病与健康的概念、人类尊严。 • 相关商品的专利、版权、商业秘密。
1972 Berg（美）在基因工 程基础研究方面作出了杰出 成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核 Paul Berg 酸限制性内切酶EcoR1，首 次基因重组成功。
Herbert Boyer Stanley Cohen
1970年，限制性内切酶的发现开辟了基因工程的新纪元
诺贝尔奖获得者Kary Mullis PCR技术发明人（1985年）
➢ 第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、 Ga、I、Mo、Se、Si等。
生物分子
生物分子是生物体和生命现象的结 构基础和功能基础，是生物化学研 究的基本对象。
生物分子的主要类型包括：多糖、 聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨 基酸等。
3、生物化学的基本内容包括：
发现和阐明构成生命物体的分 子基础生物分子的化学组成、 结构和性质；
生物分子的结构、功能与生命 现象的关系；
生物分子在生物机体中的相互 作用及其变化规律。
生命的化 学，化学 的生命
具体内容
生物大分子的结构与功能：蛋白质、核酸化学、酶、 维生素与微量元素
物质代谢：糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢，生物氧 化、代谢调节
著 名 的 诺 贝 尔 奖 获 得 者 亚 瑟 ·肯 伯 格 （Arthur Kornberg）在哈佛大学医学院 建校100周年时说：“所有的有生命体都 有一个共同的语言，这个语言就是化学。”
DNA是生命体的“共同语言”
生物化学（Biochemistry)是研究生物体内化学分子与化学反 应的科学
人 类 基 因 工 程 蓝 图
人类基因组计划的目标
• 鉴别人类DNA中的全部约三万个基因。 • 测定组成人类DNA的30亿碱基对的顺序。 • 将这些信息存贮于数据库。 • 转化相关技术。 • 应对人类基因组计划引起的伦理、法律
和社会问题。
杨焕明，1952年10月6日生于浙江温州。1982 年在南京铁道医学院生物系获硕士学位，1988年 在丹麦哥本哈根大学医学遗传学研究所获博士学 位。后到法国马赛免疫中心人类分子遗传实验室 进行研究。曾先后在美国哈佛大学、洛杉矶大学 加州分校攻读博士后。1997年任中国医学科学院、 中国协和医科大学医学遗传学教授，博士生导师。
二十世纪的 三大计划： 曼哈顿原子 弹计划 60年代阿波 罗计划 HGP计划
2000年6月26日，被誉为第二次阿波罗计划的HGP 草图完成，从此步入后基因组时代
人类基因组计划产生的背景
人类基因组计划的产生与“肿瘤计划”的搁浅是 分不开的。美国从70年代起启动了“肿瘤计划”，但 是，不惜血本的投入换来的是令人失望的结果。人们 渐渐认识到，包括癌症在内的各种人类疾病都与基因 直接或间接相关。测出基因的碱基序列，则是基因研 究的基础。这时，科学家们面临两种选择：要么“零 敲碎打”地从人类基因组中分离和研究出几个肿瘤基 因，要么对人类基因组进行全测序。1986年3月，杜 伯克在美国《科学》杂志上发表了一篇题为《癌症研 究的转折点：测序人类基因组》的文章，这篇短文后 来被称为人类基因组计划的“标书”。杜伯克说，正 确的选择是对人类基因组进行全测序，这样大的项目 也应当由世界各国的科学家携手完成。
分子免疫学
分病理学
分子药理学
二、生物化学的发展史
初期：18世纪中叶－－－－20世纪初，主要研 究生物体的化学组成
成长：20世纪初－－－－50年代，研究生物体 内物质的转变即新陈代谢
发展：1953年－－－－至今，分子生物学时代 ，研究生命活动的本质
1743-1794 Lavoisier （法）研究“生物体内 的燃烧”，指出此类 “燃烧”耗氧并排出二 氧化碳。后人称他是生 物化学之父。
•1935年 Schneider将同位素应用于代谢的研究
•1944年 Avery等人证明遗传信息在核酸上
•1953年 Sanger的胰岛素氨基酸序列测定
•
Waston-Click提出DNA 双螺旋模型
•1958年 Perutz等解明肌红蛋白的立体结构
•1970年 发现了DNA限制性内切酶
•1972年 DNA重组技术的建立
李纳斯·鲍林（Linus Pauling）
1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双 螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。
弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick）
詹姆斯·沃森（James D. Watson）
Marshall Nirenberg
(尼伦伯格)
1、生物化学的概念
生物化学是运用化学原理和方法，研究生 物体的物质组成和遵循化学规律所发生的一 系列化学变化，进而深入揭示生命现象本质 的一门科学，有生命的化学之称。
细胞水平
亚细胞
大分子
单体分子
生物化学研究的不同层次
2、生物体的化学组成
自然界 所有的 生命物 体都由 三类物 质组成 水、无 机离子 和生物 分子
生命体的元素组成
➢ 在地球上存在的92种天然元素中，只有28 种元素在生物体内被发现
➢ 第一类元素：包括C、H、O和N四种元素， 是组成生命体最基本的元素。这四种元素约 占了生物体总质量的99%以上。
➢ 第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na 和Mg。这类元素也是组成生命体的基本元 素。
➢ 第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。 是生物体内存在的主要少量元素。
现任中科院遗传所人类基因组中心主任，联合国教科文组织 生物伦理委员会委员，国际人类基因组计划中国协调人，中国人 类基因组计划秘书长，中国人类基因组多样性委员会秘书长。
杨焕明教授与于军、汪建等创立华大基因中心，为中国争取了 人类基因组测序1％的任务，并提前完成。不久前他们又对袁隆 平院士的超级杂交稻进行测序，在2002年的美国《科学》杂志 上发表论文，被国际生物学界认为是一个里程碑式的成就。 2002年《科学美国人》把杨焕明评为年度科研领袖人物。
人类基因组的基本数据
• 人类基因组包含31.647亿碱基对（A, C , G, T）。