生物化学研究的
•Multicellular organisms •unicellular organisms
•Human egg vs. sperm 1012 cells
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•(噬菌體)
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•(菸草鑲嵌病毒) •(腺病毒)
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真核生物細胞的結構 細胞藉由細胞膜與外界隔離,細胞內部結構一 般可分為細胞核與細胞質(cytoplasm)兩部分 ,細胞質包含各種不同功能的次細胞結構,與 細胞核合稱為胞器(organele):細胞內除了胞 器以外的可溶性部分稱為胞質液(cytosol)。
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(二) 薄膜層析(Film Chromatography) 此法類似於濾紙層析,但其原理不完全相同。常 用的聚醯胺薄膜層析,使用聚醯胺薄膜代替濾紙 。聚醯胺(polyamide)是一種化學纖維原料,又 叫尼龍(nylon),把它製成薄膜,比濾紙更均勻, 質地更優越,對被分離物質產生阻力小,層析速 度更快,靈敏度更高。
生物化学研究的
2020年26日星期二
生物化學是一門應用科學,其主要是應用化學 的理論和技術來研究生物,因此,又可稱為生 命的化學(chemistry of life)。
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1.1 生物化學的涵義 生物化是一門以生物體(包括病毒、微生物、動物 、和人體等)為對象,研究生命本質的科學。 在生物化學的發展中,產生了若干分支。 1.依據研究對象的不同:可分為動物生化 (Anilmail Biochemistry)、植物生化(Plant Biochemistry)和微生物生化(Microbial Biochemistry)等。
(hormone) 等。 4.次級代謝物質(submetabolic substance):如
抗生素(antibiotic)和生物鹼(alkaloid)等。
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•第21章 •研究生物
•結束放映
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•目 錄
21.1 層析法 一、起 源 層析法是俄國植物學家Micheal Tswett (Mikhail Semenovich Tsvett, 1872-1919)於 1906年創建的,最原始的濾紙層析可追溯到西元 前500年。 1944年Consden 描述了濾紙層析法(簡寫PC), 而且發明了氣-液層析法(GLC),它是利用裝在 細柱中的吸附劑(absorbent)分離氣體化合物或 易揮發化合物的方法。
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•第3章 •生物體的基本結構
•---細胞
•結束放映
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•目 錄
除了病毒以外,目前已知的生物都以細胞作為基 本結構單位。 細胞是一個自給自足的自主單位,但在多細胞生 中,細胞間還會透過協調機制達到分工合作的目 的。依據細胞結構的複雜性,細胞生物可分為 原核生物(prokaryotic cell),如細菌、藍綠藻等 與 真核生物(eukaryotic cell) ,包括原生動物、動 植物均為真核生物。
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2.依據生物化學應用領域的不同:分為工業 生化(Animal Biochemistry)、農業生化 (Agricultrue Biochemistry)、醫學生化 (Medicine Biochemistry)、食品生化(Food Biochemistry)等。
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3.依據生命科學研究領域的不同: 從分子結構探討有機體與免疫的關係,稱為免疫 學或稱免疫生物化學(Immunobiochemistry); 以生物不同進化階段的化學特徵為研究對象,稱 為進化生物化學(Evolutionary Biochemistry) 或稱比較生物化學(Comparative Biochemistry);以細胞和組織器官分化的分子 基礎為研究內容,稱為分化生物學 (Biochemistry of Development)等。
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•7.微小體(Microbody; peroxisome in animal
•具有薄膜的胞器,幫助lysosome 做清除作用
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•植物細胞
•8.葉綠體(Chloroplast)
•綠色植物和藻類才有的胞器 •具有膜狀結構,雙層磷脂質層膜 •內含葉綠餅 (Grana) •功能: •植物進行光合作用(photosynthesis)的場所
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(三) 薄層層析(Thin-layer Chromatography) 薄層層析(簡稱TLC)是將吸附劑(absorbent) ,如矽膠(silica gel)、矽藻土(hyflow supercal) 、礬土(alumina,即氧化鋁)、纖維素 (cellulose)等粉末塗布在玻璃板或塑膠板上,使 成均勻的薄層,被分離物質在其上進行層析,吸 附劑對不同物質具有不同吸附能力,使各物質得 以分離。現在,已有可反覆使用的薄層層析板之 商品出售,減少自己製備TLC板的麻煩。 與濾紙層析比較,薄層層析具有更高的分辨力、 更快的分離速度和選擇吸附劑的範圍廣等優點。
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•濾紙層析
•墨水
•水
•酒精
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濾紙層析是以濾紙(層析專用)為支持物,紙纖 維所吸附的水為固定相,以水飽和的有機溶劑為 移動相。將樣品(胺基酸的混合液)點在濾紙上 ,當有機溶劑經過樣品時,混合物中的各種胺基 酸就在有機溶劑和水中分配。
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各種物質在層析中前進的速率可用Rf值(比移 值),移動率來表示:
•具有單層膜的囊泡狀結構,內含酸性水解酶。PH值<5。 •功能: •分解外來性營養物質 •分解侵入性的有害物質 •分解衰老的胞器
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•6.核糖體(Ribosome)
•由RNA(核糖核酸)和幾十種蛋白質所構成,外層沒有包膜 •有的游離在細胞質中,有的附在rough ER上 •功能: •細胞內蛋白質合成的場所
•功能: •負責調控細胞的基因 •訊息表現,調節細胞 •代謝、分化與繁殖
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•3.粒腺體(mitochondia)
•外膜 (outer membrane) •內膜 (inner membrane) •嵴 (cristae): 內膜向內凹陷成嵴 •基質 (matrix)
•功能: • 內膜與基質中散佈著與呼吸作用 •相關的酵素
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•動物細胞
•1.細胞膜(cell m•亦em稱b為ra質n膜e) (plasma membrane)
•包在細胞外面的薄膜,
•由雙層磷脂質層和蛋白質構成
• (phospholipid bilayer)
•功能: 進行細胞內外物質的運輸
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與訊息傳遞
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•2.細胞核(nucleus)
•對真核細胞而言,細胞核呈球形。 •核膜 (nuclear membrane) •核仁 (nucleolus) •染色質 (chromatin/ chromosome)
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1.2 生物化學的研究內容 普通生物化學(Ordinary Biochemistry)或基礎 生物化學(Basic Biochemistry),內容包括: 1.構成生物有機體的物質基礎 2.生命物質在生物有機體中的運動規律 3.生命物質的結構、功能與生命現象的關係
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1.3 生物化學與其他生命科學的關係 從1940年以來,生命科學從組織器官及細胞的研 究深入到分子結構的探討,其成就鼓舞並促進了 其他生命科學向分子結構研究邁進。 順應這種發展趨勢,生物學科中的一些分支又互 相交叉衛生出一門嶄新的學科一分子生物學 (Molecular Biology),其是以生物化學為基礎, 結合了細胞生物學、遺傳學和微生物學的最新研 究而發展成的獨立學科。
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1.4 生物化學與現代工業和技術的關係 生物化學不僅是一門理論性科學,也是一門重要 的技術性學科。 由於許多酵素被分離純化,已逐步應用於皮革、 紡織、印染、日用化工、釀造等化工工業;蛋白 質(包括酵素)、糖、脂肪、核酸等生命物質的研 完成就及應用,已使傳統食品、醫藥工業發生了 根本性的變化。
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1970年代以來,在新技術革命中崛起的生物技 術(Biotechnology)是生物化學、分子生物學、 微生物學、遺傳學等生命科學發展的必然產物 。這些學科發展的新成就與現代工業、農業、 醫學實務緊秷結合在一起,開創了一個新的經 濟技術革命的嶄新時代。
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1.基礎物質(basal substance):如蛋白質 (protein) 和核酸(nucleic acid)等。
2.能源物質(energy source substance):如醣 (saccharides)和脂質(lipids)等。
3.活性物質(active substance):如酶 (enzyme)、維生素(vitamin)和激素
•9.微小體(Microbody; •glyoxysome in plant)
•植物中的微小體,與醣代謝、 •醋酸代謝有關
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•動物細胞
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原核生物細胞結構 原核細胞最典型的特徵是沒有核膜,因此沒有 明顯的細胞核。除了核糖體外,沒有其他胞器 。表面具有鞭毛(flagella)和纖毛(cilia),鞭毛 由鞭毛蛋白(flagellin)的蛋白質構成。具有運動 的功能。纖毛能幫助細菌吸附在其他表面。
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•5.高基氏體(Golgi complex apparatus)
•聚集、濃縮與儲存新合成蛋白質的囊泡狀結構, •其形狀可變為顆粒狀、囊泡狀、桿狀及其他形狀。 •功能: •與ER緊密相關,可將ER的蛋白質進一步進行蛋白質 •修飾及加工,以便使蛋白質送至到細胞內外的目的地。
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•5.溶酶體(lysosome)
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沒有生物化學對大分子(核酸和蛋白質)結構與功 能的闡明,沒有遺傳密碼(genetic code)以及訊 息傳遞途徑的發現,就沒有今天的分子生物學與 分子遺傳學;沒有生物化學對限制性核酸內切脢 (restriction endonuclease)的發現及純化,也 就沒有今天的生物工程(Biotechnology)。可見 ,生物化學與各門生物學科的關係是非常密切的 。
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層析法(chromatography)主要是利用欲分離之 樣品中各組成成分間化學性質或物理性質的差異 ,使各成分以不同程度分布在兩種介質(又稱為 相(phase))中。這兩個相中的一個被固定在一 定的支持物上,稱為固定相或靜相(stationary phase);另一個是移動的,稱為移動相或動相 (mobile phase)。固定相可以是固體或液體,移 動相可以是液體或氣體。