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第一章 生物化学绪论


生物化学不仅是一门对生命科学有着指导性的基础
理论学科,也是一门对国民经济有着重要意义之一的应用
学科,主要表现在以下几个方面:
(1)生物化学在工业上的应用
生物化学是食品发酵工业理论基础。
例如:食品工业制酱、酿酒、制醋;纺织工业上棉布浆化; 制革业上的毛皮毛脱脂;
(2)生物化学在农业上应用
生物化学也是农业的基础课。农作物的代谢都离不开生物 化学,以及农作物病虫防治等等。
Biochemistry 或 Biological Chemistry
现译为“生物化学”,简称“生化”。 实用文档
2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽,19世纪
初步发展,20世纪初才成为独立的学科。
首先,起源于法国,由法国传之于德
国,由德国而传到美国和英国。在20世纪
后,再由上述国家流传于其他各国。大约
生物化学
BIOCHEMISTRY
主讲:生物与制药工程学院 申 宁 实用文档
第一章 绪 论
生命与生物化学
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一 、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
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地球充满着生物,从最简单的病毒到菌 藻树草,从鱼虫鸟兽到最复杂的人类, 千姿百态。不同的生物,其形态、生理 特征和对环境的适应能力各不相同,都 经历着生长、发育、衰老、死亡的变化, 都具有繁殖后代的能力。
真核细胞中含有被核膜包着的核
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真核细胞的结构
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植物细胞的结构
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原核生物:地球上数量最多、分 布最广。代谢系多样性能适应各种 环境。 真核生物:一般为原核细胞的上千 倍~上万倍,有核,其构造与机能 均比原核生物复杂。
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三、生命的起源与进化
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化学进化:从小分子形成生物大 分子;
次用比色定量测定血糖。30年代,中国大部分留
学生从国外回来,在生物化学领域作出了新的贡
献。例如:从英国剑桥回国的王应眯、曹天钦、
邹承鲁等,现在中国科学院上海生化研究所,他
们与其他学者合作于1965年,用化学方法成功地
合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。
1981年又协作合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。
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20世纪:
(6)1926年,萨姻纳(Sumney)制成第一种 酶的结晶:脲酶。
(7)1937年,克雷布斯(A.Krebs)提出著名的 三羧酸循环。
(8)1950年,Waybuyg提出ATP是代谢能产生 和利用的关键化含物。并提出呼吸链和氧化磷酸化 理论。
(9)1953年,桑格(Sangey)提出胰岛素分子 由51个氨基酸组成。同时,Watson和Crick提出 了DNA双螺旋结构模型;Crick又提出三联体密码。
(3)生物化学在医用卫生工业上的应用
生物化学是医学的重要基础课。在临床上要测定许多生化 指标,如血糖测定、 肝功化验、尿蛋白沉淀等等都离不 开生化。
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十、参考书
北大 生物化学 第三版 (2002) 王镜岩主编 川大 生物化学(2001) 张洪渊主编
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四、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
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生物分子
❖ 生物分子的主要类型: 糖、脂、核酸和蛋白质
❖ 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。
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结构单元
蛋白质-氨基酸 高分子 核酸 -核苷酸(碱基、核糖)
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4、生物化学发展的现状。
生物化学在蛋白质、核酸、酶和代谢等
方面己有理论方面的成就,而理论必然导致
应用。生物化学在80年代己展开了生物工程
或称为生物技术方面的崭新领域。生物工程
主要包括遗传工程(基因工程)、蛋白质工 程、酶工程,发酵工程、细胞工程等。生物 工程的远景,包括应用于人类健康,动物疾 病防治和预防,污水和废物处理以及生物电 子学等等,生物工程对人类社会会有很高的 效益和广阔前景。
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八、 生物化学与其他学科的关系
生物化学是当代自然科学领域中发展最 迅速的一门边缘科学。由于它吸取了化 学、物理学和生理学等有关学科的新成 就和新技术,使它成为生命科学中非常 重要的基础理论学科。它与其它学科之 间是相互渗透,密切联系。
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九、 生物化学在工农业、畜牧业、 医药卫生方面的重要意义
在两世纪中的时间中,经过很多物化学学科。
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3、生物化学发展重要记事。 19世纪: (1)1842年德国化学家李比希(Liebig)提出
“代谢metabolize”一词,他指出:代谢是生命机 体物质建设和破坏的化学过程。 (3)1849年,法国微生物学家巴斯德(Pasteur) 提出酵母中有“酵素”即现代所说的 “酶”。 (4)1876年,Wilhelm Kuhne(屈内)给酵素 定名为“酶(Enzyme)。 (2)1877年,德国化学家霍佩------赛勒 (Hoppe—Seyler)第一次提出“生物化学”一 词。 (5)1894年,费歇尔(Fischey)首先提出酶的 专一性及酶作用的“锁钥学说”。 由于费歇尔是使生物化学成为独立学科的最有功 劳的人物,因此被人们誉之为“生物化学之父”。
多糖 -单糖 脂质 -非高分子
(但常形成多聚体)
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构成蛋白质的结构单元分子
20种基本氨基 酸
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构成核酸的结构单元分子
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构成糖的结构单元分子
单糖
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构成脂的结构单元分子
甘 油、 脂 肪 酸 和 胆 碱
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五、生物化学研究的范畴
动 物
生物学
植 物


微生物学

化学
5. 细胞及生物生长、分化、增殖的机理。
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生物化学的基本内容包括:
静态生化: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;
动态生化:生物分子在生物机 体中的相互作用及其变化规律。
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六、 生物化学发展简史
我国古代劳动人民对生物化学的贡献:
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细胞的分类
细胞分两大类:
原核细胞(Prokaryote cell) 真核细胞(Eukaryote cell)。
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1.原核细胞 原核细胞的结构
原核细胞
只有原始 的细胞核 (无核膜 和核仁)
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原 核





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2.真核细胞
真核细胞是高等植物,动物及一些微生物的基 本组织单位。
(10)1961年,莫诺(Mond)提出原核细胞基因 的表达调控机制——乳酸操纵子学说。
(11)1970年,特明(Temin)发现了逆转录酶。 实用文档
3、我国近代学者的贡献。
解放前,我国学者对血液分析、血糖测定、
免疫等作了很大成就。 例如:我国生物化学的先
驱吴宪教授(留美),与美国的福林(Folin)首
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生物化学的定义?
生物化学是生物学(或 化学)的一个分支,是 生命的化学, 应用化学的理论和方法 来研究生命现象, 阐明生命现象的化学本 质的学科。
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二、细胞(CELL)——生命的基本单元
细胞是组成生物体的基本结构单元, 是生物体进行代谢、能量转换、遗传以
及其它生理活动的基本场所。
物 化
生物学

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生物化学研究范畴
1. 生物体中各物质的分子结构及其集合状态, 这种结构是如何形成的,其结构变化如何引起性 质变化。
2. 蛋白质的作用机制、激素、受体在传递信息 过程的特定作用及其机制。
3. 遗传情报是如何表达?如何传给下一代的?
4. 细胞及生物体中存在无数的生化学反应,它 们是如何保持各反应的调和性的?
我国古代劳动人民在长期的生产和生活中,积累了很多的知
识和经验,对我国古代生物化学的发展和起源做出了很大贡献。
主要有以下证据:
1、公元前15世纪,从出土文物的酒具、铜器来看,已能造酒, 《尚书》记载中己有用“曲”酿酒。
2、《周礼》记载有用“曲”制酱;
《黄帝内经》记载有食物搭配膳食;
《左传》中记载用“曲”来治肠胃病。
3、公元前4世纪
《庄子》中记载以碘治瘿病(甲状腺肿),用猪肝治夜盲症
(雀目)。
4、唐朝《食疗本草素问》提出饮食治疗的思想;明朝李时珍 《本草纲目》中记载了药用植物1800多种。
以上这些事实都是我国古代劳动人民对生物化学的发展做出
了一定的贡献。由于历代封建王朝,遵经崇儒,斥科学为异端,
所以近代生物化学的贡献主要欧洲各国。
自身组织:生物大分子发展自复 制能力;
生物进化:从简单生物形成复杂 的现代生物。
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各 种 动 物 的 胚 胎 与 发 育
鱼 飞鱼实用文档 鸡

各种生物从生物化 学的角度看,从细 胞到遗传物质几乎 相同—最基本的全 生物的本质是共通 的!这也表明全生 物可能由单一的共 通的祖先进化来的。
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七、近代学者对生物化学的贡献 及生物化学的诞生
1、生物化学的诞生
现代自然科学是从18世纪下半叶开
始发展,而生物化学是以18世纪随着化
学、物理学特别是生理学的发展而逐渐
形成一门学科。生物化学是一门年轻的
学科,它诞生于19世纪末,20世纪初,
即1903年,由德国的Neuberg 提出
“生理化学”这个名词,(英文为
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