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Chapter 1 introduction 生 物 化 学 Biochemistry 主讲：生命科学与工程学院 张廷华 email: zhangtinghua@ Tel: 6088265 生科院 26 号信箱 第一章 绪论 introduction 首先需要说明下面几个方面的问题： 1.上课纪律和教材 2.学习方法方法 3.考试成绩。 生物化学、细胞学、遗传学和免疫学是理解生命现象本质的基础性学科。 第一节 生物化学的概念 1.生物化学的历史 1.1.现代生物化学之前 酿酒：公元前22世纪（夏禹），至公元前约14世纪的殷代饮酒盛行。 酱油：公元前12世纪《周礼》有记载，公元前6世纪的孔子说“不得其酱不食” 。 甲状腺肿大：公元前4世纪，庄子记载的“瘿病”，即地方性甲状腺肿病；公元4世纪，葛洪用含碘丰富的海藻治疗。 脚气和夜盲症：脚气病缺VB1，夜盲症（雀目）缺维生素A，孙思邈（581~682）用米糠熬粥治脚气病，食猪肝治“雀目”。 本草纲目：明代李时珍(1522~1596)花30年著成，详细记载人体的代谢产物及分泌物，但未能深入实验升华为理论，是历史的局限。 新陈代谢：德国化学家李比希（J. Liebig, 1803~1973）在其创立的生理化学中首次提出新陈代谢概念。 生物化学：德国科学家霍佩赛勒（E. F. Hoppe-seyler, 1825~1895）1877年提出，将生理化学建立为独立的学科，称为Biochemie，即生物化学，他研究病理体液和脓细胞，其学生F. Meischer从脓细胞中分离出核蛋白，开创了核酸的研究。 尿素人工合成：魏勒（F. Wohlen, 1800~1882）在1828年人工合成哺乳动物的代谢物尿素，但微生物学奠基人巴斯德(L. Pasteur, 1822~1895)仍然在1860年断言：发酵绝对离不开活细胞。 1.2.现代生物化学 代谢的体外研究（生物化学的新发展）：1897年，布克纳兄弟(Hans Buchner和Edward Buchner)将蔗糖放人磨碎的酵母细胞的液汁中，蔗糖发酵了! 任氏液液：Sidney Ringer（1835～1910）是英国内科医生、生理学家。任氏液对实验生理学贡献极大，开辟了使用动物细胞的匀浆、组织切片及动物离体器官灌注和非离体器官灌注等方式来研究各种物质的新陈代谢。 Ringer液的组成。 酶：最早观察：意大利生理学者Spallanzani将肉片装在铁丝小袋中喂给猎隼后，再拉出小袋，发现胃液中有能使肉片液化的物质（胃蛋白酶）。 提出：1878年库恩(F. W. Kiihne)提出，指活酵母中可使糖类发酵成酒精的催化物质，也称酵素femene 。 酶的化学本质：始于桑孟尔(J. B. Sumner)，1926年首次用丙酮从刀豆中获得了结晶的脲酶。酶的本质是蛋白质。 蛋白质结构与功能：始于英国生物化学家桑格尔(F. Sanger) ，1945~1955年完成牛胰岛素的氨基酸组成结构的分析，是第一个蛋白质组成结构的分析。 三羧酸循环：自1905年Harden和Young开始用酵母菌榨汁研究糖的酵解起，又花费几十年的时间，由许多研究者在不同的国家辛勤工作，直到1940年前酵解的全过程才获得圆满的结果。其中恩伯顿(G. Embden)、迈耶霍夫(O. Meyerhof)等为此作出了重大贡献。因此糖酵解也称为Embden-Meyerhof途径。 1.4.结构生物化学 1.4.1.基因组学 结构基因组学structural genomics ：以全基因组测序为目标 ，包括基因遗传图 、物理图 、转录图。 功能基因组学functional genomics ：以基因功能鉴定为目标 ，又称后基因组（postgenome）。包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。 基因的功能：生物学功能，细胞学功能，发育功能。 手段：经典的减法杂交，差示筛选，cDNA代表差异分析及mRNA差异显示等，新技术包括基因表达的系统分析（serial analysis of gene expression, SAGE），cDNA微阵列（cDNA microarray），DNA 芯片（DNA chip）等。 与基因组学相关学科诞生 营养基因组学（nutritional genomics） 环境基因组学（environmental genomics） 药物基因组学（phamarcogenomics） 病理基因组学（pathogenomics） 生殖基因组学(reproductive genomics) 群体基因组学