生物化学基础课件 绪论.ppt

第一章 绪 论 生物化学（biochemistry）是研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学。它主要采用物理、化学的方法和原理，并融入遗传学、免疫学、生理学和微生物学等学科的技术和理论，从分子水平探讨生命现象本质，因此又称为生命的化学。 第1节 生物化学的发展简史 一、生物化学发展历程 （一）静态生物化学发展阶段 19世纪末以前是生物化学的初期阶段，主要研究生物体的化学组成，所以称为静态生物化学发展阶段。该时期的重要贡献有：糖、脂及氨基酸性质的研究；核酸的发现；肽键形成的证实；血红蛋白从血液中的分离；酵母发酵过程中可溶性催化剂酶的发现，奠定了酶学基础。 （二）动态生物化学发展阶段 20世纪上半叶，该阶段在营养和内分泌方面发现了必需氨基酸、必需脂肪酸、多种维生素及多种激素；在酶学方面，证实了酶的本质是蛋白质；在物质代谢方面，对生物体内主要物质的代谢途径已基本确定，如脂肪酸β-氧化、三羧酸循环和鸟氨酸循环学说等。 （三）分子生物学时代 该时期的主要贡献有： 1950年提出的白质二级结构形式α-螺旋 1953年提出的DNA双螺旋结构模型，为揭示遗传信息传递规律奠定了基础 60年代遗传学中心法则确定 70年代建立了重组DNA技术，转基因技术、基因剔除技术、基因芯片技术相继出现，使人类对疾病进行基因诊断和基因治疗成为可能 1985年PCR技术的发现，使人们在体外高效扩增DNA成为可能。1 1986年，人类基因组计划（HGP)研究的假想被提出，它确定了人类基因组的全部序列，以及人类全部基因的一级结构， 1990年正式启动，2001年2月，人类基因组草图基本完成，推动了人类破解生命之谜和对健康及疾病的研究。 21世纪，生物化学进入了后HGP即蛋白质组学(proteomics)阶段，研究蛋白质的定位、结构和功能、相互作用以及特定时空的蛋白质表达谱等。确定人类蛋白质结构与功能将比测定人类基因组序列更具挑战性。 二、我国生物化学的发展简史 远在公元前21世纪，我国人民就利用“曲”（酶）催化谷物淀粉发酵酿酒。 公元前12世纪前，我们的祖先已能利用豆、谷、麦等为原料，制成酱、饴和醋，饴是淀粉酶催化淀粉水解的产物，这足已表明是酶学的萌芽时期。 公元7世纪孙思邈用猪肝治疗雀目的记载，实际上是用富含维生素A的猪肝治疗夜盲症。 我国生物化学家吴宪1931年提出了蛋白质变性学说，同时，在血液分析方面还创立了血滤液制备及血糖测定方法。 1965年，我国采用人工合成方法首次合成了具有生物活性的蛋白质----结晶牛胰岛素； 1981年成功合成酵母丙氨酰-tRNA。此外，在蛋白质结构、酶学、生物膜的结构及功能方面，我国都取得了举世瞩目的成就。 第2节 生物化学的研究内容 一、人体的物质组成 构成人体的物质主要包括水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质等，还包括核酸、维生素、激素等多种化合物。由于蛋白质、核酸、多糖及复合脂类等都属于体内的大分子有机化合物，故简称生物分子。 二、生物大分子的结构与功能 种类繁多、结构复杂的生物大分子按照一定的布局和严格的规律组合成人体。对生物大分子的研究，除了确定其一级结构外，重点是研究其空间结构及其与功能的关系。结构决定功能，而功能则是结构的体现。 三、物质代谢及调控 体内各种物质代谢途径之间存在着密切而复杂的关系，为使各种物质代谢途径都能按照一定的规律有条不紊地进行，物质代谢中的绝大部分化学反应由酶来催化，酶结构和酶含量的变化对物质代谢的调节起着重要作用。 四、基因信息传递及调控 在生命科学特别是医学研究中，基因信息传递的作用越来越重要，随着基因工程技术的发展，许多基因工程产品将应用于人类疾病的诊断和治疗，尤其是近年来，RNA干扰、 DNA重组、转基因、新基因克隆、人类基因组计划等的发展，将大大推动这一领域的研究进程。 第3节 生物化学与医学的关系 各种疾病发病机制的阐明，诊断及治疗方案、预防措施等的实施，都是以生物化学的理论和技术为依据。例如： 早已为世人所公认的维生素缺乏与夜盲症和佝偻病、糖类代谢紊乱而导致的糖尿病，脂代谢紊乱而导致的动脉粥样硬化，等。 一些生物药物和基因工程药物(如胰岛素)在治疗危害人类的新陈代谢病、抗病毒、抗肿瘤和疾病预防等方面都发挥了重要作用。 通过测定血清酶及同工酶谱，分析血液化学成分，提高了疾病的诊断水平；尤其是基因诊断