食品1第一章 绪论.ppt

一、生物化学的基本概念生物化学(biochemistry)是研究生命活动过程中的物质基础及其化学变化规律的科学,利用化学的理论和方法在分子水平上解释生命现象的化学本质。1、生命活动的物质基础几乎所有生物体都使用相同的生物分子，但生物分子的形式是多样性的，这是生命现象多样性的物质基础。 （1）功能基团（Functionalgroups） （2）构件分子（Buildingmolecules） （3）生物大分子（Biomacromolecules） （4）化学键（Chemicalbonds）生命体的元素组成组成生命体的物质是极其复杂的。但在地球上存在的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97%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。第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。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：糖、脂、核酸和蛋白质等生物大分子维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等次生代谢物:如萜类、生物碱、毒素、抗生素等生物大分子基本特征生物分子中最重要的是糖、酯、核酸和蛋白质四类物质，分子量一般都很大，所以又称为生物大分子。生物大分子具有如下特征：由结构比较简单的小分子结构单元分子所组成具有非常复杂的结构生物分子的手性除了各种无机物和水之外，大多数生物的化学组成是以下30种有机小分子前体物质。（有人将它们称为生物化学的字母表）（1）20种基本氨基酸；（2）5种芳香族碱基：2种嘌呤和3种嘧啶；（3）2种单糖：葡萄糖和核糖；（4）脂肪酸,甘油和胆碱。以上前体组成了糖类、蛋白质、核酸和脂类四大类生物体的基本物质（简称四大物质）。具有非常复杂的结构生物大分子的结构可分为两型种类：生物大分子的一级结构：构成生物分子的结构单元分子按不同的排列组合，形成数量庞大，结构复杂的线性分子或环状分子。通常将只涉及结构单元的排列顺序的结构类型称为一级结构。生物大分子的立体结构：生物大分子在线性或环状结构基础上，通过分子内或分子之间的基团（包括极性、非极性和带电荷基团）相互作用，可以进一步形成非常复杂的立体结构。例如盘绕成螺旋形，折叠成片层状。有的以线状存在，而有的则形成球状等。生物分子的手性构成生物大分子的结构单元分子大多数都是手性分子。构成蛋白质的氨基酸都是L－型构成多糖的葡萄糖都是D－型生物大分子的高级结构也具有手性2、生物化学反应的基本规律①生命活动过程是由数千化学反应组成的，相关联的化学反应形成代谢途径，不同的代谢途径连接形成代谢网络。2、生物化学反应的基本规律②生物化学反应是由酶催化的，反应的基本原理是相同的。 氧化还原反应 亲核反应 异构化反应 水解反应 合成反应 2、生物化学反应的基本规律③生物化学反应实现了生命必须的物质转换、能量传递和信息交流的统一。 物质转换?生化反应的表现形式?生命平台 能量传递?生化反应的催化动力?生命活力 信息交流?生化反应的目标实现?生命意义2、生物化学反应的基本规律④生物化学反应发生在细胞中，体现出生命的系统性。 生物分子的相互作用 细胞器之间的相互作用 细胞内的信号 细胞生命活动的协调与统一 2、生物化学反应的基本规律⑤生物化学发应是动态的，具有方向性。 物质转换、能量传递、信息交流是无时不停的； 生化反应是可以调节的； 生化反应的平衡是动态的； 生化反应是有方向的。二、生物化学的研究内容生物分子的结构与功能物质与能量的代谢及调节遗传信息的传递及调控4、实验技术与方法生物化学是以实验技术为前提的技术方法的新进展推动生物化学的深入研究三、生物化学的发展史1、叙述生物化学阶段大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成。主要成就1828年魏勒在实验室将氰酸钠合成为尿素1842年李比希首次提出新陈代谢的概念1849年巴斯德开始发酵的研究1877年霍佩.赛勒首次提出“Biochemie”1897年布克纳兄弟蔗