生物化学与分子生物学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,生物化学与分子生物学,生物化学与分子生物学,1,一,生物化学与分子生物学的定义,生物化学是用化学的理论和方法研究生命现象的科学。,分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。,生物化学与分子生物学是同一个二级学科,在大学本科阶段可以作为两门课开设,也可以作为一门课开设.,绪论,http:/光盾治疗仪,一生物化学与分子生物学的定义 生物化学是用化学的理论和方,2,二生物化学与分子生物学的研究范畴,（一）生物体的组成物质,复杂性,组成物质多；分子大；空间结构复杂。,规律性,元素构件小分子聚合物（生物大分子）；,结构与功能相适应。,二生物化学与分子生物学的研究范畴（一）生物体的组成物质,3,（二）物质和能量代谢,复杂性,多步化学反应构成代谢途径；,多条代谢途径相互交织成网；,物质代谢和能量代谢相互交织；,调节控制有条不紊。,规律性,反应类型不多；,反应机理符合有机化学理论；,调节控制与生物学功能相适应。,（二）物质和能量代谢 复杂性规律性,4,（三）信息分子的生物合成,复杂性,合成过程复杂；,调节控制复杂；,与生命现象的关系复杂。,规律性,遗传密码已经破译；基因表达的基本过程已经清楚；,生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰；,研究方法日新月异。,（三）信息分子的生物合成 复杂性规律性,5,三.生物化学与分子生物学同生产实践的关系,启蒙阶段,食品选择和加工；,医疗。,发展阶段,维生素、抗生素医疗；,代谢食品、医疗；,分子生物学 基因工程、蛋白质工程。,发展前景,生物制品；,转基因动植物；,基因芯片；,基因诊断；,基因治疗。,三.生物化学与分子生物学同生产实践的关系 启蒙阶段发展前,6,四.生物化学的发展史,1.炼金术阶段:,现代化学起源于炼金术(alchemy)。换言之，炼金活动是化学的前史。“chemistry”一词也来自alchemy,而alchemy=al(the)+chem,其中的chem来自中国的“金”的古汉语发音。炼金术在各个古代文明中都占重要位置,并不是中国特有,一般而言都是如何将铜,铅,锡变成金、银这样的贵金属的实用学问。在西方,炼金术从公元前几百年开始到17世纪为止,延续了2000年；在中国也生存了差不多同样长的时间。,中国的炼金术除了得到贵金属以外，还致力于研制长生不老之药“金丹”。因此,中国的炼金术的化学成份比其他古代文明要浓。,中国的炼金术随丝绸之路传到了阿拉伯文化圈,所以有了alchemy这个行业。,西腊文明在欧州历史上曾一度失传,幸好阿拉伯人继承了其精华(714世纪),1113世纪十字军的侵略将散落在阿拉伯文化中的希腊文化又带回了欧洲,也顺便将中国的炼金术带进入了西方文明。此后，西方的炼金术活动朝着独自的方向发展，特别是对酸,碱,盐等物质的化学性质有了相当的知识积累。,四.生物化学的发展史1.炼金术阶段:,7,2.从炼金术到化学:,17世纪兴起的文艺复兴活动使alchemy真正向现代的chemistry过渡。当时的化学家,要么是贵族,要么是业余爱好。在与英国的Newton同时期的贵族Robert Boyle(1627-1691)对气体和真空进行了研究,写了“The Sceptical Chymist(1661)”一书,主张决别带有神秘色彩的炼金术,而以理性思考的态度来研究化学。他发现了波以尔法则 PV=Const,实际上就是现代物理化学的起点。1662英国设立了 Royal Society,1666年 Paris Academia 分别设立,为科学研究和交流提供了土壤。这是化学与炼金术决别的标志。,随后,空气中含有不同成分1764年CO,2,(Black),1766年H,2,(Canvendish),1772年O,2,(Sheele),1772年N,2,(Ratherford),1774年Cl,2,(Sheele),相继被发现。1774年Lavoisier确立了物质不灭定理,1777年确立了燃烧理论。此后的化学反应的定比例法则(Joseph Louis Proust,1799)及化学元素分析方法的发展,为有机化学的出现奠定了基础。,2.从炼金术到化学:,8,3.有机化学的发展,简单的说,有机化学就是H,C,N,O的化学。其发展是必然的,因为人对生命物质的兴趣要比对非生命物质更浓。化学分析的手段发展后,势必要用来研究有机的物质。通过有机化学研究知道的物质结构,成为生物化学研究的起点。,有机化学的发展,是从尿素的合成开始的。,1828年 Wohler(德)从无机盐合成了尿素,1831年 Liebig(德)有机物元素分析定量法的发明,1840年 有机基团(group)的概念的形成,1848年 Pasteur(法)酒石酸的光学异构体的发,1858年 Kekule(德)C原子的四价理论,1865年 Kekule(德)Benzen环结构的发现,1869年 元素周期表的确立,1874年 vant Hoff(荷)C4的正四面体结构,1884年 Fischer(德)糖的化学结构研究的开始,3.有机化学的发展,9,4.生物化学重大发展年代表,1897年 Buchner 发现酵母细胞质能使糖发酵,1902年 Fischer 肽键理论,1926年 Sumner结晶得到了脲酶,证明酶就是蛋白质,1935年 Schneider将同位素应用于代谢的研究,1944年 Avery等人证明遗传信息在核酸上,1953年 Sanger的胰岛素氨基酸序列测定,Waston-Click提出DNA 双螺旋模型,1958年 Perutz等解明肌红蛋白的立体结构,1970年 发现了DNA限制性内切酶,1972年 DNA重组技术的建立,1978年 DNA双脱氧测序法的成功,1990年 人类基因组计划的实施,2003年完成,进入,后基因组时代,4.生物化学重大发展年代表1897年 Buchner 发现酵,10,生物化学中的关键技术,电泳（1923）生物大分子的分离、分析,超离心（1925）蛋白质、细胞亚器官的 分离；分子量的确定,同位素标记（1934）物质代谢途径、生物大分子结构测定,层析（1944）生物大分子的分离纯化,X-光衍射、NMR：生物大分子结构测定,生物化学中的关键技术电泳（1923）生物大分子的分离、分析,11,五生物化学与分子生物学 同有关学科的关系,生物化学与分子生物学是生物学的最深层次；,生物化学与分子生物学是化学的最高层次；,生物化学与分子生物学为农学、医学和食品科学提供理论依据和研究手段；,物理学、信息科学和数学为生物化学与分子生物学提供研究手段。,五生物化学与分子生物学,12,六学习方法,积极培养学习的兴趣；,记忆与理解相互促进；,注重阅读和练习；,注重学习科学思维的方法和实验技能；,注重与数理化特别是化学知识的联系；,注重与生物学功能的联系。,六学习方法积极培养学习的兴趣；,13,