动物生物化学(PPT34)

动物生物化学动物生物化学Animal Biochemistry学时安排： 理论 60学时 实验 30学时学习成绩考核：笔试 70分 实验 20分 平时提问与出勤 10分第一章第一章 绪论绪论 2 第二章第二章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能 8 第三章第三章 酶学酶学 6 第四章第四章 维生素维生素 4 第五章第五章 生物氧化生物氧化 6第六章第六章 糖类代谢糖类代谢 8 第七章第七章 脂类代谢脂类代谢 6第第八八章章 含氮小分子代谢含氮小分子代谢 6第第九九章章 核酸的化学结构核酸的化学结构 4 第十第十章章 核酸的生物学功能核酸的生物学功能 8 第十一章第十一章 生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能 2 v使用教材使用教材：动物生物化学动物生物化学 主编主编 周顺伍等周顺伍等 中国中国农业出版社农业出版社v参考书目参考书目：v生物化学（第五版）周爱儒生物化学（第五版）周爱儒 主编主编 人民卫生出版社人民卫生出版社v生物化学（第三版）王静岩主编生物化学（第三版）王静岩主编 高等教育出版社高等教育出版社v哈珀生物化学（第哈珀生物化学（第25版）版） 科学出版社科学出版社v生物化学（影印第二版）生物化学（影印第二版） RH.Garrett等编等编 高等教育出版社高等教育出版社v生物化学导论（第二版）生物化学导论（第二版） 科学出版社科学出版社v现代生物化学现代生物化学 于自然等主编于自然等主编 化学工业出版社化学工业出版社v教学参考资料：教学参考资料：v生物化学应试指南生物化学应试指南 周爱儒周爱儒 主编主编 北京医科大学出版社北京医科大学出版社v生物化学习题集生物化学习题集 吉林大学出版社吉林大学出版社v生物化学习题解析生物化学习题解析 科学出版社科学出版社 辅导答疑地点辅导答疑地点： 新科研实验大楼四楼生物化学教研室新科研实验大楼四楼生物化学教研室 余涛余涛 电话：电话：13194385435 Email：实验地点：实验地点： 新科研实验大楼四楼生物化学实验室新科研实验大楼四楼生物化学实验室一、生物化学的概念与研究内容1、生物化学的概念：传统定义：生物化学是运用化学、物理学和生物学的现代理论和技术，研究生物体的物质组成与结构、物质代谢与能量转变，以这些变化与生理机能之间关系的一门科学。即在分子水平上研究生命现象的化学本质的科学。现代定义：研究生物分子，特别是生物大分子相互作用、相互影响以表现生命活动现象原理的科学。2、生物化学的研究内容（1 1）研究生物体内）研究生物体内物质的化学组成、结构、性质与物质的化学组成、结构、性质与功能。功能。高等生物体主要由高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质，等组成，此外还含有一些低分子物质，如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解产物。解产物。研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。代生物化学与分子生物学发展的方向。（2）研究生物体内）研究生物体内物质代谢（新陈代谢）、能量转物质代谢（新陈代谢）、能量转变及其调控机理变及其调控机理 l生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物质代谢或新陈代谢。质代谢或新陈代谢。 l物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、消化、吸收吸收中间代谢中间代谢排泄排泄。其中，中间代谢过程是在。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。代谢几方面的内容。（3 3）研究物质结构、代谢和生物功能与复杂的生）研究物质结构、代谢和生物功能与复杂的生命现象之间的关系命现象之间的关系（4 4）研究生物体遗传的物质基础，基因信息传递、）研究生物体遗传的物质基础，基因信息传递、表达及其调控规律表达及其调控规律l基因信息传递涉及到遗传、变异、生长、分化等诸多生命过程，也与遗传病、恶性肿瘤、心血管病等多种疾病的发病机制有关。 DNA重组、转基因、基因剔除、新基因克隆、人类基因组计划及功能基因组计划等的发展，将大大推动这一领域的研究进程。研究发现黑猩猩研究发现黑猩猩和人类基因组存和人类基因组存在关键性差异在关键性差异 3、生物化学的研究对象生物体：动物、植物、微生物等按研究对象分：动物 、植物 、微生物 。二、生物化学的发展史1 1、生物化学产生前时期、生物化学产生前时期最早可追溯到离现在最早可追溯到离现在40004000多年前。多年前。公元前公元前2222世纪世纪 夏禹时代夏禹时代 酿酒酿酒公元前公元前1212世纪世纪 商周时代商周时代 制酱、制醋制酱、制醋公元前公元前6 6世纪世纪 瘿病（地方性甲状腺肿）瘿病（地方性甲状腺肿）公元四世纪公元四世纪 葛洪葛洪 海藻治疗瘿病海藻治疗瘿病唐代孙思邈唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病米糠熬粥治疗脚气病 猪肝治疗雀目猪肝治疗雀目明代李时珍明代李时珍 本草纲目本草纲目2 2、描述的或有机生物化学发展时期、描述的或有机生物化学发展时期（1770177019031903，静态生物化学），静态生物化学）l大约从十八世纪中叶大约从十八世纪中叶到到二十世纪初，主要完成二十世纪初，主要完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体主要由体主要由糖、脂、蛋白质和核酸糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质四大类有机物质组成组成 。l主要成就主要成就1828年年 魏勒在实验室将氰酸钠合成为尿素魏勒在实验室将氰酸钠合成为尿素1842年年 李比希首次提出新陈代谢的概念李比希首次提出新陈代谢的概念1849年年 巴斯德开始发酵的研究巴斯德开始发酵的研究1877年年 霍佩霍佩.赛勒首次提出赛勒首次提出“Biochemie”1897年年 布克纳兄弟布克纳兄弟 蔗糖酵母发酵实验蔗糖酵母发酵实验3 3、动态的或生理生物化学发展时期、动态的或生理生物化学发展时期（1903190319501950，动态生物化学），动态生物化学）l大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的代谢途径有了一定的了解。学物质的代谢途径有了一定的了解。物质代谢途径及动态平物质代谢途径及动态平衡、能量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、衡、能量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素蛋白质合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢。等的代谢。l其中主要的有：其中主要的有： 1905 1905年年 哈登和杨发现酶和辅酶；哈登和杨发现酶和辅酶；19261926年年 sumnersumner首次从刀豆中获得脲酶结晶；首次从刀豆中获得脲酶结晶；19551955年年 SangerSanger完成完成牛胰岛素氨基酸组成分析；牛胰岛素氨基酸组成分析；19321932年，英国科学家年，英国科学家Krebs Krebs 发发现尿素合成的鸟氨酸循环；现尿素合成的鸟氨酸循环；19371937年，年，KrebsKrebs提出了各种化学提出了各种化学物质的中心环节物质的中心环节三羧酸循环的基本代谢途径；三羧酸循环的基本代谢途径； 1940 1940年，年，德国科学家德国科学家EmbdenEmbden和和MeyerhofMeyerhof提出了糖酵解代谢途径，等提出了糖酵解代谢途径，等等。等。4 4、分子的或综合生物化学发展时期、分子的或综合生物化学发展时期（19501950至今，机能生物化学）至今，机能生物化学）l孟德尔孟德尔 豌豆杂交实验提出生物遗传的不是其形状本身，豌豆杂交实验提出生物遗传的不是其形状本身，而是它的遗传因子。而是它的遗传因子。l18951895年年 MiescherMiescher 发现核蛋白发现核蛋白l19281928年年 格里非思格里非思 肺炎球菌转化实验肺炎球菌转化实验l19441944年年 AveryAvery等人首次证明等人首次证明DNADNA是遗传物质是遗传物质l19501950年年 ChargaffChargaff证明证明A=T G=CA=T G=Cl19531953年，年，WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA的双螺旋结构模型的双螺旋结构模型为标志，生物化学的发展进入分子生物学阶段。为标志，生物化学的发展进入分子生物学阶段。l19661966年年 遗传密码破译遗传密码破译 l1958 19711958 1971年年 遗传中心法则（遗传中心法则（Crick)Crick)l19601960年年 JacobJacob和和MonodMonod创立操纵子学说创立操纵子学说l19821982年年 CechCech发现核酶发现核酶l19821982年年PalmiterPalmiter 转基因技术转基因技术l19901990年年 人类基因组计划人类基因组计划l19971997年年WilmutWilmut 克隆技术克隆技术l这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。如生命的本质和奥秘：运结构与其功能之间的关系。如生命的本质和奥秘：运动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理等。等。19531953年，沃森年，沃森克里克（克里克（WatsonWatsonCrickCrick）确定确定DNADNA双螺旋双螺旋结构，获结构，获19621962年诺贝尔生理、医学奖。年诺贝尔生理、医学奖。19551955年，英国生物化学家桑格尔（年，英国生物化学家桑格尔（SangerSanger）确定牛胰岛素结确定牛胰岛素结构，获构，获19581958年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。19801980年，桑格尔和吉尔伯特（年，桑格尔和吉尔伯特（GilbetGilbet）设计出测定设计出测定DNADNA序列序列得方法，获得方法，获19801980年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。19841984年，化学奖，年，化学奖，Bruce MerrifieldBruce Merrifield（美国），建立和发展蛋美国），建立和发展蛋白质化学合成方法。白质化学合成方法。19931993年年11、RechardRechard J.Roberts( J.Roberts(美美) )等，发现断裂基因等，发现断裂基因 化学奖化学奖 2 2KargKarg B. B. MallisMallis( (美美) )发明发明PCRPCR方法。方法。 3 3MichaetMichaet Smith( Smith(加拿大加拿大) )建立建立DNADNA合成用与定点诱合成用与定点诱变研究变研究19941994年年 Alfred G. Alfred G. GiillmanGiillman（美）等，发现美）等，发现GG蛋白及基因在蛋白及基因在细胞内信号转导的作用。细胞内信号转导的作用。19971997年年1 1 stanleystanley B.prusinerB.prusiner( (美美) )发现一中新型的致病因子感染性发现一中新型的致病因子感染性蛋白颗粒蛋白颗粒“prionprion”（疯牛病）疯牛病） 生理医学奖生理医学奖 2 2 paulpaul D.Boyer D.Boyer（美）等，说明美）等，说明ATPATP酶促合成机制酶促合成机制 化学奖化学奖3 3 Jens c. Jens c. skonskon( (丹麦丹麦) )发现输送离子的发现输送离子的NaNa+ +KK+_+_ATPATP酶。酶。19961996年年PetrPetr c. Doherty c. Doherty（美）等，发现美）等，发现T T细胞对病毒感染细细胞对病毒感染细胞的识别和胞的识别和MHC(MHC(主要组织相容性复合体主要组织相容性复合体) )限制。限制。 生理医学奖生理医学奖19981998年年ROLertROLert F.furchgottF.furchgott（美国）等，发现美国）等，发现NONO是心血管系统的信是心血管系统的信号分子号分子 生理医学奖生理医学奖我国生物化学的发展概况 起步晚，基础弱，潜力大，需努力1、吴宪 血滤液制备、蛋白质变性。食物营养与免疫化学2、1965年 首次人工合成结晶牛胰岛素3、1981年 合成酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成4、天花粉蛋白一级结构测定5、生物膜与水通道的研究6、人类基因组、水稻基因组等的研究三、生物化学的应用与展望1、 生物化学是二十一世纪生命科学的带头学生物化学是二十一世纪生命科学的带头学科。科。学科热点： 基因组学 蛋白质组学 克隆（组织、器官、个体）生物化学学科的新进展与热点问题1、基因组计划研究的继续与深入2、蛋白质组研究（后基因组研究）3、RNA组计划正在兴起4、基因表达调控5、细胞信号传递6、与医学密切相关的一些热点问题7、端粒、端粒酶与细胞正常衰老、凋亡研究8、与药物生产密切相关的基因工程研究9、体内第三类生物大分子糖蛋白与蛋白聚糖10、分子生物学中心法则的理论研究及相关技术研究2、 生物化学与农业生物化学与农业原始农业：采集与狩猎，游牧式传统农业：原始的种植业，畜牧业现代农业：化肥，农药；绿色革命（杂种优势），生物防治，分子育种，转基因植物，动物营养分子农业（工厂化农业）：离开土地，细胞水平甚至是分子水平的生化加工业，。植物：光合作用 固定化细胞培养，叶绿体光合器。动物：细胞培养。3、 生物化学与环保生物化学与环保环境污染：环境污染：Pb，Hg环境监控：环境监控：生物传感（酶，细胞）和指示生物生物净化：金属硫蛋白等金属结合蛋白4、 生物化学与轻工业生物化学与轻工业发酵工业：抗生素、氨基酸。食品工业饲料工业：酶，添加剂，香味剂，甜味剂制革与造纸工业：酶法处理生物电子学：DNA储存器。酶工程技术5、 生物化学与医药生物化学与医药生化药物基因工程药物蛋白质工程药物抗体工程药物：定向，低剂量海洋生物技术药物l1、重要的专业基础课程l2、掌握正常畜禽的代谢规律，对于临床上畜禽代谢疾病的诊断和治疗具有重要的作用l3、考研必备五、如何学习生物化学学习生物化学必须掌握的五个基本原则学习生物化学必须掌握的五个基本原则1、学会抽象思维、学会抽象思维2、理解与记忆并重，更着重对生化内容的理解、理解与记忆并重，更着重对生化内容的理解3、加强各章内容的前后联系与综合思考、加强各章内容的前后联系与综合思考4、在全面复习的基础上要抓住各章基本要求与重点、难点、在全面复习的基础上要抓住各章基本要求与重点、难点5、生物化学与分子生物学内容的有机结合、生物化学与分子生物学内容的有机结合师生合作，同舟共济！