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1、一、生物化學(xué)的涵義、生物化學(xué)的涵義二、生物化學(xué)的研究對(duì)象和研究內(nèi)容、生物化學(xué)的研究對(duì)象和研究內(nèi)容三、生物化學(xué)的發(fā)展、生物化學(xué)的發(fā)展四、生物化學(xué)的成就、生物化學(xué)的成就緒論緒論五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè)五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè)六、如何學(xué)好生物化學(xué)？六、如何學(xué)好生物化學(xué)？第1頁/共38頁 生物化學(xué)是關(guān)于生命的化學(xué)，是運(yùn)用化學(xué)的原理和方法來研究生命現(xiàn)象，闡明生命現(xiàn)象變化規(guī)律的一門科學(xué)。一、生物化學(xué)的涵義生物化學(xué)的涵義章首器官（肝臟）消化系統(tǒng) 肝臟 竇狀小管肝細(xì)胞細(xì)胞核分子（DNA）第2頁/共38頁生物化學(xué)與生命科學(xué)的關(guān)系生物化學(xué)與生命科學(xué)的關(guān)系 生命科學(xué)宏觀生命科學(xué) 微觀生命科學(xué) 生態(tài)學(xué) 分子生物學(xué) 生物化
2、學(xué)章首第3頁/共38頁 是自然界中存在的各種生物體，如動(dòng)物，植物，微生物和病毒等。二、生物化學(xué)的研究對(duì)象和研究內(nèi)容二、生物化學(xué)的研究對(duì)象和研究內(nèi)容研究對(duì)象：研究對(duì)象：章首研究內(nèi)容：研究內(nèi)容： 包括生命機(jī)體的化學(xué)組成，重要生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，新陳代謝及其調(diào)控，以及與生長、發(fā)育、繁殖和遺傳等相關(guān)的研究課題。第4頁/共38頁三、生物化學(xué)的發(fā)展三、生物化學(xué)的發(fā)展章首1、靜態(tài)生物化學(xué)的發(fā)展2、動(dòng)態(tài)生物化學(xué)的發(fā)展3、功能生物化學(xué)的發(fā)展第5頁/共38頁靜態(tài)生物化學(xué)研究生命化學(xué)本質(zhì)的一個(gè)基本任務(wù)是了解有機(jī)體的化學(xué)組成，其中最主要的是蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多糖等生物大分子以及一些基本生物小分子。主要任務(wù)就是研究
3、這些生物大分子、基本生物分子和生物小分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生理功能。第6頁/共38頁動(dòng)態(tài)生物化學(xué)生物與非生物的區(qū)別在于它們經(jīng)常進(jìn)行自我更新，生物體存在的基本條件是與外界不斷地進(jìn)行物質(zhì)交換，因此，生物化學(xué)的另一方面就是研究糖、脂類、蛋白質(zhì)、核酸等大分子在生物體內(nèi)的分解、合成、相互轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)化過程中的能量轉(zhuǎn)換問題。第7頁/共38頁靜態(tài)生物化學(xué)的發(fā)展 靜態(tài)生物化學(xué)發(fā)展描述的是有機(jī)生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（17701903）。這個(gè)時(shí)期的生物化學(xué)更多地依附于有機(jī)化學(xué)，大量工作是圍繞著生命的存在方式“蛋白質(zhì)”進(jìn)行的。 1903年，有人首先使用“biochemistry”這個(gè)單詞,它反映了作為獨(dú)立學(xué)科的生物化學(xué)的誕生。
4、章首節(jié)首第8頁/共38頁動(dòng)態(tài)生物化學(xué)的發(fā)展 動(dòng)態(tài)生物化學(xué)是生理生物化學(xué)的發(fā)展時(shí)期（19031950）。19世紀(jì)中葉，生物學(xué)積累了若干有關(guān)血液循環(huán)和消化、吸收的知識(shí)，巴甫洛夫消化生理學(xué)比較完整地建立起來了。開始探索生理功能的化學(xué)過程，從而派生出了生理生物化學(xué)。章首節(jié)首第9頁/共38頁功能生物化學(xué)的發(fā)展 1950年以后,由于各種現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備的發(fā)明和發(fā)展，生物化學(xué)進(jìn)入了分子的或綜合生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期。這期間，生物化學(xué)的進(jìn)展，更集中、更突出地反映在蛋白質(zhì)、酶和核酸等生物大分子研究上，使生命起源研究進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。同時(shí)，開始應(yīng)用生物化學(xué)方法改變遺傳特性，創(chuàng)立了遺傳工程學(xué)。章首節(jié)首第10頁/共38頁
5、四、生物化學(xué)的成就四、生物化學(xué)的成就 1953年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式 1958年，分子遺傳的中心法則 1970年，基因工程方法的建立 1981年，發(fā)現(xiàn)有催化功能的RNA（Ribozyme） 1985年，人類基因組作圖和測(cè)序計(jì)劃 1993年，P53被“Science”評(píng)為年度分子明星 1997年，第一只克隆羊誕生 1999年，干細(xì)胞的研究位列當(dāng)年科技重大突破首位 2000年，人類基因組作圖計(jì)劃即將完成 2002年，RNAi榮登重大科技突破榜首 2005年，觀察進(jìn)化發(fā)生位列科技突破首位章首第11頁/共38頁第12頁/共38頁DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式雙螺旋結(jié)構(gòu)模式 DNA分子結(jié)構(gòu)是由美國生物學(xué)家
6、沃森（James Dewey Watson,1926）和英國生物物理學(xué)家克里克（Francis Harry Compton Crick,1916）所確定的?？死锟擞?949年入劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)研究組。1951年沃森來到該研究所，克里克接受了他的觀點(diǎn)：了解DNA三維結(jié)構(gòu)即可明了它在遺傳中所起的作用。1953年，他們建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式,并跟已知的物理化學(xué)性質(zhì)相符合。這一發(fā)現(xiàn)成為分子生物學(xué)的里程碑。后來他們分享了62年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 章首節(jié)首第13頁/共38頁分子遺傳的中心法則分子遺傳的中心法則 中心法則(central dogma)是指遺傳信息的流向所遵循的法則。Crick
7、提出，在DNA分子可以自我復(fù)制（replication）傳給子代的基礎(chǔ)上，遺傳信息可以從DNA傳遞給RNA（稱為轉(zhuǎn)錄transcription）再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)（稱為翻譯translation），這是遺產(chǎn)信息流所遵循的中心法則。 Temin又證實(shí)RNA也可以是遺傳信息的攜帶者，即DNA以RNA為模板反向轉(zhuǎn)錄合成，再推動(dòng)RNA的合成及蛋白質(zhì)的合成。章首節(jié)首圖片第14頁/共38頁章首節(jié)首第15頁/共38頁基因工程方法的建立基因工程方法的建立 1970年，Temin和Baltimore從雞肉瘤病毒中發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶。 Smith和Wilcox在E.coli中發(fā)現(xiàn)芽豆類限制性內(nèi)切酶,由此為基因工程方
8、法的建立打下了基礎(chǔ)。章首節(jié)首第16頁/共38頁RibozymeRibozyme章首節(jié)首 1978年，Altman在提純RNAaseP時(shí)發(fā)現(xiàn)，此酶由蛋白質(zhì)和一個(gè)RNA片段組成，單獨(dú)的RNA能完成對(duì)前體tRNA的剪切，而單獨(dú)的蛋白質(zhì)卻無此能力。1981年，Cech在研究四膜蟲前體rRNA的加工過程中發(fā)現(xiàn)，在沒有蛋白質(zhì)存在的情況下，一段RNA序列（IVS）能進(jìn)行自動(dòng)剪切，生成L-19IVS。后者在離體條件下能催化五聚胞嘧啶核苷酸的合成。由此提出了具有催化功能的核酸（Ribozyme）的概念。 Ribozyme的提出為解決人類的起源問題提供了一種新的假說，為此，Cech與Altman共同獲得了1989
9、年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。第17頁/共38頁“人類基因組作圖和測(cè)序人類基因組作圖和測(cè)序”計(jì)劃計(jì)劃 1985年，美國科學(xué)家率先提出“人類基因組測(cè)序和作圖”計(jì)劃（簡(jiǎn)稱HGP）。國際合作始于1990年 該計(jì)劃的核心就是測(cè)定人類基因組的全部DNA序列，從整體上破譯人類遺傳信息，以使人類能在分子水平上全面地認(rèn)識(shí)自我。 HGP的精神是：全球共有，國際合作。即時(shí)公布，免費(fèi)共享。章首節(jié)首第18頁/共38頁P(yáng)53P53被被“ScienceScience”評(píng)為年度分子明星評(píng)為年度分子明星 p53基因是一種腫瘤抑制基因，定位于人類17號(hào)染色體短臂，其編碼的p53磷蛋白具有調(diào)控細(xì)胞增殖功能。大量實(shí)驗(yàn)表明，人體內(nèi)約50%的腫瘤發(fā)
10、生與p53的缺失，突變有關(guān)，也與p53蛋白與病毒蛋白的結(jié)合，導(dǎo)致p53蛋白失活有關(guān)。 03年10月央視國際報(bào)道了我國用于惡性腫瘤治療的基因藥物誕生并批準(zhǔn)上市。這種由深圳賽百諾基因技術(shù)有限公司研制的基因藥物名為重組腺病毒P53抗癌注射液，主要用于治療頭頸部鱗癌和其他惡性腫瘤。 章首節(jié)首第19頁/共38頁 老化：抑制癌癥的代價(jià)？ 在細(xì)胞水平，p53可以使細(xì)胞停止分裂最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在器官水平，p53的過量會(huì)導(dǎo)致衰老 p53蛋白：長壽的敵人？ 當(dāng)降低果蠅神經(jīng)細(xì)胞中p53蛋白活性，果蠅壽命明顯延長第20頁/共38頁克隆羊誕生克隆羊誕生章首節(jié)首 1997年2月23日，英國羅斯林研究所宣布，他們成功創(chuàng)造
11、了世界上第一個(gè)克隆羊 多莉。它的意義在于，人類已能用高度分化的乳腺細(xì)胞作為核供體，通過無性繁殖方法，復(fù)制出與核供體完全一致的新個(gè)體。第21頁/共38頁1999年干細(xì)胞的研究工作位列年干細(xì)胞的研究工作位列年度科學(xué)技術(shù)重大突破首位年度科學(xué)技術(shù)重大突破首位 干細(xì)胞（stem cell）是一類既有自我更新能力，又有多分化潛能的細(xì)胞。干細(xì)胞的研究一方面可以揭示許多有關(guān)細(xì)胞生長和發(fā)育的基礎(chǔ)理論難題；另一方面可望將其用于創(chuàng)傷修復(fù)，神經(jīng)再生和抗衰老等臨床醫(yī)學(xué)研究。章首節(jié)首上一頁第22頁/共38頁人類基因組計(jì)劃完成人類基因組計(jì)劃完成 2000年6月26日，參與人類基因組計(jì)劃的各國科學(xué)家，同時(shí)向全世界宣布人類基因
12、組“工作框架圖”繪制完成。 2004年10月21日出版的自然雜志公布了人類基因組最精確的序列（包含有28.5億個(gè)堿基對(duì)），同時(shí)澄清人類基因組只有2到2.5萬個(gè)基因（而不是原來的10萬個(gè)基因） 這篇文章標(biāo)志著人類基因組計(jì)劃又邁出了里程碑意義的一步。 章首節(jié)首上一頁下一頁第23頁/共38頁人類基因組計(jì)劃的應(yīng)用前景人類基因組計(jì)劃的應(yīng)用前景 將揭示生命世界的一些重大奧秘，如生命起源，生物進(jìn)化等。 將應(yīng)用于疾病的診斷和治療，將改變21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)。 將有利于人類培育優(yōu)良的動(dòng)植物品種。 將大大促進(jìn)生命科學(xué)工業(yè)的發(fā)展，特別是基因制藥工業(yè)的發(fā)展。 章首節(jié)首上一頁第24頁/共38頁精神病基因的發(fā)現(xiàn)精神病基因的發(fā)現(xiàn)
13、 研究人員確認(rèn)了增加患上由家族遺傳的精神分裂、抑郁癥和其他精神疾病的基因。發(fā)現(xiàn)了一組增加患上抑郁癥機(jī)會(huì)的基因，但患者在受到嚴(yán)重壓力下才會(huì)觸發(fā)基因活動(dòng)。 這一成果位列2003年重大科技突破第二位 第25頁/共38頁垃圾垃圾DNADNA 人體內(nèi)非編碼雖然占人體基因組的，但它卻不像編碼基因那樣控制產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)，所以曾經(jīng)被稱為“垃圾”。英國科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn)，這些貌似無用的對(duì)某些疾病的嚴(yán)重程度卻有著很大影響。 這些DNA對(duì)于基因在正確的位置和正確的時(shí)間“開啟”起到關(guān)鍵的幫助 這一成果位列04年重大科技突破第五位 返回返回第26頁/共38頁20022002年年 RNAiRNAi榮登重大科技突破榜首榮
14、登重大科技突破榜首 RNA曾被認(rèn)為是一種缺乏活力的生物分子，但最近一系列發(fā)現(xiàn)表明，一種小分子RNA參與著多項(xiàng)細(xì)胞控制工作，能夠關(guān)閉基因或改變它們的表達(dá)水平。這一現(xiàn)象稱為核糖核酸干擾（RNAi），它是體內(nèi)抵御外在感染的一種重要保護(hù)機(jī)制。小RNA的這種功能有可能使21世紀(jì)的醫(yī)藥研究產(chǎn)生革命性的變化。章首節(jié)首第27頁/共38頁世界首次世界首次RNAiRNAi臨床試驗(yàn)初獲成功臨床試驗(yàn)初獲成功 2006年6月，美國一項(xiàng)研究顯示，導(dǎo)致老年人失明的最常見病因老年性黃斑變性（AMD），能夠通過siRNA分子來對(duì)付。這些結(jié)果是由評(píng)估RNAi(RNA干擾)療法對(duì)人類患者效果的首次臨床試驗(yàn)獲得。 第28頁/共38頁
15、20052005年年 觀察進(jìn)化發(fā)生位列科技突破首位觀察進(jìn)化發(fā)生位列科技突破首位 自從達(dá)爾文1859年把進(jìn)化理論首次引入科學(xué)界以來，該理論一直是生物學(xué)的基礎(chǔ)，但也受到其它理論的挑戰(zhàn)。2005年研究人員在對(duì)1918年大流行的流感病毒基因、黑猩猩基因以及其它物種的基因進(jìn)化研究中發(fā)現(xiàn)，達(dá)爾文的進(jìn)化理論仍然對(duì)當(dāng)代生物學(xué)具有指導(dǎo)意義。并且這些研究成果對(duì)現(xiàn)實(shí)生活具有重要影響。第29頁/共38頁五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè)五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè) 生物化學(xué)對(duì)現(xiàn)代化工、輕工、食品、醫(yī)藥工業(yè)的滲透1、在傳統(tǒng)食品工業(yè)中的應(yīng)用 工業(yè)用酶在食品工業(yè)中的大量應(yīng)用；2、在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 各種有機(jī)酸等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)；各類抗生素的生
16、產(chǎn)3、在現(xiàn)代醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用 用基因工程手段生產(chǎn)人胰島素、干擾素等重要藥物第30頁/共38頁六、如何學(xué)好生物化學(xué)？六、如何學(xué)好生物化學(xué)？ 掌握生物化學(xué)的整體框架 經(jīng)常關(guān)注生命科學(xué)的前沿進(jìn)展1、Nature、Science、Cell等國外期刊2、生命與化學(xué)、生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展、生物工程進(jìn)展等國內(nèi)期刊 生物化學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科1、注意動(dòng)手能力的培養(yǎng)2、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度 第31頁/共38頁教學(xué)目的與要求 課程性質(zhì)： 生物化學(xué)作為化學(xué)系化學(xué)專業(yè)的專業(yè)課及高分子專業(yè)的基礎(chǔ)課，在修讀完無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)后修讀本課程。 基本內(nèi)容： 生物化學(xué)的研究對(duì)象為生命現(xiàn)象中的化學(xué)本質(zhì)與過程，是現(xiàn)代生物學(xué)的基礎(chǔ)
17、。本課程包括兩大內(nèi)容： 1. 以蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等為核心，介紹生物分子的基本結(jié)構(gòu)、與功能的相關(guān)性。 2. 介紹生物分子的新陳代謝及有關(guān)基因工程方面的知識(shí)。第32頁/共38頁 基本要求： 通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握生物化學(xué)的基本知識(shí)，了解生物化學(xué)在現(xiàn)代生物學(xué)中所起的關(guān)鍵作用。第33頁/共38頁全面理解強(qiáng)調(diào)記憶聯(lián)系前后注重復(fù)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程的要求本課程還獨(dú)立設(shè)有實(shí)驗(yàn)，即生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，要求重視實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力。 第34頁/共38頁參考書參考書B.D 黑姆斯，王鏡巖(譯)，生物化學(xué),科學(xué)出版社, 2002年聶劍初 羅紀(jì)盛，生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程（第三版）高等教育出版社 1999年 B.D.Hames，Instant Notes Biochemistry，Bios，UK，2002第35頁/共38頁考核方式 考試（專業(yè)必修課） 閉卷筆試 總評(píng)：平時(shí)考勤+課堂提問+期末考試 考試課（平時(shí)成績20+期末考試80）第36頁/共38頁20062006年重大事件年重大事件科學(xué)造假科學(xué)造假 2004年，干細(xì)胞研究人員黃禹錫伙同同事在科學(xué)雜志發(fā)表兩篇重要論文，但他們制造的騙局以及其他一些科學(xué)造假事件在2006年初被徹底揭穿 。第37頁/共38頁感謝您的觀看！第38頁/共38頁
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