生物化学BiochemisBiochemis

trytry扬州大学生物科学与技术学院

绪 论绪 论

概 念

生物化学是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。

第一节生命

一、生命的定义• 自我复制 (self-replication)

• 自我装配 (self-assemble)

• 自我调节 (self-regulation)

• 一个边界• 一套执行机构• 一套遗传机构

人与其他生物最大的区别是什么？形态、语言、感情、知觉－－－

•知—认识自己、认识世界的动机与实践

• 世界是什么样？为什么是这样？

• 世界是什么样的？

• 天文学、地理学、动物学、植物学、人类学…………

• 进一步缩小分析• 生理学、细胞学

进入分子原子领域

• “ 看不见了”• 如何研究呢？• 化学、物理学的研究方法与手段• 分离（有时需分解更小分子）、纯化、

化学物理分析（分子量、元素组成）

源自 http://140.112.78.220/~juang/BCbasics/Cellxx.htm#Cell0102

细胞是生物体的基本结构单元

细胞的基本构成

二、生命的的共同“语言”——化学

著名的诺贝尔奖获得者亚瑟 · 肯伯格（ Ar

thur Kornberg ）在哈佛大学医学院建校100 周年时说：“所有的生命体都有一个共同的语言，这个语言就是化学。”

DNA 是生命体的“共同语言”

生物体的化学组成•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

生命体的元素组成在地球上存在的 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 99% 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。

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：多糖、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。• 七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白

质、维生素、氧。

第二节发展简史

1. 中国：古代 4200 年前已开始造酒、酿醋、做豆腐2. 世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一 定发展才出现的3. 生化发展史： （ 1 ）静态生化： 18 世纪下半叶开始，主要工作： 组成、结构、生理功能 （ 2 ）动态生化： 1930 年后研究代谢过程 （ 3 ） 50 年代后：分子 生物学、蛋白质、核酸、 DNA— 双螺旋模型—分子遗传学 生化在几十年中飞速发展，在较短年代里集中着大

量科学发现。其中很多都称的上是人类认识自然界的里程碑，有划时代的意义。有相当数量的科学家因此获得

诺贝尔奖

詹姆斯 · 沃森（ James D. Watson ）

1953 年 Watson （美）与 Crick （英）提出 DNA 分子的双螺旋结构模型， 1962 年共获诺贝尔奖。

弗朗西斯 · 克里克（ Francis H. Crick ）

1969-1972, Arber( 瑞士 ),Smith( 美 ) 与 Nathans( 美 ) 在核酸限制酶的分离与应用方面做出突出贡献 ,1978 年共获诺贝尔奖。 1972 Berg （美）在基因工程基础研究方面作出了杰出成果，获 1980 年诺贝尔奖。1973 Cohen 等（美）用核酸限制性内切酶 EcoR1 ，首次基因重组成功。

Hamilton O. Smith Daniel Nathans Werner Arber

Paul Berg Herbert Boyer Stanley Cohen

2001 Venter （美）等报道完成了人类基因组草图测序。

我国生物化学的开拓者——吴宪教授

蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书《 Advances in Protein Chemist

ry 》第 47 卷（ 1995 年）发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈 J. T. Edds

all 的文章“吴宪与第一个蛋白质变性理论（ 1931 ） Hsien Wu and the first Theory

of Protein Denaturation(1931)” ，对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。该卷还重新刊登了吴宪教授六十四年前关于蛋白质变性的论文。一篇在 1931 年发表的论文居然在 1995 年仍然值得在第一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。

第三节学科交叉

化学

有机化学

物理化学

无机化学

分析化学

高分子化学

生物化学与其它学科的关系

生物学动

物

学 植

物

学

微生物学

化学生物学

生物化

学

生理学

遗传学栽培、育种 生态

生物化学与普通化学的区别

结构 化学反应 特殊处

普通化学 结构简单 条件多样

生物化学 结构极为复杂多样

常温常压酶催化 反应自我调节 能量转化、传递反应 自身复制的特殊反应 极为细致准确

特殊的生物功能

近代生物化学的发展 植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化

农业生化 生物化学分支 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化 临床生化

细胞工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程

第四节学习方法

一条主线：生命的化学、化学的生命

一个中心：认识生命、改造生命

万能方法：理解＋记忆

授课方式：一、较简单的内容：自学 + 上课抽查二、重点：上课讲三、重点中的难点：反复讲

注意：•需要有机化学的基础；• 中途缺课，可能听不懂；•随堂考试，请及时复习。