基础生物化学 第1章 绪论
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第一章绪论一、生物化学的的概念:生物化学(biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学,它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的发展:1.叙述生物化学阶段:是生物化学发展的萌芽阶段,其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。
2.动态生物化学阶段:是生物化学蓬勃发展的时期。
就在这一时期,人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。
3.分子生物学阶段: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。
三、生物化学研究的主要方面:1.生物体的物质组成:高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成,此外还含有一些低分子物质。
2 •物质代谢:物质代谢的基本过程主要包括三大步骤:消化、吸收T中间代谢T排泄。
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。
3 •细胞信号转导:细胞内存在多条信号转导途径,而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起,从而构成了非常复杂的信号转导网络,调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。
4 •生物分子的结构与功能:通过对生物大分子结构的理解,揭示结构与功能之间的关系。
5 •遗传与繁殖:对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究,也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。
第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸:1.结构特点:氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。
构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种,除脯氨酸为a-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外,其余氨基酸均为L- a-氨基酸。
2 •分类:根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类:① 非极性中性氨基酸(8种):②极性中性氨基酸(7种):③酸性氨基酸(Glu和Asp):④ 碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。
二、肽键与肽链:肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的a-羧基与另一分子氨基酸的a-氨基经脱水而形成的共价键(-C0 -NH-)。
引言概述:生物化学是研究生物体内化学结构、组织和生命活动的科学,它承接了有机化学、生物学和物理学等多个学科的基础知识,并运用这些知识来解析生物体内的复杂化学反应。
本文将围绕生物化学第一章的绪论部分展开叙述,重点介绍生命的起源、生物大分子、生命的能量转化、生物膜和细胞器等方面的内容。
正文内容:一、生命的起源1.生命的化学基础:讲述有机分子在地球早期的环境下的合成过程,以及如何形成简单有机分子的实验模拟研究。
2.生命的起源理论:介绍了地球早期环境和过渡环境中生命起源的几种理论,如原生生命体说、RNA世界假说等,并对比分析它们的优缺点。
3.生命的进化:阐述了生命的起源与进化之间的关系,以及自然选择和基因突变在生命进化中的作用。
二、生物大分子1.蛋白质:描述蛋白质的组成、结构和功能,包括氨基酸的基本性质和反应、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构以及蛋白质的功能多样性。
2.核酸:介绍DNA和RNA的结构和功能,包括核苷酸的组成、碱基配对的规则、DNA的双螺旋结构和复制等重要过程。
3.多糖:讲述多糖的种类和结构,包括淀粉、糖原和纤维素等,以及它们在生物体内的生理功能和代谢途径。
三、生命的能量转化1.糖代谢:详细阐述糖的有氧和无氧代谢途径,包括糖解、糖酵解、异源糖母嗣和糖异生等过程,以及这些过程的调控机制。
2.脂肪代谢:解析脂肪在生物体内的合成和降解途径,包括脂肪酸的合成、三酰甘油的降解和胆固醇的合成等重要过程。
3.氨基酸代谢:探讨氨基酸的合成和降解途径,以及转氨酶和脱氨酶在这些过程中的作用。
四、生物膜1.生物膜的结构:介绍生物膜的组成和结构,包括磷脂双分子层的构成、蛋白质和其他分子在生物膜中的分布以及生物膜的流动性等特点。
2.生物膜的功能:阐述生物膜在细胞内外界物质交换、信号传导和细胞间相互作用等方面的重要功能,并介绍生物膜的选择性通透性。
3.膜蛋白:探讨膜蛋白的结构和功能,包括通道蛋白、离子泵和受体蛋白,以及它们在维持细胞内外环境平衡和信号转导中的作用。
第一章.生物化学绪论1.生命的生物化学定义:生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。
但是已知某种病毒生物却无核酸(朊病毒)。
2.生命(生物体)的基本特征:(1)细胞是生物的基本组成单位(病毒除外)。
( 2 ) 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能。
( 3 )生命通过繁殖而延续,DNA是生物遗传的基本物质。
(4)生物具有个体发育和系统进化的历史。
( 5 )生物对外界可产生应激反应和自我调节,对环境有适应性。
3.化学是在原子、分子水平上,研究物质的组成,结构、性质和变化规律的一门基础自然科学。
生物化学就是生命的化学。
4.生物化学:运用化学的原理和方法,研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化,进而深入揭示生命活动的化学本质的一门科学。
5.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。
偶然存在的元素。
6.生命分子是碳的化合物:生命有机体的化学是围绕着碳骨架组织起来的。
生物分子中共价连接的碳原子可以形成线状的、分支的或环状的结构。
7.生物(生命)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、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子。
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等小分子。
8 .生物大分子的结构与功能: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。
9.生物化学的内容:静态生物化学:研究生物有机体的化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学:研究生命现象的物质代谢、能量代谢与代谢调节。
基础生物化学Basic Biochemistry第1章绪论主要内容1.生物化学的研究内容2.生物化学的发展简史3.生物化学与其他学科的关系4.生物化学的应用和发展前景6.如何学习生物化学什么是生物化学?•生物化学(Biochemistry)是化学和生物学形成的交叉学科•生物化学是研究生物体的化学组成、维持生命活动的各种化学变化及其相互联系的科学。
•生物化学是一门从化学角度,分子水平研究生命运动化学本质的科学。
是现代生物学的基础学科之一。
主要研究内容1.1 生物体的化学组成四类生物分子:糖、脂、蛋白和核酸单体(monomer)多聚体(polymer)生物大分子(biomacromolecule)聚集体(aggregate)超分子复合体(supramolecular complex)细胞与细胞器<---超分子复合体<----大分子<---单体1.2 物质和能量代谢1.新陈代谢(metabolism)是生命活动推动力,新陈代谢是通过大量酶促序列生物化学反应实现。
2.代谢反应相互联系,协同制约,而且与能量转换相偶联,形成各种相对独立的代谢途径和纵横交错的代谢网络,代谢过程严格而精巧的调节控制。
3.释放能量的分解代谢(catabolism)和耗能的合成代谢(anabolism)4.ATP充当生物体内的能量通货。
1.3 信息代谢1.核酸是遗传信息的载体,核酸的生物合成,包括DNA的复制和RNA的转录,以及以RNA为模板最终合成各种功能蛋白的过程,此过程又称为“中心法则”。
2.中心法则既可以视为物质代谢过程,更可以看作遗传信息的世代传递和表达过程,构成了生物体内遗传信息传递的主要通路。
生物化学发展史静态生物化学时期1900年以前动态生物化学时期1900 ~ 1950机能生物化学及分子生物学时期1950年以后静态生物化学时期1900年以前18世纪70年代,生物化学随着近代化学和生理学的发展逐步形成。