生物化学 第一章

导入：100年前，恩格斯指出“蛋白体是生命的存在形式”；今天人们如何认识蛋白质的概念和重要性？1839年荷兰化学家马尔德（G.J.Mulder）研究了乳和蛋中的清蛋白,并按瑞典化学家Berzelius的提议把提取的物质命名为蛋白质（Protein，源自希腊语，意指“第一重要的”）。

德国化学家费希尔(E.Fischer)研究了蛋白质的组成和结构，在1907年奠立蛋白质化学。

英国的鲍林(L.Pauling)在1951年推引出蛋白质的螺旋；桑格(F.Sanger)在1953年测出胰岛素的一级结构。

佩鲁茨(M.F.Perutz)和肯德鲁(J.C.kendrew) 在1960年测定血红蛋白和肌红蛋白的晶体结构。

1965年，我国生化学者首先合成了具有生物活性的蛋白质——胰岛素（insulin）。

蛋白质是由L-α-氨基酸通过肽键缩合而成的，具有较稳定的构象和一定生物功能的生物大分子（biomacromolecule）。

蛋白质是生命活动所依赖的物质基础，是生物体中含量最丰富的大分子。

单细胞的大肠杆菌含有3000多种蛋白质，而人体有10万种以上结构和功能各异的蛋白质，人体干重的45%是蛋白质。

生命是物质运动的高级形式，是通过蛋白质的多种功能来实现的。

新陈代谢的所有的化学反应几乎都是在酶的催化下进行的，已发现的酶绝大多数是蛋白质。

生命活动所需要的许多小分子物质和离子，它们的运输由蛋白质来完成。

生物的运动、生物体的防御体系离不开蛋白质。

蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性，以及高等动物的记忆、识别机构等方面都起着重要的作用。

随着蛋白质工程和蛋白质组学的兴起和发展，人们对蛋白质的结构与功能的认识越来越深刻。

第一节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成经元素分析，主要有 C（50%～55%）、H（6%～7%）、O（19%～24%）、N（13%～19%）、S（0%～4%）。

有些蛋白质还含微量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I等。

第一章氨基酸与蛋白质上册 P1231. 1 氨基酸①①①蛋白质水解最后成为氨基酸混合物酸水解得19种 L-AA，色氨酸破坏。

碱水解得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。

酶水解不消旋破坏，但水解不彻底。

①①①α-氨基酸的一般结构生物体内已发现氨基酸180种，常见氨基酸20种1. 2 氨基酸的分类：常见蛋白质氨基酸，不常见蛋白质氨基酸，非蛋白氨基酸①①①常见蛋白质氨基酸，或称基本氨基酸。

每个氨基酸可用三个字母或单字母简写表示。

按侧链R基不同进行分类。

①1①按R基化学结构分类1.脂肪族氨基酸15个①.中性氨基酸5个甘氨酸 Glycine 氨基乙酸 Gly G 无旋光丙氨酸 Alanine α-氨基丙酸 Ala A缬氨酸 Valine α-氨基-β-甲基丁酸 Val V亮氨酸 Leusine α-氨基-γ-甲基戊酸 Leu L异亮氨酸 Isoleucine α-氨基-β-甲基戊酸 Ile I①.含羟基或硫氨基酸4个丝氨酸 Serine α-氨基-β-羟基丙酸 Ser S苏氨酸 Threonine α-氨基-β-羟基丁酸 Thr T半胱氨酸 Cysteine α-氨基-β-基丙酸 Cys C甲硫氨酸 Methionine α-氨基-γ-甲硫基丁酸 Met M③．酸性氨基酸及其酰胺4个天冬氨酸 Aspartic acid α-氨基丁二酸 Asp D谷氨酸 Glutamic acid α-氨基戊二酸 Glu E天冬酰胺 Asparagine α-氨基丁二酸一酰胺 Asn N谷氨酸胺 Glutamine α-氨基戊二酸一酰胺 Gln Q④. 碱性氨基酸2个赖氨酸 Lysine α，ε-二氨基已酸 Lys K精氨酸 Arginine α-氨基-δ-胍基戊酸 Arg R2.芳香族氨基酸3个苯丙氨酸 Phenylalanine α-氨基-β-苯基丙酸 Phe F酪氨酸 Tyrosine α-氨基-β-对羟苯基丙酸 Tyr Y色氨酸 Tryptophan α-氨基-β-吲哚基丙酸 Trp W3.杂环族氨基酸2个组氨酸 Histidine α-氨基-β-咪唑基丙酸 His H脯氨酸 Proline α-吡咯烷羧酸 Pro P①2①按R基极性性质分类1.非极性R基8个Ala(A) Val(V) Leu(L) Ile(I) Pro(P)Phe(F) Trp(W) Met(M)1。

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。

生物化学第一章的名词解释生物化学是研究生物体内化学成分及其相互作用的科学，它的研究对象包括生物大分子及其在生物体内的结构、功能和代谢等方面的相关过程。

在生物化学的学习过程中，有许多重要的名词需要我们进行深入的解释和理解。

在本文中，我们将会从不同的角度对这些重要名词进行解析。

1. 生物体：生物体是指生活在地球上，由细胞组成的独立生命体，可以是单细胞生物，也可以是由多个细胞组成的多细胞生物。

生物体是通过不同的器官和系统来完成各种生物功能的。

2. 生命大分子：生命大分子是构成生物体的基本分子单位。

包括核酸、蛋白质、多酶和多糖等。

核酸是生物体存储遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。

蛋白质是构成生物体各种生物化学反应和功能的重要分子，具有酶活性的蛋白质称为酶。

多酶是由蛋白质组成的具有多个酶活性的复合物。

多糖是由多个糖分子通过糖基键连接而成的生物大分子，包括淀粉、糖原和纤维素等。

3. 代谢：代谢是指生物体内发生的一系列化学反应，包括分解代谢和合成代谢两类。

分解代谢是指生物体通过将有机物降解为较小的化合物来释放能量的过程。

合成代谢是指生物体通过合成新的分子来构建细胞组分和维持生命活动的过程。

4. 酶：酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，它能够加速并控制生物体内几乎所有生物化学反应的进行。

酶通过降低反应的活化能，使反应在生物体内的速率达到可接受的水平。

5. 光合作用：光合作用是光能转化为化学能的过程，是地球上生物体生存的重要基础之一。

在光合作用中，光能被植物中的叶绿素吸收，通过一系列化学反应将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。

6. ATP：ATP（腺苷三磷酸）是生物体内能量转化的基本分子单位。

在细胞中，ATP通过供能的方式，将储存的能量释放出来，驱动各种生物化学反应的进行。

7. 基因：基因是DNA中携带遗传信息的特定片段，它是决定生物体遗传性状和调控生物体发育和功能的基本单位。

基因通过遗传方式传递给后代，决定了个体的遗传特征。

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→中间代谢→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α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-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α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO -NH-)。