考研生化绪论篇
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生物工程、制药工程生化实验大纲-说明页数:4
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第一章 生物化学绪论
生物化学不仅是一门对生命科学有着指导性的基础
理论学科，也是一门对国民经济有着重要意义之一的应用
学科，主要表现在以下几个方面：
（1）生物化学在工业上的应用
生物化学是食品发酵工业理论基础。
例如：食品工业制酱、酿酒、制醋；纺织工业上棉布浆化； 制革业上的毛皮毛脱脂；
（2）生物化学在农业上应用
生物化学也是农业的基础课。农作物的代谢都离不开生物 化学，以及农作物病虫防治等等。
Biochemistry 或 Biological Chemistry
现译为“生物化学”，简称“生化”。 实用文档
2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪
初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德
国，由德国而传到美国和英国。在20世纪
后，再由上述国家流传于其他各国。大约
生物化学
BIOCHEMISTRY
主讲：生物与制药工程学院 申 宁 实用文档
第一章 绪 论
生命与生物化学
实用文档
一 、生命的定义
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
实用文档
地球充满着生物，从最简单的病毒到菌 藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类， 千姿百态。不同的生物，其形态、生理 特征和对环境的适应能力各不相同，都 经历着生长、发育、衰老、死亡的变化， 都具有繁殖后代的能力。
真核细胞中含有被核膜包着的核
实用文档
真核细胞的结构
实用文档
植物细胞的结构
实用文档
原核生物：地球上数量最多、分 布最广。代谢系多样性能适应各种 环境。 真核生物：一般为原核细胞的上千 倍～上万倍，有核，其构造与机能 均比原核生物复杂。
生物与生物化学绪论
娃娃鱼
金鸡（锦鸡）
大 熊 猫
金 丝 猴
扭 角 羚
白 暨 豚
藏羚羊
银杉
水杉
金 花 茶
（一）生命的统一性 （生命的基本特征）
1、化学成分的同一性 例如： 小分子：基本元素C、H、O、N、P、S、Ca等 大分子：蛋白质——功能分子
DNA——遗传物质 ATP——传能分子
2、严整有序的结构——细胞是生物的基本 组成单位（病毒除外)
Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家
(1860-1917)
发现无细胞发酵现象 The Nobel Prize in Chemistry 1907
动态生物化学(20世纪初~中叶)
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1922 G.Embden，O.Meyerhof和 J.K.Parnas阐明了糖酵解，又称 这途径为Embden-MeyerhofParnas途径，简称EMP途径
1、生命科学的主导力量—生物化学和分子生物学 2、生命科学的研究模式—集约型、合作型 3、生命科学的思维方式—整体性、复杂性、综合性 4、生命科学的研究技术—越来越依赖高新技术 5、生命科学的交叉研究—多领域多学科交叉的新阶段 6、生命科学的投入产出—基础研究和应用紧密结合
生物化学与其它学科的关系
Maurice Wilkins (1916- 2004）
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962
功能生物化学（20世纪中叶以后）
1965年9月17日，中国首次人工合成胰岛素。这也是世界上 第一个蛋白质的全合成。
功能生物化学（20世纪中叶以后）
生物化学第一章 绪论
第一节、生物化学发展简史
点滴积累
1. 生物化学概念 研究生物体的化学组成、分子结 构以及生命活动过程中化学变化的基础生命科学。 2. 叙述生化阶段 为生物化学发展的初期阶段。该阶 段主要探究、鉴定生物体化学组成。 3. 动态生化阶段 主要研究糖、脂类、蛋白质和核 酸的新陈代谢及代谢过程中的能量转换和代谢调控。 4. 分子生物学阶段 主要探究各种生物大分子的结 构与其功能之间的关系。研究和阐明生长、分化、遗传、 变异、衰老和死亡等基本生命活动的规律。
分子生物学 通常将生物大分子的结构、 功能及其代谢调控等的研究，称为分子生物学。
从广义的角度可将分子生物学视为生物化 学的重要组成部分。
第一章
绪
论
●生物化学是医学和医学类专业必修的专业基 础课程。
●生物化学则为医学各个学科从分子水平探讨 正常或疾病状态时人体的结构与功能、疾病的 预防、诊断与治疗提供理论依据和技术。
第三节 生物化学与药学的关系
由生物化学、分子生物学、微生物学相结合而快速发展起
来的现代生物技术已有可能生产人体内几乎所有痕量、稀有 的多肽和蛋白质， 这些技术包括基因工程、酶工程、细胞工 程和发酵工程。生物技术制药从1982年重组人胰岛素上市至 今新批准用于治疗的生物技术药物已超百种，我国亦有包括 胰岛素、白细胞介素、干扰素、促红细胞生成素、粒细胞集 落刺激因子、胸苷激酶基因工程细胞制剂，乙肝疫苗共20多 种生物技术药物批准上市。 因此生物化学基本理论、方法和技术是药学专业学生 必备的理论知识和实践技能。
第三节 生物化学与药学的关系
微生物发酵是制药工业生产微生物药品的重要手段。其
理论基础是微生物学和生物化学。
利用酶转化法，尤其是应用固定化酶生物反应器改进制 药工艺，已在有机酸、氨基酸、核苷酸、抗生素、维生素和 甾体激素等领域取得显著成效。 如利用青霉素酰化酶转化法生产半合成青霉素和头孢霉 素；利用β-酪氨酸酶制造多巴。另外在GSH、FDP、L-卡泥 汀、L-麻黄碱中间体等产品的生产也已获得成功。
生化 绪论
绪论
一. 生物化学的涵义-基本概念
3. 生命活动的过程是由成千上万个生物化学反应组成， 生命活动的过程是由成千上万个生物化学反应组成， 但这些反应并非杂乱无章，而是以网络状的途径形式存在。 但这些反应并非杂乱无章，而是以网络状的途径形式存在。 例如在生物体内合成乙醇反应。如果从一个反应来看， 例如在生物体内合成乙醇反应。如果从一个反应来看，精 确和调控这些反应（或途径）是保持正常生命活动的基础； 确和调控这些反应（或途径）是保持正常生命活动的基础；
1950年，Pauling提出蛋白质二级结构的a-螺旋 1950 Pauling a1953年，Watson & Crick提出了DNA的双螺旋模型 1958年，Crick提出“中心法则” 1953及1975年，Sanger分别研究出蛋白质序列和核酸序列 的测定方法 1961年，Jacob & Monod 提出了操纵子学说
绪论
一. 生物化学的涵义-基本概念
要理解生物化学的真正涵义首先要了解生物化学研 究的内容以及相关知识体系是什么。我们已经知道， 究的内容以及相关知识体系是什么。我们已经知道，与 无机化学比较，生物化学主要研究生物体内的化学组成 无机化学比较， 及其变化规律，它是生命的化学。这一基本特性一直相 及其变化规律，它是生命的化学。 伴着的生物化学学科的诞生、成长和发展。 伴着的生物化学学科的诞生、成长和发展。经过一个多 世纪的不断地研究和探索， 世纪的不断地研究和探索，生物化学家已经建立起来一 些基本原理，一方面已经帮助人们去理解生命的奥秘， 些基本原理，一方面已经帮助人们去理解生命的奥秘， 另一方面使我们对这门学科也有了较为深刻的理解， 另一方面使我们对这门学科也有了较为深刻的理解，这 些原理包括： 些原理包括：
生化工程绪论
过滤设备
生物工程发展史
天然细胞
3、现代生物工程
基因工程 蛋白质工程 代谢工程 细胞工程
工程细胞
分离工程
酶
生化反应器
分离工程
代谢工程 细胞工程 发酵工程
酶工程 生物活性物质
（1）基因工程：
1973,Cohen等 DNA体外重组以及E. coli转化
转基因工程菌株的培养、 质粒稳定性，环境 安全性 基因工程药物的提取：蛋白纯化，复性 低压层析系统（轴相分离） HPLC （径向分离） 膜分离技术
生化工程定义
生化工程：运用化学工程的原理与方法， 将生物技术的实验室成果进行工业开发， 使之成为生物反应过程的一门学科。
生化工程是为生物技术服务的化学工程。
（3）连续发酵
二十世纪40年 代末提出概 念 1950，Monod; Novick and Szilark各自 独立提出恒 化器概念
生化反应器
生化工程
第一章 绪论
生化工程的概念 学科的诞生 学科的发展 和生物工程其他学科的关系 研究内容 教学计划和授课内容 学习方法，参考书和网站
生物工程发展史
1、原始阶段
传统发酵技术： 酒、酱制品、 腐乳、食醋、 干酪等
生物工程发展史
2、近代 （1）纯培养发酵 列文虎克 ，巴斯德 ，赫克 面包酵母发酵生产 补料液体通风发酵 丙酮丁醇发酵 培养基灭菌技术
Diagrams
of various important enzyme reactor types.
（4）代谢工程
生物化学第一章绪论
1953及 1975年， Sanger分别研究出蛋白质序列和 核酸序列的测定方法 1961年，Jacob & Monod 提出了操纵子学说
1965年， Holly 排出酵母tRNAAla 的一级结构 1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密码 1970 年， Temin和 Baltimore 几乎同时发现逆向转录酶，证 实了 Temin 1964 年提出的“前病毒假说”，阐明在劳氏肉 瘤病毒（RSV）感染以后，首先产生含RNA病毒基因组全部 遗传信息的 DNA 前病毒，而子代病毒的 RNA 则是以前病毒 的DNA为模板进行合成。 1972 年～1973年， Berg 等成功地进行了 DNA 体外重组； Cohen创建了分子克隆技术，在体外构建成具有生物学功能 的细菌质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时，Boyer等 在 E.coli 中成功表达了人工合成的生长激素释放抑制因子基 因
后发现维生素
1926年，美国化学家J. B. Sumner首次得到脲酶结晶 1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究
30 年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳 蛋白酶，从而进一步证明酶是蛋白质
30年代，英国生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧 酸循环 40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了 基础 此外，糖酵解途径、光合碳代谢途径得到证明，发 现了维生素和激素、血红素、叶绿素等
第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮 性的转基因植物源食品。
这一代的转基因食品研究起始于20世纪70年代末80年代 初，是以转入抗除草剂基因、抗虫基因增加农作物的抗逆性 以及延迟成熟基因等为主要特点。
转基因抗虫水稻
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
1965年， Holly 排出酵母tRNAAla 的一级结构 1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密码 1970 年， Temin和 Baltimore 几乎同时发现逆向转录酶，证 实了 Temin 1964 年提出的“前病毒假说”，阐明在劳氏肉 瘤病毒（RSV）感染以后，首先产生含RNA病毒基因组全部 遗传信息的 DNA 前病毒，而子代病毒的 RNA 则是以前病毒 的DNA为模板进行合成。 1972 年～1973年， Berg 等成功地进行了 DNA 体外重组； Cohen创建了分子克隆技术，在体外构建成具有生物学功能 的细菌质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时，Boyer等 在 E.coli 中成功表达了人工合成的生长激素释放抑制因子基 因
后发现维生素
1926年，美国化学家J. B. Sumner首次得到脲酶结晶 1912-1933，生物氧化得到了卓有成效的研究
30 年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳 蛋白酶，从而进一步证明酶是蛋白质
30年代，英国生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧 酸循环 40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了 基础 此外，糖酵解途径、光合碳代谢途径得到证明，发 现了维生素和激素、血红素、叶绿素等
第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮 性的转基因植物源食品。
这一代的转基因食品研究起始于20世纪70年代末80年代 初，是以转入抗除草剂基因、抗虫基因增加农作物的抗逆性 以及延迟成熟基因等为主要特点。
转基因抗虫水稻
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
生物化学-第一章绪论
脂肪酸、甘油和胆碱
•它们是脂肪和类脂质的组 成成分。类脂质中磷脂是 组建生物膜双层脂质的基 本物质。
2.物质代谢及调控
生代谢物是体生的物基体与本外特界征的新物陈质交代换谢过。程，
是活细胞进行的复杂的系列酶促反应过 程。
第一阶段：消化吸收
第二阶段：中间代谢过程
合成代谢、分解代谢、
第三阶段：排泄阶物段质互变、代谢调控和
SOD
对后续课程的作用
病理学 本课程为炎症、肿瘤、肝性脑病、酸碱 平衡学习提供分子基础。
药理学
酶类、溶栓类、肿瘤化疗类、抗病毒类、部 分降压类、糖尿病治疗类、降脂类药物的学 习均需生物化学知识。
专业课
内、外、妇、儿等专业课程发病机理、诊断 、治疗的学习必需有生物化学知识。
❖ 对象：一切生物有机体。 ❖ 医学生物化学以人体为研究对象，利用微生物
及动物实验研究获得大量有关生物分子的知识， 也可通过临床医疗实践积累人体生物化学的资 料。 ❖ 应用：其理论和技术广泛应用于临床实践和研 究。又与其他医学基础课程联系广泛。
二、生物化学的研究内容
生化的研究范围涉及整个生物界， 其内容以介绍生物界普遍存在的化 学物质和共同遵循的基本代谢规律 为主，适当结合专业实际。 课程内容主要由四部分组成：
20种氨基酸
2种单糖
•氨基酸是组成所有蛋白质分 子的单体，也参与许多其他结 构物质和活性物质的组成。
D-葡萄糖是植物光合作用的主要 产物，也是多糖化合物的主要单 体分子。D-核糖是核苷酸的组成 成分。
5种芳香族碱基
2种嘌呤（腺嘌呤和鸟嘌呤）和 3种嘧啶（胞嘧啶、尿嘧啶、胸 腺嘧啶）分别参加核苷酸的组 成。核苷酸是DNA和RNA分子 的前体，也是核苷酸类辅酶和 高能磷酸化合物ATP等三磷酸核 苷酸的前体。
《生物化学》绪论
1903年生物化学学科正式成立
霍佩-赛勒的学生米歇尔(Miescher)研究了病理液 体和脓细胞，并从脓细胞的细胞核中分离得到了 脱氧核糖核蛋白。
19世纪50年代，巴斯德(Pasteur)证明了酒精发酵 是由微生物引起的，排除了发酵自生论。
1897年布赫纳(Büchner)兄弟利用无细胞酵母汁 液发酵蔗糖产生酒精的研究，是生化发展早期的 一个重要里程碑，他不仅结束了酒精发酵机理持 续了半个世纪的大论战，而且将酶学和代谢等现 代生化研究引入了一个快速发展的新时期。
3. 生物化学的内容
1）生物体的化学组成
四类基本生物大分子：
糖
由单糖组成
脂类
由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱等组成
蛋白质
由氨基酸（20种）组成
核酸
由核苷酸组成，而核苷酸又由碱基、戊糖、磷酸
组成
研究生物大分子及其构成它们的前体小分子物质的结构、性质、功
能，以及结构与性质、功能之间的内在联系。
三大活性物质：酶、维生素、激素。
2）结构与功能：生物分子的结构、功能， 结构与功能的内在关系。
3）物质和能量的转化：生物体内大分子、 小分子之间的相互转化，以及伴随的能 量变化。
4）一切生命现象的新陈代谢，包括：生长、 分化、运动、思维等；和自我复制如： 繁殖、遗传等。
从学科范围上来讲，生物化学是由 生物学和化学交叉发展形成的边缘 科学，是以化学方法为主要手段来 研究生物（生命活动）的一门科学。
气病，用猪肝治疗夜盲症等 人们依靠经验自发的利用生物化学规律， 而对本质没有认识。
2. 18世纪（启蒙期）
法国化学家拉瓦锡(Lavoisier)研究燃烧和呼吸， 被认为是现代生物化学研究的开端。 拉瓦锡通过研究指出呼吸是不发光的燃烧，其 本质是氧化作用。
霍佩-赛勒的学生米歇尔(Miescher)研究了病理液 体和脓细胞，并从脓细胞的细胞核中分离得到了 脱氧核糖核蛋白。
19世纪50年代，巴斯德(Pasteur)证明了酒精发酵 是由微生物引起的，排除了发酵自生论。
1897年布赫纳(Büchner)兄弟利用无细胞酵母汁 液发酵蔗糖产生酒精的研究，是生化发展早期的 一个重要里程碑，他不仅结束了酒精发酵机理持 续了半个世纪的大论战，而且将酶学和代谢等现 代生化研究引入了一个快速发展的新时期。
3. 生物化学的内容
1）生物体的化学组成
四类基本生物大分子：
糖
由单糖组成
脂类
由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱等组成
蛋白质
由氨基酸（20种）组成
核酸
由核苷酸组成，而核苷酸又由碱基、戊糖、磷酸
组成
研究生物大分子及其构成它们的前体小分子物质的结构、性质、功
能，以及结构与性质、功能之间的内在联系。
三大活性物质：酶、维生素、激素。
2）结构与功能：生物分子的结构、功能， 结构与功能的内在关系。
3）物质和能量的转化：生物体内大分子、 小分子之间的相互转化，以及伴随的能 量变化。
4）一切生命现象的新陈代谢，包括：生长、 分化、运动、思维等；和自我复制如： 繁殖、遗传等。
从学科范围上来讲，生物化学是由 生物学和化学交叉发展形成的边缘 科学，是以化学方法为主要手段来 研究生物（生命活动）的一门科学。
气病，用猪肝治疗夜盲症等 人们依靠经验自发的利用生物化学规律， 而对本质没有认识。
2. 18世纪（启蒙期）
法国化学家拉瓦锡(Lavoisier)研究燃烧和呼吸， 被认为是现代生物化学研究的开端。 拉瓦锡通过研究指出呼吸是不发光的燃烧，其 本质是氧化作用。
生物化学 绪论
• 1926年Sumner证 明酶是蛋白质， 并结晶了脲酶。 他获1946年诺贝 尔奖。
Sumner在观察显微镜下的脲酶结晶
•1932年Hans A. Krebs发现了尿素循 环，1937年他又发现 三羧酸循环，1953年 获诺贝尔奖。
分子生物学时期的主要发现： 1952年，提出了蛋白质α-螺旋结构模型。 1953年，阐明胰岛素的一级结构。 1953年，Watson和Crick推导出DNA分子的双螺旋结构模型。 1958年，F.Crick提出分子遗传的中心法则。 1966年，由H.G.Khorana和Nirenberg合作破译了遗传密码。 1972年，Berg和Boyer等创建了DNA重组技术。 1977年，Berget等发现了“断裂”基因，并于1993年获诺贝 尔医学和生理学奖。 1981年～1983年，Cech和Altman相继发现某些RNA具有酶的催 化活性。 1985年，美国R.Sinsheimer首次提出“人类基因组研究计 划”。并于2003年，宣布人类基因组图绘制成功。 1997年，I.Wilmut成功获得体细胞克隆羊-多莉。
言
生物化学即“生命的化学”
根据研究对象不同 人体生化 植物生化 动物生化 微生物生化
医学生物化学 已成为医学领域重 要的前沿学科之一
The first part
生物化学概述
Biochemical Overview
一、生物化学的概念与任务 二、生物化学与生命的关系 三、生物化学的发展史
一、生物生化的概念与任务
学习目标
知识性目标 掌握生物化学的概念、生物大分子的含义、新陈代谢的 主要途径、能量转化的核心形式，以及遗传学中心法则。 熟悉生物化学的任务及主要研究内容。 了解生物化学的发展史、生物化学与医学的关系，生物 化学在护理工作中的作用。 技能性目标 通过本章学习，使学生能对生物化学有系统、整体认识。
动物生物生化 绪论
动物生物生化第一章绪论一、生物化学研究的内容生物化学是研究什么的?长期以来人们曾经定义为：生物化学是研究生物的化学的一门科学，简称为生命的化学。
即研究生物的化学组成，组成生物的这些化学物质在生物体内所发生的化学变化，以及这些化学变化与生物的生命活动之间的关系。
这个定义无疑是正确的，然而随着对生命现象不断深入的研究，这个定义就不能明显地表示出当前生物化学研究的主要内容。
当前生物化学研究的主要内容是构成生物的各种物质是怎样表现出生命活动现象的。
大家知道，每个生物个体都是由很多种物质构成的，在其中许多生物大分子，尤其是蛋白质和核酸是体现生命活动的最主要物质。
然而，从生物体中提取出任何一种物质，即使是任何一种蛋白质或核酸，都不能独立的表现出生命活动。
只有当它们以特定的方式结合在一起时才能表现出生命活动。
例如肌肉收缩。
执行肌肉收缩机能的主要物质是肌动蛋白和肌球蛋白。
提纯的肌动蛋白或肌球蛋白单独存在时都不能表现出肌肉收缩现象。
只有将这两种蛋白质放在一起，并加入ATP(提供能量)时，才可见到简单的收缩现象(两种蛋白质构成的丝缩短)。
当然在体内的情况要复杂得多。
在体内和肌动蛋白。
肌球蛋白相结合的还有多种其他蛋白质，这样使得肌肉的收缩和舒张受着神经等的调控。
现已知，许多生命现象(基因的表达及其调控、离子的转运等)都是由于类似肌肉收缩的生物分子之间相互作用引起的。
特别是蛋白质和核酸，是能够特异的彼此识别和识别其他分子的，从而能够特异的相互结合，相互作用，并表现出特定的生命活动现象。
那么，生物分子是怎样相互识别和相互作用的?这种相互作用所遵循的原理是什么?这就是当前生物化学研究的内容。
因此生物化学可定义为是研究生物分子，特别是生物大分子相互作用。
二、生物化学的发展认识生命现象，揭示生命的本质，人类已经经历了漫长的历史过程，至今仍在不断探。
在此过程中围绕着生命科学，人们创立了：解剖学、组织学，生理学及医学等学科。
同时化学，物理学等学科的发展也有力地推动了生命科学的进步。
生物化学绪论
核仁： 核酸：
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
第4节 细胞的新陈代谢
生物体的重要特征是新陈代谢现象，包括物质 代谢和能量代谢。 一、物质交换方式
1. 自由扩散
2. 促进扩散
3. 主动运输
4. 内吞 5. 出胞
二、能量代谢方式
生物体内能量代谢是通过化学反应 来实现的。
能量代谢方式有产能代谢和储能代 谢两种。
生物体内可被细胞直接利用的能量 是一类高能化合物，它是存在于生物 体内的特殊分子，如三磷酸腺苷(ATP)。
离子: K, Na, Mg,
细胞的化合物
第3节 生命的结构基础
生物体都是由细胞构成的，细胞是生物 体的基本单位。成年人含6×1013个细胞。 细胞分为两类：
原核细胞：结构不完善，没有成形的 细胞核
真核细胞：结构完善，有成形的细胞 核，外被核膜，核中有染 色体，细胞质中有细胞器。
1. 产能代谢与储能代谢 能量代谢的内容包括： 能量释放 能量转移 能量利用
能量的来源： 生物体从外界所吸收的营
养物质。
2. 高能化合物ATP三磷酸腺苷
腺嘌呤
核糖
O-
O-
O-
O P O ～ P O ～ P O-
O
O
O
高能键
高能键：在水解反应或基团转移时放出 大量能量 的键。
细胞膜 (7.5～10nm)
磷脂(50%)：有亲水的头和疏水的尾，构成膜的骨架，有流 动性，不是刚性的
蛋白质(50%)：嵌入脂质双层或浮在磷脂表面
细胞
胞质 (细胞膜 与细胞 之间, 液体部 分称为 基质， 有一定 结构和 功能。
线粒体(动力工厂)：由内外两层生物膜组成。内膜上有许多
小颗粒，称为基粒。膜上有许多与呼吸有关酶
4. 化学工业 发酵；精细化学品开 发；催化剂
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第一章绪论
1.1概念
生物化学（Biochemistry）是用化学的、物理学、生物学的原理和方法，研究生物体内物质的化学组成、结构和功能，以及生命活动过程中各种化学变化过程及其与环境相互关系的基础生命学科。
生物化学是一门边缘性学科，也是生命科学领域的领头学科。
1.2发展历史
1.2.119世纪末以前是叙述生物化学阶段
1.尿素合成使“活力论"遭遇第一次打击
1828年，在哥廷根大学任教的化学家弗里德利竞:魏勒(FriedrickWshler)在实验室里将氧氛铵（amumoniumcyanate)加热产生了尿素(urea)。
2.“燃烧”学说使“活力论”再次遭遇重创
尤斯图斯冯李比希(JustusVonLichig)在19世纪20年间提出了著名的“燃烧”学说动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体温，维持活力。
李比希将食物分为物，脂和蛋白质三大奖主要成分。
并提出物质在生物体内可进行合成和分解两种化学过程。
物质代谢(metabolism)的概念统这样产生了。
3.细胞是生命体的基本结构单位
既然生命活动是以化学反应为基础的，化学反应又在何处进行？
4.血红蛋白赋予血液红色
化学家恩斯特霍普-席勒(EmstHoppe-Seyler)首次从血液中分离出血红蛋白，证明“血液的红色是由血红蛋白的颜色引起的”，并在1864年将血红蛋白制成了结晶(crystal)。
5.酶是化学反应的主宰
路易斯巴斯德(LouisPateur)首先证明，只有活的酵母细胞才能进行发酵。
1833年，在巴黎一个糖厂工作的安塞尔莫-保国(AnehmePaen)和简-弗朗修斯(JeanFansisPerson)从麦芽中分离出一种可使淀粉转变为可溶性物质，即淀粉酶distase,后来化学家又称之为amylase)。
稍后几年、细胞的发现人史旺又从胃波中分离出似于如今胃蛋白酶的物质。
并证明这种酶是由胃细胞产生的。
1.2.220世纪上半中叶是动态生物化学阶段
1.糖酵解又称为恩伯登-麦耶霍夫途径
细胞是如何通过分解反应获得能量的?
由于同位素示踪技术的应用，在很多早期工作基础上，终于在20世纪30年代术，科学家们详细描述了无氧时葡萄糖的分解建径一（糖）酵解(agbcalsyts)的酶促反应顺序。
古斯塔夫思伯登（CoustavFmbden)和奥托:麦耶霍夫(OtoMieserthon(诺贝尔奖，1922)对葡萄糖碑解的分子演绎过程贡献最大，因此糖酵解途径又称恩伯登-麦耶霍夫途径(Embden-Mteyerhofpathway).
2.三羧酸循环是物质氧化分解的最终途径
这些生物化学知识详尽描绘了物质氧化分解的过程，揭示了生命特征-新陈代谢的化学本质，为认识细胞的功能提供了极有价值的线索，极大地推进了生命科学领域的进步。
1937年Krebs揭示了三羧酸循环机制（诺贝尔奖，1953）
1932年HansA.Krebs，KurtHenseleit发现了尿素循环反映途径。
3.物质代谢与能量代谢偶联
1929年，CyrusH.Fiske，YellapragadaSubbarow和KarlLohman分别发现了腺苷三磷酸（ATP）
1948年，证明了催化三羧酸循环放音的酶都分布在线粒体中，线粒体内膜分布有电子传递载体。
4.酶的化学本质是蛋白质
20世纪的头二、三十年，“酶的非蛋白质性盾”一直束缚着人们的科学思维，是詹姆斯萨姆奈(JamesBSummer)(诺贝尔奖，1946)解除了这一科学禁锢。
1926年，萨姆奈第一个成功地制备了尿素酶(urease)结晶，并首次证明酶是蛋白质。
1.2.320世纪50年代生物化学发展进入分子生物学时期
1.ɑ螺旋是蛋白质分子二级结构形式之一
2.DNA是遗传物质的基础
3.DNA双螺旋是揭示遗传信息传递的“敲门砖”
在威尔金斯和弗兰克林工作的基础上，沃森和克里克在1953年提出DNA双螺旋结构根型(doublehelirsmoded)(诺贝尔奖，1962)。
他们的原创著作在世界著名杂志《自然》(Nature)上发来，具有划时代的意义:DNA双螺旋结构是揭示遗传信息传递规律的“敲门砖”和联系生物化学与遗传学的“桥梁”。
从此，生物化学发展进入了以生物大分子结构与功能研究为主体的分子生物学时期。
4.遗传信息按中心法则传递
认知论的两大杰出成就：一是生物大分子三维结构与功能的认识；二是对生命同一性的认识，即生命的基本功能表现为基本相同的生化过程。
5.基因信息传递是被特殊机制调节的
6.DNA“克隆”使基因操作无所不能
7.基因组学及其他组学的研究
1.2.4我国科学家对生物化学发展的影响
a)吴宪等在血液化学分析方面，创立了血滤液的制备和血糖测定法；在蛋白质研究中提出了蛋白质变
性学说。
b)刘思职在免疫学领域，用定量方法研究抗原抗体反应机制
c)1965年，我国首先采用人工合成具有生物活性的胰岛素，解出猪胰岛素的晶体结构
d)1981年，我国采用有机合成和酶促相结合的方法成功地合成了酵母丙氨酰tRNA
1.3生物化学与分子生物学研究内容
1.3.1生物分子的结构与功能
1.3.2物质代谢及其调节
1.3.3基因信息传递及其调控
1.4生物化学与分子生物学与其他学科的联系
1.5编者按
此部分的知识点是概括性的，考点并不是很多，但对于《生物化学与分子生物学》的整体学习和把握比
较重要。