生物化学与分子生物学教材完整全集(人卫版)ppt课件

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生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件

t NHGRI于2003年9月启动了DNA元件百科全书（ENCyclopedia Of DNA Elements，ENCODE）计划；该计划旨在解析人类基因组中的所有功能性元件，内容包括编码基因、非编码基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色体复制动力的DNA元件等。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较，鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据，另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就可以包含已表达的该基因的信息。

生物化学与分子生物学人卫教材全集ppt

跨学科研究的融合
生物技术与医学
随着生物技术的不断发展，未来将更加深入地探索生命现象的本质，为医学领域提供新的治疗手段和药物。
生物信息学与计算机科学
生物信息学与计算机科学的结合将加速数据处理和分析的进程，为生物化学与分子生物学的研究提供强大的技术支持。
对人类健康和生活的影响
疾病预防与治疗
随着生化学与分子生物学的发展，未来将更加深入地了解疾病的发病机制，为预防和治疗提供更加精准和有效的方案。
广泛应用于电力、热力、交通等领域，可替代化石能源，减少温室气体排放。
生物环保
生物环保概述
生物环保是指利用生物学原理和技术，解决环境问题、保护生态环境的学科和技术领域。
生物环保的主要技术
包括生物净化、生物修复、生态恢复等。
生物环保的应用场景
广泛应用于水体治理、土壤修复、生态恢复等领域，对于保护生态环境具有重要意义。
生物安全与伦理
生物安全与伦理概述
生物安全与伦理是指在生命科学研究、应用和实践中，遵循科学道德、保护受试者和公众利益的原则和规范。
生物安全与伦理的主要原则
包括尊重人权、保护受试者权益、防止滥用科学技术等。
生物安全与伦理的实践意义
保障生命科学研究和应用活动的合法性、合理性和公正性，促进人类社会的可持续发展。
05
展望未来生物化学与分子生物学的发展
新技术与新方法的出现
基因编辑技术
随着CRISPR-Cas9等基因编辑技术的不断完善，未来将更加精准地实现对基因的修改和调控，为遗传病治疗和生物育种等领域带来突破。
人工智能与生物信息学
人工智能和生物信息学在生物化学与分子生物学中的应用将更加广泛，有助于高效解析生命现象、发现新药靶点以及优化实验设计等。

生物化学与分子生物学 ppt课件

学科
杂志总数 >10
平均引用指数
>30杂志数
总论化学物理数学生物
3 2 5 1 38
17.8 11.8 22.0 18.2 19.1
0 0 2 0 7
• 下面让我们来看一看从1910年到现在分子生物学史上的一些情况。
1910年，德国科学家Kossel获得了诺贝尔生理医学奖，他首先分离出腺嘌呤、胸腺嘧啶、和组氨酸。 1959年，Uchoa发现了细菌的多核苷酸磷酸化酶，成功地合成了核糖核酸，研究并重建了将基因内的遗传信息通过RNA中间体翻译成蛋白质的过程。而Kornberg则实现了DNA分子在细菌细胞和试管内的复制。他们共同分享了当年的诺贝尔生理医学奖。 1962年，Watson和Crick因为在1953年提出了DNA 的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖，后者通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了Watson和 Crick 的DNA模型。
PCR、转基因(transgene)、基
因剔除（gene knock out）等

核酶(ribozyme)的发现人类基因组计划(human genome project) 后基因组研究（蛋白质组学proteomics）
• 1985年5月，加州大学校长Robert提出测定人
类基因组全序列 • 1986年3月，诺贝尔奖获得者Dulbecco首次提出人类基因组计划的概念 • 1990年10月，正式启动人类基因组计划 • 1999年7月，中国科学院遗传研究所承担了1%
1993年，Roberts和Sharp由于在断裂基因方面的工作而荣获诺贝尔生理医学奖。 Mullis由于发明PCR仪而与第一个设计基因定点突变的Smith共享诺贝尔化学奖。

生物化学与分子生物学(人卫版)教材课件全集共116页

生物化学与分子生物学(人卫版)教材课件全集
1、合法而稳定的权力在使用得当时很少遇到抵抗。 ——塞 ·约翰 Байду номын сангаас 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感；权力不易确定之处始终存在着危险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金子可以拉着它的鼻子走。— —莎士比
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

生物化学与分子生物学人卫版教材全集ppt课件

生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，释放出能量供生命活动需要。能量转换是指生物体内能量的形式转换，包括光合作用、呼吸作用等过程。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专一性，能够加速生物体内的代谢反应。代谢途径是指一系列相互关联的生化反应序列，是生物体内物质转化和能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮食安全水平。

生物化学与分子生物学(全套课件230P)

核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2. 分子组成
—— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 (A-T或U, G-C) —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核
C
NH 3
L-氨基酸的通式
CH2

几种特殊氨基酸
• 脯氨酸：
（亚氨基酸）
亚氨基酸：分子中不含有氨基（-NH2），而是含有亚氨基-NH 和羧基
CH2 CH2
CHCOO
NH2+
注意点： ①为亚氨基酸，此氨基仍能与另一羧基形成肽键 ②亚氨基的N在环中，移动的自由度受限制，当脯氨酸处于多肽链中时，往往形成转角 ③可被修饰为羟脯氨酸
谷胱甘肽: 存在于身体的几乎每一个细胞，解毒，抗
衰老，争抢免疫力等功能

蛋白质的分子结构包括:
一级结构(primary structure)
二级结构(secondary structure)
三级结构(tertiary structure)
四级结构(quaternary structure)
高级结构
生物化学与分子生物学
第一章
生物大分子-蛋白质
要点：１氨基酸的通式及分类２肽键的形成３蛋白质的一级结构及空间结构的关系４变性的本质及应用
蛋白质的定义及元素组成
定义：
蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。
氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类

非极性脂肪族氨基酸

极性中性氨基酸
芳香族氨基酸

酸性氨基酸
碱性氨基酸

生物化学及分子生物学人卫第九版维生素课件

3. 活性形式
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体（无活性）
γ-谷氨酰羧化酶（辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒

生物化学与分子生物学 ppt

中国的炼金术除了得到贵金属以外，还致力于研制长生不老之药“ 金丹”。因
此, 中国的炼金术的化学成份比其他古代文明要浓。
中国的炼金术随丝绸之路传到了阿拉伯文化圈, 所以有了alchemy这个行业。
4世纪), 11~13世纪十字军的侵略将散落在阿拉伯文化中的希腊文化又带回了欧洲, 也顺便将中国的炼金术带进入了西方文明。此后，西方的炼金术活动朝着独自的方向发展，特别是对酸, 碱, 盐等物质的化学性质有了相当的知识积累。
• 反应类型不多； • 反应机理符合有机化学理论； • 调节控制与生物学功能相适应。
（三）信息分子的生物合成
复杂性 • 合成过程复杂； • 调节控制复杂； • 与生命现象的关系复杂。规律性 • 遗传密码已经破译；基因表达的基本过程已经清楚； • 生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰； • 研究方法日新月异。
（一）生物体的组成物质
复杂性组成物质多；分子大；空间结构复杂。
规律性元素→构件小分子→聚合物（生物大分子）；结构与功能相适应。
（二）物质和能量代谢
复杂性
• 多步化学反应构成代谢途径； • 多条代谢途径相互交织成网； • 物质代谢和能量代谢相互交织； • 调节控制有条不紊。
规律性
三.生物化学与分子生物学同生产实践的关系
启蒙阶段 • 食品选择和加工； • 医疗。发展阶段 • 维生素、抗生素→医疗； • 代谢→食品、医疗； • 分子生物学→ 基因工程、蛋白质工程。
发展前景 • • • • • 生物制品；转基因动植物；基因芯片；基因诊断；基因治疗。
四.生物化学的发展史
生物化学与分子生物学
绪论
一．生物化学与分子生物学的定义
生物化学是用化学的理论和方法研究生命现象的科学。分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。生物化学与分子生物学是同一个二级学科, 在大学本科阶段可以作为两门课开设, 也可以作为一门课开设.

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芳香族氨基酸的紫外吸收
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27
目录
（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。
由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。
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28
目录
四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白质或活性肽
（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽
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21
目录
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸
（亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
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22
目录
半胱氨酸
பைடு நூலகம்
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
•胱氨酸
.
23
目录
➢ 在蛋白质翻译后的修饰过程中，脯氨酸和赖氨酸可分别被羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸。
两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所
处溶液的酸碱度。
等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和
阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。
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25
目录
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
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9
目录
蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：
100克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
1/16%
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目录
一、组成人体蛋白质的20种L--氨基酸
3
目录
蛋白质研究的历史
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1838年，荷兰科学家 G. J. Mulder引入“protein”
（源自希腊字proteios，意为primary）一词 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，并将
其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。
并将氨基酸合成了多种短肽。
.
4
目录
1951年, Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。
1953年，Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年，John Kendrew和Max Perutz确定了血红蛋白
的四级结构。 20世纪90年代以后，随着人类基因组计划实施，功
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14
目录
体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要生理作用的L-α-氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸（ornithine）、瓜氨酸（citrulline）和精氨酸代琥珀酸（argininosuccinate）。
.
15
目录
二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类
➢ 非极性脂肪族氨基酸 ➢ 极性中性氨基酸 ➢ 芳香族氨基酸 ➢ 酸性氨基酸 ➢ 碱性氨基酸
存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有 20 种，且均属 L-α-氨基酸（甘氨酸除外）。
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11
目录
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目录
CHRH3
COOC +NH3
H
L-氨基酸的丙甘通氨氨式酸酸
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13
目录
除了20种基本的氨基酸外，近年发现硒代半胱氨酸在某些情况下也可用于合成蛋白质。硒代半胱氨酸从结构上来看，硒原子替代了半胱氨酸分子中的硫原子。硒代半胱氨酸存在于少数天然蛋白质中，包括过氧化物酶和电子传递链中的还原酶等。硒代半胱氨酸参与蛋白质合成时，并不是由目前已知的密码子编码，具体机制尚不完全清楚。
生物化学与分子生物学
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1
目录
第一章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
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2
目录
什么是蛋白质?
蛋白质 (protein) 是由许多氨基酸 (amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。
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目录
(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸
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目录
(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸
甲硫氨酸
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18
目录
(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
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19
目录
(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
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20
目录
(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸
能基因组与蛋白质组计划的展开，使蛋白质结构与功能的研究达到新的高峰。
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5
目录
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
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6
目录
蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分
分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是生物体中含量最丰富的生物大分子，约占人体固体成分的45%，而在细胞中可达细胞干重的70%以上。
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7
目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
➢ 作为生物催化剂（酶） ➢ 代谢调节作用 ➢ 免疫保护作用 ➢ 物质的转运和存储 ➢ 运动与支持作用 ➢ 参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
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8
目录
组成蛋白质的元素
主要有C、H、O、N和 S。有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘。
NH3+
+H+
R CH COO- +OH- R CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI 阳离子
pH=pI 氨基酸的兼性离子
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pH>pI 阴离子
26 目录
（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质
色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。
大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液 280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。
➢ 蛋白质分子中20种氨基酸残基的某些基团还可被甲基化、甲酰化、乙酰化、异戊二烯化和磷酸化等。
➢ 这些翻译后修饰，可改变蛋白质的溶解度、稳定性、亚细胞定位和与其他细胞蛋白质相互作用的性质等，体现了蛋白质生物多样性的一个方面。
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目录
三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质
（一）氨基酸具有两性解离的性质