1、1生物化学生物化学 绪 论 2 绪论绪论第一节第一节 生物化学概述生物化学概述第二节第二节 生物化学的基本内容生物化学的基本内容第三节第三节 生物化学发展史简介生物化学发展史简介第四节第四节 我国科学家对现代生物化学发展的贡献我国科学家对现代生物化学发展的贡献第五节第五节 生物化学与疾病的发生、诊断和治疗生物化学与疾病的发生、诊断和治疗 第六节第六节 生物化学与医学实践生物化学与医学实践第七节第七节 生物化学的教学策略与学习方法生物化学的教学策略与学习方法3器官（肝脏）消化系统窦状小管窦状小管肝细胞肝细胞细胞核分子（分子（DNA）一、生物化学的概念一、生物化学的概念 用化学的理论和方法研用化学
2、的理论和方法研究所有生物体的化学究所有生物体的化学组成、组成、结构、功能结构、功能和生命过程中和生命过程中物质及能量变化规律物质及能量变化规律的学的学科。科。第一节第一节 生物化学概述生物化学概述4动物细胞粗糙性粗糙性内质网内质网植物细胞核糖体核糖体原生质膜原生质膜细胞壁细胞壁原核细胞二、生物化学的研究对象二、生物化学的研究对象生物化学以生物（植物、动生物化学以生物（植物、动物、微生物）为研究对象，物、微生物）为研究对象，是现代生物科学的一个重要是现代生物科学的一个重要分支，在医学科学中，以人分支，在医学科学中，以人体为研究对象，称为医学生体为研究对象，称为医学生物化学。物化学。5三、生物化学
3、的目的和任务生物化学的研究目的是从分子水平阐明各种生命现象的化学基础，其任务是为诊断、预防和治疗疾病，提高人类健康水平提供理论基础。6四、生物化学的学习目标学习生物化学在于掌握、熟悉和了解人体化学物质组成、新陈代谢的基础理论和基本知识；掌握基本的生物化学实验技能，培养、提高运用生物化学基本理论与知识，分析问题、解决问题的能力。在医学教学环节中，为后续医学基础课程（如病理学、药理学等）和其他临床医学、护理专业课程打下必需的学习基础。7五、生物化学的发展趋势现代生物化学综合应用了物理学、数学、生物学及免疫学等多门学科的理论与方法，涵盖了细胞（亚细胞）生物学、分子生物学、分子遗传学等现代生命科学领域
4、，是一门边缘交叉学科，被誉为未来世纪生命科学领域中的前沿领头学科。8第二节 生物化学的基本内容一、生物体的物质组成、结构、功能及其相互关系一、生物体的物质组成、结构、功能及其相互关系生物体是由哪些物质组成的？它们的结构和性质生物体是由哪些物质组成的？它们的结构和性质如何？如何？9二、生物体的新陈代谢及其调节二、生物体的新陈代谢及其调节这些物质在体内发生什么变化？其变化过程如何？这些物质在体内发生什么变化？其变化过程如何？变化过程中能量是怎样转变的？变化过程中能量是怎样转变的？10三、生物遗传信息的贮存、传递、表达和调控三、生物遗传信息的贮存、传递、表达和调控这些物质的结构、代谢和生物功能与复杂
5、的生命这些物质的结构、代谢和生物功能与复杂的生命现象（如生长、生殖、遗传、运动等）之间有什现象（如生长、生殖、遗传、运动等）之间有什么关系？么关系？ 11第三节 生物化学发展史简介12 生物化学作为一门古老而又年轻的学科，在生物化学作为一门古老而又年轻的学科，在近年来取得了重大的进展和突破，大体可分为三近年来取得了重大的进展和突破，大体可分为三个阶段。个阶段。第一阶段：第一阶段：13一、静态描述生物化学阶段（一、静态描述生物化学阶段（19世纪末世纪末20世纪世纪30年代）年代）14二、动态代谢生物生化阶段（20世纪30年代50年代）15三、分子生物学时期（20世纪50年代以后）16172002
6、生理学或医学奖生理学或医学奖 获奖原因：发现器官发育和程序性细胞死亡的基因规律 。 罗伯特罗伯特霍维茨（英国），悉尼霍维茨（英国），悉尼布雷内（美国），约翰布雷内（美国），约翰苏尔斯顿（英国）苏尔斯顿（英国）18彼得彼得阿格雷阿格雷 罗德里克罗德里克麦金农麦金农（美国）（美国） （美国）（美国）2003化学奖获奖原因：细胞膜通道方面做出的开创性贡献 。 192004化学奖获奖原因：发现了蛋白质降解过程的机理 。 阿龙-西查诺瓦 阿弗拉姆-赫尔什科伊尔温-罗斯（以色列）（以色列）（以色列）（以色列）（美国）20J. Robin Warren 和 Barry J. Marshall （）2005年
7、诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖 幽门螺杆菌的发现21 2006年度诺贝尔生理学或医学奖年度诺贝尔生理学或医学奖他们发现了他们发现了RNA干扰现象干扰现象（美国）（美国）（美国）（美国）22马里奥-卡佩奇 马丁-埃文斯 奥利弗-史密斯2007年年,三位科学家三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重重组方面有着一系列突破性发现组方面有着一系列突破性发现”，为，为“基因靶向基因靶向”技术的发技术的发展奠定了基础。展奠定了基础。 23马里奥马里奥卡佩基卡佩基马丁马丁埃文斯埃文斯奥利弗奥利弗史密斯史密斯2008年，年，诺贝诺贝尔尔医学奖医学奖公布公布 德法科德
8、法科学学家家“ “平分平分” ”奖奖金。金。成果成果:楚尔豪森发现人乳头瘤病毒引发子宫颈癌，将获得楚尔豪森发现人乳头瘤病毒引发子宫颈癌，将获得总共总共140万奖金中的一半。而两名法国人西诺斯和蒙塔尼万奖金中的一半。而两名法国人西诺斯和蒙塔尼耶因发现人类免疫缺陷病毒（耶因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）将分享剩下的）将分享剩下的70万美万美元。元。 20082008年化学诺贝尔奖得主年化学诺贝尔奖得主2420092009年年, ,美国美国3 3名科学家获诺贝尔生理学或医学奖。名科学家获诺贝尔生理学或医学奖。 成果成果: :发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理 。20
9、10年?人人类类端粒端粒DNA结结构构252010年诺贝尔医学或生理学奖1998年7月20日，罗伯特爱德华兹与两名试管婴儿索菲和杰克埃梅瑞在伦敦庆祝他们的两岁生日。 20112011？262011年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，美国、法国三位科学家因在免疫学方面的发现获奖。其中一半的奖金归于Bruce A. Beutler和Jules A. Hoffmann，获奖理由是“先天免疫激活方面的发现”；另一半奖金归于Ralph M. Steinman，获奖理由是“发现树枝状细胞及其在获得性免疫中的作用”。27“人类基因组测序和作图”计划 1985年，美国科学家率先提出“人类基因组测序和作图”计划（简称H
10、GP）。国际合作始于1990年。 该计划的核心就是测定人类基因组的全部DNA序列，从整体上破译人类遗传信息，以使人类能在分子水平上全面地认识自我。 HGP的精神是：全球共有，国际合作。即时公布，免费共享。2829（1 1）病毒极易变异）病毒极易变异 （2 2）杂交出的新毒株）杂交出的新毒株1、脂质包膜（衣壳）2、血凝素(简称HA) 3、神经氨酸酶(简称NA)甲型甲型H1N1流感流感30图 甲型流感病毒的复制 (Murray et al, 2005)31人类香港型流感（人类香港型流感（H3N2）病毒）病毒+北美猪型流感北美猪型流感（H1N1）病毒）病毒+禽流感病毒禽流感病毒=1998年在美国发生
11、的年在美国发生的3种混合型猪流感病毒；种混合型猪流感病毒；3种混合型猪流感病毒种混合型猪流感病毒+北美猪型流感（北美猪型流感（H1N1）病毒病毒=（在猪体内杂交后得到）北美猪型流感；（在猪体内杂交后得到）北美猪型流感；（H1N2）病毒）病毒+北美猪型流感（北美猪型流感（H1N1）病毒；）病毒；北美猪型流感（北美猪型流感（H1N2）病毒）病毒+北美猪型流感北美猪型流感（H1N1）病毒）病毒+欧亚猪型流感（欧亚猪型流感（H1N1）病毒）病毒 = (在猪体内杂交后得到在猪体内杂交后得到)2009年年4种流感混合种流感混合的甲型的甲型H1N1流感病毒流感病毒32第四节 我国科学家对现代生物化学发展的贡
12、献33我国生物化学的开拓者我国生物化学的开拓者吴宪教授吴宪教授蛋白质研究领域内国际上最具有权威性蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书的综述性丛书Advances in Protein Advances in Protein ChemistryChemistry第第4747卷（卷（19951995年）发表了美年）发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J. J. T. EddsallT. Eddsall的文章的文章“吴宪与第一个蛋白吴宪与第一个蛋白质变性理论（质变性理论（19311931）Hsien Wu and the Hsien Wu and t
13、he f i r s t T h e o r y o f P r o t e i n f i r s t T h e o r y o f P r o t e i n Denaturation(1931)”Denaturation(1931)”，对吴宪教授的，对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。该卷还重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。一篇在质变性的论文。一篇在19311931年发表的论年发表的论文居然在文居然在19951995年仍然值得在第一流的丛年仍然值得在第一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际科书上重新
14、全文刊登，不能不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。学界的一件极为罕见的大事。34此外，我国科学家在酶学、蛋白质结构、生物膜结构与功能、基因工程、蛋白质工程、新基因的克隆与功能、疾病相关基因的定位克隆及其功能研究等均取得了重要的成果。上世纪末至21世纪初，我国又涌现一大批年轻的科学家活跃在生物化学、人类基因组和蛋白质组学等研究领域，极大地推动了我国现代生物化学的飞速发展。35第五节 生物化学与疾病的发生、诊断和治疗 一、生物化学与疾病发生一、生物化学与疾病发生DNADNA的结构改变可导致细胞变异的结构改变可导致细胞变异癌变；癌变；血红蛋白结构异常会发生镰刀形红细胞贫血；血红蛋白结构异常会发生镰
15、刀形红细胞贫血；胰岛素分泌不足可发生糖尿病；胰岛素分泌不足可发生糖尿病；酪氨酸酶缺陷和苯丙氨酸羟化酶缺陷分别导致白酪氨酸酶缺陷和苯丙氨酸羟化酶缺陷分别导致白化病和苯丙酮酸尿症；化病和苯丙酮酸尿症；糖酵解速度过快可造成乳酸酸中毒；糖酵解速度过快可造成乳酸酸中毒；食物中缺乏叶酸或维生素食物中缺乏叶酸或维生素B12B12会发生巨幼红细胞贫会发生巨幼红细胞贫血。血。36二、生物化学与疾病诊断体液中各种无机盐类、有机化合物和酶类等检测，已成为疾病诊断常规指标。 测定血浆蛋白种类和含量，可作为肝、肾疾病诊断依据。 分析DNA结构可了解是否有致病基因存在。随着基因探针、PCR技术和重组蛋白试剂等应用于临床诊
16、断，使疾病诊断达到了前所未有的高特异性、高灵敏度和简便快捷。37三、生物化学与疾病治疗通过介入技术将链激酶或尿激酶注入冠状动脉血栓形成处，可将血栓溶解，血管再通；使用基因敲除技术可将与癌发生有关的基因剔除，可防止癌发生、控制癌发展；多晒太阳可促进佝偻病患者维生素D合成，从而预防和治疗佝偻病或软骨病；通过限制苯丙酮酸尿症患者的苯丙氨酸摄入量，保证患者正常生长发育。38第六节第六节 生物化学与医学实践生物化学与医学实践生物化学生物化学基础医学基础医学临床医学临床医学药物应用药物应用预防、康复预防、康复保健保健39第七节第七节 生物化学的教学策略生物化学的教学策略与学习方法与学习方法医学基础课程是学
17、习生物化学的重要基础医学基础课程是学习生物化学的重要基础生物化学为医学后续课程提供了必要的理生物化学为医学后续课程提供了必要的理论知识和技术支撑论知识和技术支撑40教师采用丰富多样、形象直观的教学形式、方法与手段，化繁为简，深入浅出。41学生培养积极主动的良好学习习惯，勤于思考，勤于动口动手，勤于实践锻炼。学习方法学习方法l积极培养学习的兴趣；积极培养学习的兴趣；l记忆与理解相互促进；记忆与理解相互促进；l注重阅读和练习；注重阅读和练习；l注重学习科学思维的方法注重学习科学思维的方法和实验技能；和实验技能；l注重与数理化特别是化学注重与数理化特别是化学知识的联系；知识的联系；l注重与生物学功能的联系。注重与生物学功能的联系。
