生物化学 Biochemistry 陈国华 电话：18727289229 办公: S 3502 邮箱: 956782400@qq.com

绪 论

概 念 生物化学是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。 --生命的化学

历届毕业校友感悟—在大学期间哪门课程对你的工作影响最大？ 生物科学专业：微生物学 生物工程专业：生物化学 微生物生物化学——生物化学工程 科学家 工程师

第一节 生命

一、生命的定义 自我复制(self-replication) 自我装配(self-assemble) 自我调节(self-regulation)

进入分子原子领域 “看不见了” 如何研究呢？ 化学、物理学的研究方法与手段 分离（有时需分解更小分子）、纯化、化学物理分析（分子量、元素组成）

源自http://140.112.78.220/~juang/BCbasics/Cellxx.htm#Cell0102

细胞是生物体的基本结构单元

细 胞 的 基 本 构 成

二、生命的的共同“语言”——化学 著名的诺贝尔奖获得者亚瑟·肯伯格（Arthur Kornberg）在哈佛大学医学院建校100周年时说：“所有的生命体都有一个共同的语言，这个语言就是化学。” DNA是生命体的“共同语言”

生物体的化学组成 自然界所有的生命物体都由三类物质组成水、无机离子和生物分子

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。

生物分子 生物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、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。 七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白 质、维生素、氧。

第二节 发展简史

1.中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐 2.世界：生化是在物理、化学、生物学、医学有了一 定发展才出现的 3.生化发展史： （1）静态生化：18世纪下半叶开始，主要工作： 组成、结构、生理功能 （2）动态生化：1930年后研究代谢过程 （3）50年代后：分子 生物学、蛋白质、核酸、 DNA—双螺旋模型—分子遗传学 生化在几十年中飞速发展，在较短年代里集中着大量科学发现。其中很多都称的上是人类认识自然界的里程碑，有划时代的意义。有相当数量的科学家因此获得 诺贝尔奖

1953年 Watson（美）与 Crick（英）提出DNA分子的双螺旋结构模型，1962年共获诺贝尔奖。 弗朗西斯·克里克（Francis H. Crick） 詹姆斯·沃森（James D. Watson）

1972 Berg（美）在基因工程基础研究方面作出了杰出成果，获1980年诺贝尔奖。 Daniel Nathans Hamilton O. Smith Werner Arber 1969-1972, Arber(瑞士),Smith(美)与Nathans(美)在核酸限制酶的分离与应用方面做出突出贡献,1978年共获诺贝尔奖。 1972 Berg（美）在基因工程基础研究方面作出了杰出成果，获1980年诺贝尔奖。 1973 Cohen等（美）用核酸限制性内切酶EcoR1，首次基因重组成功。 Paul Berg Herbert Boyer Stanley Cohen

2001 Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。

我国生物化学的开拓者——吴宪教授 蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书《Advances in Protein Chemistry》第47卷（1995年）发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J. T. Eddsall的文章“吴宪与第一个蛋白质变性理论（1931）Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)”，对吴宪教授的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质变性的论文。一篇在1931年发表的论文居然在1995年仍然值得在第一流的丛书上重新全文刊登，不能不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。

第三节 学科交叉

生物化学与其它学科的关系 化学 有机化学 物理化学 无机化学 分析化学 高分子化学

生物学 动物学 植物学 微生物学 化学 生物学 生物化学 生理学 遗传学 栽培、育种 生态

生物化学与普通化学的区别

近代生物化学的发展 植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化 农业生化 生物化学分支 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化 临床生化 植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化 农业生化 生物化学分支 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化 临床生化 细胞工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程

生物化学研究热点 1．生命大分子物质的合成、结构与功 能的研究 构成生命的基本物质是核酸与蛋白质。蛋白质、核酸的合成、结构与功能及其关系的研究，是揭示生命奥秘的关键所在。尤其是空间结构的改变和活性的改变，了解其作用机制是生物化学一直要研究的方向。

2．生 物工程的研究 生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程。生物工程的每一步进展都与生化研究密不可分，如重组DNA技术。将成为生化研究中的一项有力的常规技术，今后可能在实验室中复制出活性基因。细胞可以充分运用基因组的硬件创造出各种各样的生物分子、通过蛋白质合成表达各种生命现象，使人类最终揭开生命之迷。

3.生物膜的研究 膜结构是生物体的基本结构之一，细胞间的物质交换信息传递都要通过质膜来进行。目前对生物膜的结构与功能的了解十分不够，提出的许多假设模型有待于科学家去证实。从分子水平阐明生物膜的组成、结构与功能具有很重要的意义。

4.物质代谢调控的研究 生物细胞内进行的物质代谢是一系列由酶催化的极其复杂的生化过程，各个代谢途径相互联系、相互协调、有条不紊，这就是靠调节机构的精确调控。目前对代谢调控的认识还只限于一些调节因素对活体作用的后果，对其作用机制知之甚少。单纯地了解生物基因组DNA顺序是远远不够的，在真核生物的发过程中，基因表达的调控是细胞的分化增殖和生物体是否发生病变的主要因素。对其关键机制目前还几乎一无所知，弄清其调控机制意义深远。

生物化学相关工业 安琪酵母集团：安琪酵母特种酶打破日企全球垄断 ——卤醇脱卤酶、核酸酶、脱氨酶、抽提物酶、α-环状糊精葡萄糖基转移酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、TG酶、饲料单酶、饲料复合酶、糖化酶、高温淀粉酶

诺维信公司丹麦 诺维信公司是全球工业酶制剂和微生物制剂的主导企业，拥有超过40%的世界市场份额。 诺维信拥有4,000 多项有效专利、正在申请的专利和专利许可。在研发工作中，诺维信运用了传统微生物学、现代生物化学和分子生物学领域的多项先进核心技术，包括表达克隆、重组技术、蛋白工程和高通量筛选技术等，力争为广大客户提供所需的各种酶类。

生物化学工程研究前沿及产业化

生物化学工程特征

产业化

工程学家——组合艺术家

第四节 学习方法

一条主线：生命的化学、化学的生命 一个中心：认识生命、改造生命 万能方法：理解＋记忆

授课方式： 一、较简单的内容：自学+上课抽查 二、重点：上课讲 三、重点中的难点：反复讲

注意： 需要有机化学的基础； 中途缺课，可能听不懂； 随堂考试，请及时复习。