動物生物化學吳健動科樓C303

課程內容及學時安排1.生物化學導論（2）

2.蛋白質（6）3.酶（4）4.糖（2）5.脂類與生物膜（4）6.核酸（4）7.糖代謝（7）8.生物能學與生物氧化（4）9.脂類代謝（5）10.氨基酸與核苷酸代謝（4）

11.光合作用12.分子生物學簡介（2）13.復制—DNA的生物合成（4）14.轉錄—RNA的生物合成（4）15.翻譯—蛋白質的生物合成（4）考核方式：

期末考試：60％期中考試：20％平時作業(yè)及考勤：20％

生物化學概述生物化學研究內容生物化學發(fā)展簡史與動物生產和動物健康的關系生命的化學特征本章主要內容重點與難點：生物化學的定義、研究內容和簡史生命的基本化學特征生命化學的邏輯1.生物化學的概念：傳統(tǒng)定義：運用化學、物理學和生物學的現代理論和技術，研究生物體的物質組成與結構、物質代謝與能量轉變，以及這些變化與生理機能之間關系的一門科學。現代定義：在分子水平上研究生物體的化學本質及生命活動過程中化學變化規(guī)律的科學。生命的化學一生物化學概述研究生命有機體的化學組成、生物分子，特別是生物大分子的結構、相互關系及其功能。研究生物體內物質代謝（新陳代謝）、能量轉變及其調控機理。研究生物體遺傳的物質基礎，基因信息傳遞、表達及其調控規(guī)律。二生物化學研究內容NH3CO2H2O單體生物大分子細胞器細胞細胞生命物質的結構包括：構成生命的元素、生物小分子、生物大分子、亞細胞、細胞、組織、器官、生命有機體等８個層次。生物體內新陳代謝

合成代謝（同化作用）分解代謝（異化作用）小分子合成大分子

需要能量釋放能量大分子分解成小分子能量代謝物質代謝物質代謝和能量代謝1.生物化學的萌芽

生物化學產生前時期，最早可追溯到離現在4000多年前（經驗觀察階段）：

公元前22世紀夏禹時代釀酒公元前12世紀商周時代制醬、制醋公元4世紀葛洪海藻治療癭病（地方性甲狀腺腫）唐代孫思邈米糠熬粥治療腳氣病豬肝治療夜盲癥明代李時珍《本草綱目》2.生物化學的發(fā)展第一階段：靜態(tài)生物化學階段第三階段：分子水平研究階段第二階段：動態(tài)生物化學階段大約從十九世紀到二十世紀初，主要完成了各種生物體化學組成的分析研究，發(fā)現了生物體主要由糖、脂、蛋白質和核酸四大類有機物質組成。靜態(tài)生物化學階段生物科學的活力論：生命過程由一種神秘的超物質的生命力所支配。1777年：Lavoisier呼吸和燃燒實驗首先對此提出了挑戰(zhàn)動態(tài)生物化學階段從二十世紀初到二十世紀中葉。此階段以物質和能量代謝為主要研究內容，研究生物組成物質的代謝變化、生物活性物質在代謝中的作用，以及代謝過程中的能量變化。弄清了生物體內各種主要化學物質的代謝途徑。

德國化學家李比希（J.Liebig,1803-1873）19世紀末，首次提出了新陳代謝一詞。Krebs等1937發(fā)現尿素合成的鳥氨酸循環(huán)，提出了各種化學物質的中心環(huán)節(jié)發(fā)現三羧酸循環(huán)，1953年獲得諾貝爾獎。Krebs，英國生物學家1944年Avery等人首次證明DNA是遺傳物質1945年Sanger完成牛胰島素序列分析1950年Chargaff發(fā)現堿基互補配對法則A=TG=C1953年Watson和Crick提出DNA的雙螺旋結構1958年遺傳中心法則（Crick)1960年Jacob和Monod創(chuàng)立操縱子學說1966年

遺傳密碼破譯1982年Palmiter轉基因技術1990年人類基因組計劃開始實施代表性的成就：

1953年Watson和Crick描繪出了DNA的雙螺旋結構模型，這在生命科學發(fā)展歷史上是一個具有里程碑意義的重大事件。生命科學從此進入了分子生物學新時代。獲1962年諾貝爾生理醫(yī)學獎

FrancisHCrick英國

JamesD.Watson美國注重生命有機體的化學過程強調生物分子的結構與功能，尤其是在遺傳分子核酸方面畜產系鄭登貴教授轉基因抗蟲煙草轉基因熒光魚抗老化轉基因蘭花轉基因羊我國生物化學的開拓者-吳憲教授1931第一個提出了蛋白質變性理論。64年后(1995)國際一流叢書《AdvancesinProteinChemistry》重新刊登了吳憲教授前關于蛋白質變性的論文，是國際科學界的一件極為罕見的大事。五生命的化學特征1.生物體的化學組成所有生命體都有3中物質組成：水、無機鹽離子、生物大分子所有生物含有多種不同種類的生物分子所有生物都是一個復雜和高度組織化的分子系統(tǒng)

所有生物要求酶作為代謝反應催化劑所有生物都需要能量供應所有生物的遺傳信息都編碼在基因中2.生命的基本化學特征3.生命化學的邏輯（1）生物體內的化學反應遵循普通物理化學規(guī)律（2）結構與功能的高度統(tǒng)一（3）細胞是生命的基本單位（4）生命在分子水平表現出相似性（5）蛋白質與核酸在生命系統(tǒng)中的中心地位4.生物分子的特征主要的生物分子由輕元素組成生物大分子是含碳的化合物生物大分子由單體組成非共價鍵在生物分子結構中的重要性C、H、O、N四種元素是組成生命體最基本的元素，占生物體總質量的99%以上；S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg是組成生命體的主要元素。Fe、Cu、Co、Mn和Zn是生物體內存在的主要少量元素，另外還有Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。組成生命體的元素：適宜性和可獲得性生物體干重的90%以上由生物大分子構成，生物分子是生物體和生命現象的結構基礎和功能基礎，是生物化學研究的基本對象。生物大分子由相對簡單的單體（構件分子）通過聚合形成的高分子量的聚合物。是表現生命特征的基本物質。最主要的是蛋白質、核酸、多糖和脂類四類物質。組成生命體的生物大分子:生物大分子是由其構件分子（單體）聚合形成的多聚物。構件分子包括：20種氨基酸、2種糖、脂肪酸、甘油、膽堿、

5種堿基（腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶）生物分子中的化學鍵:在生物大分子之間主要存在的非共價相互作用力包括氫鍵、離子鍵、范德華力、疏水作用力。

氫鍵（hydrogenbonds）

由兩個原子來分享一個氫原子，具有高度定向性，一個是氫供體，另一個是氫受體離子鍵（ionicbonds）

正、負電荷之間的靜電引力

范德華力（VanderWaalsbonds）一定距離內（0.3~0.4nm）的一類原子之間通過偶極發(fā)生的相互作用，本質上也是靜電引力，分子距離處于范德華半徑時吸引力最大疏水作用力（hydrophobicinteraction）

非極性分子或基團在水相環(huán)境中相互吸引、聚集的作用力4種非共價作用力的示意圖

5.水—生命的溶劑水是生命有機體中含量最多的物質，一般占體重的70%以上；水有自由水和結合水，前者流動性大，含量可變，后者主要存在在膠體中，相對穩(wěn)定；水分子是極性分子，既是氫鍵的受體，又是氫鍵的供體。水分子的極性和形成氫鍵的能力使其具有高度反應性，直接參與許多的代謝反應，沒有水就沒有生命。

學習生物化學的五個基本原則：1.學會抽象思維2.理解與記憶并重，更著重對生化內容的理解3.加強各章內容的前后聯系與綜合思考4.在全面復習的基礎上要抓住各章基本要求與重點、難點5.生物化學與分子生物學內容的有機結合參考書目《生物化學》龍良啟主編科學出版社《動物生物化學》（第四版）鄒思湘主編中國農業(yè)出版社《動物生物化學》（第三版）周順伍主編中國農業(yè)出版社王鏡巖,徐長法等《生物化學》第三版，高等教育出版社動物生物化學精要.題解.測試劉維全主編化學工業(yè)出版社

生物的多樣性物種特征細胞生命屬性生物功能需要生物分子多樣性及其結構復雜性所有生物含有多種不同種類的生物分子分子經濟學原則酶作為代謝反應催化劑酶是催化細胞內大多數代謝反應的蛋白質。酶催化的反應類型包含有生物分子的化學變化和伴隨的能量轉移。一個細胞內有數百種不同的酶促反應，通常它們以2～20個反應步驟連接成專一的反應序列，稱之為代謝途徑（metabolicpathways）。

細胞是生物生命的結構與功能單位?；罴毎怯蔁o生命的分子組成的，這些分子經過裝配、組織化、分子間相互作用而賦予細胞以活的生命形式。細胞是生物體進行各種生化反應、物質與能量代謝、遺傳等生理活動的場所。（3）細胞是生命的基本單位元素（C、H、O、N、P、S）生物大分子(核酸、蛋白質、多糖、脂類等)超分子復合物(核糖體、染色體、膜、微管等)前體（水、氨氣、二氧化碳等）細