生物化學

BIOCHEMISTRY生物與食品工程學院第一章緒論一、生物化學開展簡歷二、生物化學的根本內涵三、生物化學在專業(yè)學習中的地位與作用四、如何學好生物化學五、學習本課程的根本要求二、生物化學的根本內涵生物化學是研究生命活動過程中物質根底及其化學反響規(guī)律的一門科學。1、生命活動的物質根底幾乎所有生物體都使用相同的生物分子，但生物分子的形式是多樣性的，這是生命現(xiàn)象多樣性的物質根底。 〔1〕功能基團〔Functionalgroups〕 〔2〕構件分子〔Buildingmolecules〕 〔3〕生物大分子〔Biomacromolecules〕 〔4〕化學鍵〔Chemicalbonds〕細胞大約由10,000種不同的分子構成，其中水占到5-95%，Na+、K+和Ca2+占1%，其它為有機化合物。構成細胞的分子統(tǒng)稱為生物分子。生物分子主要由C、H、O、N、P和S等6種元素構成。常見的功能基團Functionalgroupsareclustersofatomswithcharacteristicstructureandfunctions.Mostbiomoleculescontainmorethanonefunctionalgroup.Differentfamiliesoforganiccompoundsresultwhenhydrogenatomsonorganicmoleculesarereplacedbydifferentfunctionalgroups.Thedistinctchemicalpropertiesofeachfunctionalgroupcontributetothebehaviorofanymoleculethatcontainsit.Functionalgroups構件分子

——構成生物大分子的根本單位單糖、雙糖甘油、脂肪酸氨基酸核苷酸葡萄糖單糖雙糖FattyacidsStructureofanaminoacid生物大分子多糖：淀粉、糖原、纖維素等蛋白質：結構蛋白、酶、轉錄因子等核酸：DNA、RNA、dsRNAetcStarchGlycogenCelluloseStructureofcelluloseasitoccursinaplantcellwallLipidsarecomposedofthreefattyacids(usually)covalentlybondedtoa3-carbonglycerol.Functions:Long-termenergystorage;Structuralcomponents;Hormones;insulatorsandcushions.Structureofaphospholipid,Phospholipidsandglycolipidsareimportantstructuralcomponentsofcellmembranes.Phospholipidsaremodifiedsothataphosphategroup(PO4-)isaddedtooneofthefattyacids.Theadditionofthisgroupmakesapolar"head"andtwononpolar"tails".Proteinsareveryimportantinbiologicalsystemsascontrolandstructuralelements.Thebuildingblockofanyproteinistheaminoacids.HIVp17proteinandsimilaritiesofitsstructuretogammainterferon.化學鍵共價鍵非共價鍵

氫鍵 離子鍵 靜電作用力 范氏引力 疏水作用力FormationofacovalentbondbetweentwoHydrogenatoims.FormationofcovalentbondsinmethaneTableSaltCrystalFormationofacrystalofsodiumchloride.Eachpositivelychargedsodiumionissurroundedbysixnegativelychargedchlorideions;likewiseeachnegativelychargedchlorideionissurroundedbysixpositivelychargedsodiumions.Theoveralleffectiselectricalneutrality.IonicbondFormationofahydrogenbondbetweenthehydrogensideofonewatermoleculeandtheoxygensideofanotherwatermolecule.Thepresenceofpolarareasintheaminoacidsthatmakeupaproteinallowsforhydrogenbondstoform,givingthemoleculeathree-dimensionalshapethatisoftenvitaltothatprotein'sproperfunctioning.

Electrostaticinteractions

Electrostaticinteractionsoccurbetweenoppositelychargedatomsorgroups.Animportantaspectofallelectrostaticinteractionsinaqueoussolutionisthehydrationofions.Becausewatermoleculesarepolar,theyareattractedtochargedions.Asionsbecomehydrated,theattractiveforcebetweenthemisreduced,andthechargedspeciesdissolvesinthewater.Dissolutionofanionicallybondedcompound,sodiumchloride,bywatermolecules.

vanderWaalsforcesvanderWaalsforcesarerelativelyweek,transientelectrostaticinteractions.Theyoccurbetweenpermanentand/orinduceddipoles.Theymaybeattractiveorrepulsive,dependingonthethedistancebetweentheatomsorgroupsinvolved.TherearethreetypesofvanderWaalsforces:Dipole–dipoleinteractionsDipole–induceddipoleinteractionsInduceddipoles–induceddipolesinteractions.ThemeanvanderWaalsdiameterofwaterisidenticalwiththatofisoelectronicneon(2.82?). Hydrophobicinteractions

Assoonasnonpolarsubstancesaremixedwithwater,theycoalesceintodropletsbecausewater-waterinteractionsarestrongerthanwater-nonpolarsubstanceinteractions.Thisprocessresultsfromhydrophobicinteractions.小結2、生物化學反響的根本規(guī)律①生命活動過程是由數(shù)千化學反響組成的，相關聯(lián)的化學反響形成代謝途徑，不同的代謝途徑連接形成代謝網(wǎng)絡。ChemicalreactionsMetabolicpathwaysMetabolicnetworksAB,BC,CD,CE,EFABCDCEFABCD

EF2、生物化學反響的根本規(guī)律②生物化學反響是由酶催化的，反響的根本原理是相同的。 氧化復原反響 親核反響 異構化反響 水解反響 合成反響 etc反響很多，但反響的機制是相對較少的2、生物化學反響的根本規(guī)律③生物化學反響實現(xiàn)了生命必須的物質轉換、能量傳遞和信息交流的統(tǒng)一。 物質轉換生化反響的表現(xiàn)形式生命平臺 能量傳遞生化反響的催化動力生命活力 信息交流生化反響的目標實現(xiàn)生命意義2、生物化學反響的根本規(guī)律④生物化學反響發(fā)生在細胞中，表達出生命的系統(tǒng)性。 生物分子的相互作用 細胞器之間的相互作用 細胞內的信號 細胞生命活動的協(xié)調與統(tǒng)一 etc2、生物化學反響的根本規(guī)律⑤生物化學發(fā)應是動態(tài)的，具有方向性。 物質轉換、能量傳遞、信息交流是無時不停的； 生化反響是可以調節(jié)的； 生化反響的平衡是動態(tài)的； 生化反響是有方向的。三、生物化學在本專業(yè)學習中

地位與作用根底理論作用〔學習后續(xù)課程的根底〕實踐動手作用〔根本實驗技能的培訓〕生物思想作用〔生化的角度看生命現(xiàn)象〕四、如何學好生物化學4R法〔Read,Remember, Repeat,Review〕做好筆記做好習題教學互動學習生物化學的“分子哲學〞法五、學習本課程的根本要求需要掌握的核心內容 氨基酸的根本結構、性質、別離鑒定方法 蛋白質的根本結構、性質、功能、研究方法 酶催化的根本理論和調節(jié)，特別是米氏方程 核酸的根本組成單位、結構、性質、功能、研究方法 DNA復制、RNA合成及蛋白質合成的根本過程 根本糖代謝途徑及生物氧化 脂肪酸分解與合成的根本過程 蛋白質和氨基酸分解與合成的一般概念