陕西师大生物化学与分子生物学教案

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1、陕西师大生物化学与分子生物学教案绪论一、生物化学与分子生物学的概念及其研究内容生物化学与分子生物学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化的一门科学。或者说生物化学与分子生物学是研究生命现象中的物质基础和化学变化的一门科学。二、生物化学与分子生物学的研究方法生物化学与分子生物学的研究从观察一个具体的生命现象开始，通过抽提、过滤、离心、色谱（层析）等生化技术分离出某种未知的生化物质（生化组分）比如一个新的未知蛋白组分，新基因片段，或新的次生代谢物，然后进行分析。1.结构与性质：采用系列测定、X-射线衍射、波谱，质谱、圆二色性等技术分析其结构和功能，结构是功能的基

2、础，有其结构必有其功能。2功能：生理、病理、信号转导、抗病、抗旱、耐水肥、肥胖等生命现象的化学机制。3.代谢及其细胞调控：表达的时空特异性，该物质何时产生与消亡，在什么组织表达？从哪儿来最终到哪儿去，其代谢受什么调控？（潜伏、激活、沉默）。4.改造和利用：根据对这些生命现象分子机制的认识进行：（1）基因治疗：血友病、癌症、肥胖等。（2）生化药物（基因工程药物）：红细胞生成素、胰岛素、干扰素等。（3）转基因动植物：抗虫、抗病、抗病毒作物，动植物生物反应器等。三、生物化学与分子生物学的发展史生物化学的启蒙阶段可以追溯到人类文明的早期。18世纪一些从事化学研究的科学家，

3、如拉瓦锡、舍勒等人和一些药剂师、炼丹师转向生物领域，生物化学开始形成学科。同时生物学逐渐产生了生理化学、遗传学、细胞学等分支学科。19世纪末，从生理化学中分离出生物化学，20世纪中后期又从生物化学中分离出分子生物学并与经典遗传学结合为分子遗传学，并促进了发育生物学、生物信息学、结构生物学等学科的发展。生物工程严格讲应是生物技术与工程学的杂交学科。1.静态生物化学时期（1920年以前）研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。2.动态生物化学时期（1950年以前）这是一个飞速发展的辉煌时期，随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生物化学从单

4、纯的组成分析深入到物质代谢途径及动态平衡、能量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢，都基本搞清。3.机能生物化学时期（1950年以后）真正意义上的现代的生命化学。蛋白质化学和和核酸化学成为研究重点。生物化学研究深入到生命的本质和奥秘：运动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理。1953年，DNA双螺旋结构、近代实验技术和研究方法奠定了现代分子生物学的基础，从此，核酸成了生物化学研究的热点和重心。4.生物化学发展的重大事件1776—1778年，瑞典化学家舍勒（Sheele）从天然产物中分离出

5、:甘油（glycerol）；苹果酸（malicacid，苹果）；柠檬酸（citricacid，柠檬）；尿酸（uricacid，膀胱结石）；酒石酸（tartaricacid，酒石）。1937年，英国生物化学家克雷布斯（Krebs）发现三羧酸循环,获1953年诺贝尔生理学奖。1953年，沃森—克里克（Watson—Crick）确定DNA双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理、医学奖。1955年，英国生物化学家桑格尔（Sanger）确定牛胰岛素结构，获1958年诺贝尔化学奖。1980年，化学奖：桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列的方法，获1980年诺贝尔。

6、1984年，化学奖：BruceMerrifield（美国），建立和发展蛋白质化学合成方法。1994年，生理和医学奖：AlfredG.Gilman（美国），发现G蛋白及其在细胞内信号转导中的作用。化学奖：1、RechardJ.Roberts(美)等，发现断裂基因，2．KargB.Mallis(美)发明PCR方法，3．MichaetSmith(加拿大)建立DNA合成用与定点诱变研究。1996年，生理和医学奖：Petrc.Doherty（美）等，发现T细胞对病毒感染细胞的识别和MHC(主要组织相容性复合体)限制。1997年，生理和医学奖：stanleyB.prusine

7、r(美)发现一中新型的致病因子—感染性蛋白颗粒“pnion”（疯牛病）化学奖：1.paulD.Boyer（美）等，说明ATP酶促成机制，2.Jensc.skon(丹麦)发现输送离子的Na+K+__ATP酶。1998年，生理和医学奖：RolertF.Furchgott（美国），发发现NO是心血管系统的信号分子。四、生物化学与二十一世纪生命科学展望1.生物化学与分子生物学是二十一世纪生命科学的带头学科。学科热点：基因组、蛋白质组、生物克隆2.推动农业科学原始农业：采集与狩猎，游牧式传统农业：原始的种植业，畜牧业现代农业：化肥，农药；绿色革命（杂种优势），生物防治，分

8、子育种。分