生物化学与分子生物学 ppt.ppt

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1、生物化学与分子生物学一．生物化学与分子生物学的定义生物化学是用化学的理论和方法研究生命现象的科学。分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。生物化学与分子生物学是同一个二级学科,在大学本科阶段可以作为两门课开设,也可以作为一门课开设.绪论二．生物化学与分子生物学的研究范畴（一）生物体的组成物质复杂性组成物质多；分子大；空间结构复杂。规律性元素→构件小分子→聚合物（生物大分子）；结构与功能相适应。（二）物质和能量代谢复杂性多步化学反应构成代谢途径；多条代谢途径相互交织成网；物质代谢和能量代谢相互交织；调节控制有条不紊。规律性反应类型不多；反应机理符合有机化学理论；调节控制

2、与生物学功能相适应。（三）信息分子的生物合成复杂性合成过程复杂；调节控制复杂；与生命现象的关系复杂。规律性遗传密码已经破译；基因表达的基本过程已经清楚；生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰；研究方法日新月异。三.生物化学与分子生物学同生产实践的关系启蒙阶段食品选择和加工；医疗。发展阶段维生素、抗生素→医疗；代谢→食品、医疗；分子生物学→基因工程、蛋白质工程。发展前景生物制品；转基因动植物；基因芯片；基因诊断；基因治疗。四.生物化学的发展史1.炼金术阶段:现代化学起源于炼金术(alchemy)。换言之，炼金活动是化学的前史。“chemistry”一词也来自alchemy

3、,而alchemy=al(the)+chem,其中的chem来自中国的“金”的古汉语发音。炼金术在各个古代文明中都占重要位置,并不是中国特有,一般而言都是如何将铜,铅,锡变成金、银这样的贵金属的实用学问。在西方,炼金术从公元前几百年开始到17世纪为止,延续了2000年；在中国也生存了差不多同样长的时间。中国的炼金术除了得到贵金属以外，还致力于研制长生不老之药“金丹”。因此,中国的炼金术的化学成份比其他古代文明要浓。中国的炼金术随丝绸之路传到了阿拉伯文化圈,所以有了alchemy这个行业。西腊文明在欧州历史上曾一度失传,幸好阿拉伯人继承了其精华(7~14世纪),11~13世纪

4、十字军的侵略将散落在阿拉伯文化中的希腊文化又带回了欧洲,也顺便将中国的炼金术带进入了西方文明。此后，西方的炼金术活动朝着独自的方向发展，特别是对酸,碱,盐等物质的化学性质有了相当的知识积累。2.从炼金术到化学:17世纪兴起的文艺复兴活动使alchemy真正向现代的chemistry过渡。当时的化学家,要么是贵族,要么是业余爱好。在与英国的Newton同时期的贵族RobertBoyle(1627-1691)对气体和真空进行了研究,写了“TheScepticalChymist(1661)”一书,主张决别带有神秘色彩的炼金术,而以理性思考的态度来研究化学。他发现了波以尔法则PV=C

5、onst,实际上就是现代物理化学的起点。1662英国设立了RoyalSociety,1666年ParisAcademia分别设立,为科学研究和交流提供了土壤。这是化学与炼金术决别的标志。随后,空气中含有不同成分1764年CO2(Black),1766年H2(Canvendish),1772年O2(Sheele),1772年N2(Ratherford),1774年Cl2(Sheele),相继被发现。1774年Lavoisier确立了物质不灭定理,1777年确立了燃烧理论。此后的化学反应的定比例法则(JosephLouisProust,1799)及化学元素分析方法的发展,为有机化

6、学的出现奠定了基础。3.有机化学的发展简单的说,有机化学就是H,C,N,O的化学。其发展是必然的,因为人对生命物质的兴趣要比对非生命物质更浓。化学分析的手段发展后,势必要用来研究有机的物质。通过有机化学研究知道的物质结构,成为生物化学研究的起点。有机化学的发展,是从尿素的合成开始的。1828年Wohler(德)从无机盐合成了尿素1831年Liebig(德)有机物元素分析定量法的发明1840年有机基团(group)的概念的形成1848年Pasteur(法)酒石酸的光学异构体的发1858年Kekule(德)C原子的四价理论1865年Kekule(德)Benzen环结构的发现18

7、69年元素周期表的确立1874年van‘tHoff(荷)C4的正四面体结构1884年Fischer(德)糖的化学结构研究的开始4.生物化学重大发展年代表1897年Buchner发现酵母细胞质能使糖发酵1902年Fischer肽键理论1926年Sumner结晶得到了脲酶,证明酶就是蛋白质1935年Schneider将同位素应用于代谢的研究1944年Avery等人证明遗传信息在核酸上1953年Sanger的胰岛素氨基酸序列测定Waston-Click提出DNA双螺旋模型1958年Perutz等解