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1、绪 论,Introduction,目 录,一、生物化学概述 1、生物生化的概念与任务 2、生物化学与生命的关系 3、生物化学的发展史二、生物化学的主要研究内容 1、人体的化学物质组成 2、生物分子的结构与功能 3、物质代谢及调控 4、基因信息的传递与调控 5、重要器官的生化三、生物化学与医学 1、生物化学在疾病诊断治疗中的应用 2、生物化学在护理工作中的作用 3、护理专业学生学习生物化学的意义,知识性目标 掌握生物化学的概念、生物大分子的含义、新陈代谢的 主要途径、能量转化的核心形式，以及遗传学中心法则。熟悉生物化学的任务及主要研究内容。了解生物化学的发展史、生物化学与医学的关系，生物 化学在
2、护理工作中的作用。技能性目标 通过本章学习，使学生能对生物化学有系统、整体认识。,学习目标,生物化学即“生命的化学”,根据研究对象不同人体生化植物生化动物生化微生物生化,已成为医学领域重要的前沿学科之一,医学生物化学,引 言,The first part生物化学概述,Biochemical Overview,一、生物化学的概念与任务 二、生物化学与生命的关系 三、生物化学的发展史,生物化学（biochemistry）是研究生物体内化学分子及其代谢反应规律，从分子水平探讨生命现象本质的一门学科。,生物化学的概念,研究任务,研究任务,应用于人们的生产和生活实践，以及维持人体健康,从分子水平上阐明细
3、胞内及细胞间全部的化学反应及其与生命活动的规律,一、生物生化的概念与任务,生命泛指一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象、能对刺激做出反应、能进行繁殖的半开放物质系统。,（一）生命的含义,“活”的生物体,二、生物化学与生命的关系,新陈代谢,（二）生物化学与生命特征的关系,“吐故纳新”,细胞内的化学反应,生命的遗传 与繁殖,反应与适应,细胞的物质代谢及其调控,基因信息传递与表达,（三）生命的共同“语言”,“化学及化学反应”,生命现象的一致性,生物化学就是研究和揭示生物体“化学语言”规律的科学,“把生命理解成化学”诺贝尔奖金获得者Kornberg教授1982年10月12日在美国哈佛医
4、学院建校200周年纪念会上所做的题为“把生命理解成化学”的演讲的结语说：“我们的目的要以合理的表达方法来尽可能多地理解生命现象，而生命的许多方面都可用化学语言来表达。这是一个真正的世界语，它是连接物理学与生物学、天文学与地理学、医学与农学的纽带。化学语言极为丰富多彩，它能产生出最美的图画。我们应该传授和运用化学评议，代替我们自己、我们的环境和我们的社会表达出最直观的描述。”,叙述生物化学（18世纪中叶至19世纪末）,三、生物化学发展史,动态生物化学（20世纪上叶）,分子生物化学（20世纪中叶）,细胞内的两类重要生物大分子蛋白质与核酸已成为生物化学研究的热点内容。,静态生物化学时期的主要发现：1
5、773年，伊莱尔.罗埃尔（Hilaire Rouelle）发现尿素。1810年，提出发酵的重反应。1836年，明确催化剂的概念。1842年，提出“新陈代谢”学说。1857年，提出发酵的“活力论”。1869年，发现核酸。1890年，结晶出第一个蛋白质卵白蛋白。1897年，完成无细胞的发酵作用。,19世纪末Louis Pasteur首先证明活酵母细胞能够发酵。,1897年爱德华.毕希纳（Eduard Buchner）证明，无细胞的酵母提取液仍能催化发酵，他获1907年诺贝尔奖。,动态生物化学时期的主要发现：1926年，Sumner从刀豆中制备了脲酶结晶，并证明它的化学本质是蛋白质。1931年，中国
6、生物化学家吴宪提出了蛋白质变性的概念。1932年，英国科学家Krebs用组织切片实验证明了尿素合成反应，提出了鸟氨酸循环。1937年，阐明了三羧酸循环的基本代谢途径。1940年，德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。1949年，E.Kennedy等证明F.Knoop提出的脂肪酸-氧化过程是在线粒体中进行的，并指出氧化的产物是乙酰CoA。,1926年Sumner证明酶是蛋白质，并结晶了脲酶。他获1946年诺贝尔奖。,Sumner在观察显微镜下的脲酶结晶,1932年Hans A.Krebs发现了尿素循环，1937年他又发现三羧酸循环，1953年获诺贝尔奖。,分子生物学时期的
7、主要发现：1952年，提出了蛋白质-螺旋结构模型。1953年，阐明胰岛素的一级结构。1953年，Watson和Crick推导出DNA分子的双螺旋结构模型。1958年，F.Crick提出分子遗传的中心法则。1966年，由H.G.Khorana和Nirenberg合作破译了遗传密码。1972年，Berg和Boyer等创建了DNA重组技术。1977年，Berget等发现了“断裂”基因，并于1993年获诺贝尔医学和生理学奖。1981年1983年，Cech和Altman相继发现某些RNA具有酶的催化活性。1985年，美国R.Sinsheimer首次提出“人类基因组研究计划”。并于2003年，宣布人类基因
8、组图绘制成功。1997年，I.Wilmut成功获得体细胞克隆羊-多莉。,1951年鲍（Linus Paulin）用X射线衍射技术发现蛋白质分子二级结构：-螺旋。他获1954年诺贝尔奖。他在1962年荣获了诺贝尔和平奖。,图为Paulin和他的-螺旋模型。,1953年Sanger采用化学方法完成了胰岛素全序列分析。他1958年获诺贝尔奖。他又因测定了一种噬菌体的DNA一级结构而获1980年的诺贝尔奖。,显微镜下的胰岛素结晶,1953年Watson&Crick提出DNA双螺旋结构，他们获1962年诺贝尔奖。,图为Watson（左）和Crick（右）与DNA双螺旋模型。,切赫 T.Cech,奥尔特曼
9、S.Altman,80年代初发现核酶，他们获1989年诺贝尔奖,人类基因组计划（HGP）投资30亿 USD（美国能源部）2003年，美、中、日、德、法、英6国科学家宣布人类基因组图绘制成功，已完成的序列图覆盖人类基因组所含基因的99%。,1997年克隆羊多莉在英国问世,2001年Venter等报道完成了人类基因组草图测序，进入后基因组时代：鉴定基因组全部基因的功能，以及各个基因的表达和调控模式。,多莉2003.2.14去世，享年7岁,我国对生物化学发展的贡献,4000年前人类开始用糖发酵生成酒精,淮南王刘安利用蛋白质沉淀方法制作豆腐，表明当时在提取豆类蛋白质方面已经应用了近代生物化学及胶体化学
10、的方法。,公元7世纪，孙思邈利用富含维生素A的猪肝治疗夜盲症。,我国对生物化学发展的贡献,1965年我国首次人工合成具有生物活性的胰岛素,The second part 生物化学研究的主要内容,The main Content of Biochemical,二、生物化学的研究内容,人体的化学物质组成,生物分子的结构和功能,物质代谢及调控,基因信息的传递及调控,重要器官的生化,一、人体的化学物质组成,水：55%67%无机盐：3%4%糖类：1%2%脂类：10%15%蛋白质：15%18%,维持生命的七大营养素：水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、维生素以及空气中的氧,二、生物分子的结构与功能,生物分子通
11、常指含有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）四种元素的有机物。,将由某些基本结构单位按一定的顺序和方式所 形成的分子量大于104的生物分子，称为生物 大分子，由于这些分子多数具有生物信息功 能，故又称生物信息分子。,核酸、蛋白质、多糖、蛋白聚糖和复合脂类等是体内重要大分子，它们都是由各自基本组成单位构成的多聚体。,三、物质代谢及调控,物质代谢是新陈代谢的核心，其实质是由酶所催化的一系列有序进行的化学反应实现的生物体与外环境的物质交换过程。,（一）新陈代谢的基本过程,三个阶段,食物中的营养成分在消化道内经酶的作用被分解成构件小分子,构件小分子和小分子物质吸收入血，送到各组织细胞,细胞内，进行合
12、成代谢和分解代谢,（二）新陈代谢的主要途径,1.合成代谢 由小分子物质转变为大分子物质 的过程,保证了机体生长、发育、组织的更新和修复等过程。,2.分解代谢 大分子物质转变为小分子物质 的过程,释放能量以供机体利用,糖、脂肪和蛋白质氧化分解的基本过程,（三）新陈代谢的调控,主要都是针对各代谢途径中起关键作用的酶（即关键酶）的活性和含量进行调节，从而实现调节物质代谢速率的目的。,某种原因引起物质代谢的紊乱，则可导致相应疾病的发生，严重会危及生命。,遗传学的中心法则（the central dogma）,逆转录,四、基因信息的传递与调控,基因信息传递涉及到遗传、变异、生长、分化等生命过程，与遗传性
13、疾病、恶性肿瘤、代谢异常性疾病、免疫缺陷性疾病、心血管病等的发病机制有关。研究基因信息传递过程的机制及基因表达调控的规律，对进一步揭示生命的奥秘及破解医学难题势必会起到至关重要的作用。,五、重要器官的生化,生物体是由细胞、组织、器官构成的一个有机整体。细胞是人体的基本单位，器官和组织都是由相应的细胞构成的，每种细胞内的生化反应不同，致使各器官组织都有其各自的代谢特点，决定了它们行驶不同的生理功能。,肝、血液等重要器官组织的代谢过程也是生物化学研究的主要内容,The third part生物化学与医学,Biochemistry and Medicine,一、生物化学在疾病诊断治疗中的应用,物质代
14、谢紊乱以及物质缺乏,疾病,糖尿病、AS、肝性脑病、黄疸,夜盲症、佝偻病,对体液中各种生化指标的检测,分子医学,突破重大疾病,疾病诊断的常规措施,二、生物化学在护理工作中的作用,为解决护理学领域的实际问题提供必需的理论和技术,为护理人员提供认识健康及维持健康的基本知识，以及了解疾病，对病人进行有效护理的理论基础,三、护理专业学生学习生物化学的意义,生物化学为学生学习护理专业培养体系中的其他学科提拱了必要的理论和技术，是学习护理专业课程的基础,为学生了解药物作用机制奠定了必须的理论基础,使学生了解疾病的发生、发展、治疗与预防的相关知识，为培养治疗、咨询、教育综合服务模式的护理人才奠定深厚的理论基础,学习生化应注意的问题,基本概念、关键酶、重要过程、特点、意义等要记忆课后及时认真复习,
