绪论（课件）-《生物化学》同步教学（北京出版社）

绪论 1 目 录 任务一　生物化学的研究内容 任务二　生物化学的发展简史 任务三　生物化学与医学的关系 01 生物化学的研究内容 一、生物分子的结构与功能 生物个体是由千万种化学成分所组成，主要由无机物、小分子有机物和生物大分子构成。无机物包括水和无机盐成分，无机盐由 K、Na、Cl、Ca、P、Mg 等元素（包括微量元素）组成，是维持人体正常结构与功能所必需的；小分子有机物包括维生素、单糖、核苷酸、氨基酸、有机酸、胺类等物质，它们参与体内的物质代谢和能量代谢。生物大分子是由一些基本结构单位按一定顺序和方式连接所形成的多聚体，相对分子质量一般大于 104，主要有蛋白质、核酸、多糖和复合脂类。 生物大分子的重要特征之一是具有信息功能，与生命活动紧密相关，故又称为生物信息分子。 二、物质代谢、能量代谢及其调节 组成生物体的物质不断地进行着多种有规律的化学变化，即新陈代谢（metabolism）或物质代谢。新陈代谢是生命的基本特征，生物体内的各种化学组分时刻进行着变化与更新，并不断和外界环境进行物质交换，一旦这些化学反应停止，生命即告终结。物质代谢包括合成代谢和分解代谢，并伴随着能量代谢的发生。合成代谢是由小分子物质合成大分子物质的过程，机体将从外环境摄取的营养物质转化成自身结构的成分，常以能量的消耗为主。分解代谢是由体内大分子物质降解为简单分子和代谢产物的过程，多伴有能量的释放和转移，供生命活动利用。分解代谢产生的终产物主要由肾、肺、肠道排出体外。 三、基因信息传递及其调控 生物体在繁衍过程中，遗传信息的代代相传是生命现象的另一特征。根据遗传信息传递的“中心法则”，DNA 是遗传信息的载体，通过复制（replication），即 DNA 的合成，使子代细胞得到和亲代相一致的遗传物质。基因是 DNA 分子中的一个功能片段，DNA分子中的遗传信息如何表达？现知基因表达的第一步是将遗传信息转录（transcription） 成 RNA，即 RNA 的合成，RNA 可分为 mRNA、tRNA、rRNA 三种，其中 mRNA 作为蛋白质生物合成的模板，并决定蛋白质的一级结构，即将遗传信息翻译（translation）成能执行各种生理功能的蛋白质。 四、机能生化 医学生物化学主要的研究对象是人，因此人体生物化学还要研究各组织器官的化学组成特点、特有的代谢途径和它们与生理功能之间的关系。代谢障碍将造成器官功能的异常，导致疾病的发生。这部分内容包括水、无机盐代谢与酸碱平衡、肝的生物化学等，也称为机能生物化学，这部分知识也是医学生不可缺少的学习内容。 02 生物化学的发展简史 20 世纪前半叶，在生物化学的研究中相继发现了营养必需脂肪酸、营养必需氨基酸、多种维生素和激素，基本上确定了生物体内糖、脂肪、氨基酸等主要物质的代谢途径。 从20世纪后半叶起，对物质代谢途径的研究重点转移到合成代谢与代谢调节方面。 20世纪50年代发现了蛋白质α螺旋的二级结构、确定了胰岛素的结构，又测定出许多蛋白质的氨基酸排列顺序与空间结构。 1903年纽堡（Neuberg）提出了“生物化学”这一名词，意味着它成为一门独立的学科，迄今有 100余年。 1981 年人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸。 生物化学进入分子生物学时期的标志是 DNA 双螺旋三维结构模型的建立，沃森（J.D.Watson）和克里克（F.H.Crick）于 1953 年提出了这一模型。 近 30 多年来，有关科技人员对生命有机大分子的结构、性质、功能及其相互作用进行了深入研究。 1965年我国首先人工合成了有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。 03 生物化学与医学的关系 生物化学与基础医学中的遗传学、生理学、病理学、免疫学等有着密切关系。如核酸的生物化学是遗传学的中心内容；生物化学与生理学共同承担着研究机体的组成与功能的任务，这两门学科的许多内容都相互交织与补充；要研究药物在体内的代谢过程及其作用机制，开发新药，必须以生物化学知识为基础。生物化学的原理与技术还被应用于炎症、损伤、肿瘤等病理学基本过程的研究。同样，其他基础医学学科的发展也推动了生物化学的发展，例如，免疫学的方法被广泛应用于蛋白质及受体的研究，遗传学的方法被应用于基因分子生物学的研究，病理学对肿瘤等的研究促进了对癌基因、抑癌基因和生长因子的研究。生物化学与其他基础医学学科的互相渗透、互相交融、互相促进，导致了许多新的学科分支的形成，如分子免疫学、分子遗传学、分子细胞生物学等。 $$