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01 第一章 动物生化绪论.pptx

页数:61页文件大小:18.30 MB来源: 动物生化ppt课件

本课件为动物生物化学绪论,从生物化学的概念与任务切入,依次展开生物体的化学组成、新陈代谢与遗传信息传递三大研究内容,回溯叙述、动态、机能三个发展阶段与分子生物学研究热点,并说明本课程与动物医学的关系、学习方法与参考书目。

动物生物化学绪论封面,本章依次展开什么是生物化学、生物化学的研究内容、生物化学的发展简史等内容
课程说明与成绩构成,关于课程:专业基础课,考试科 成绩比重:期末考:70%实验: 30%
本课程内容目录:五章主题总览,第一章绪论、第二章生命的化学特征、第三章蛋白质、第四章核酸、第五章酶
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第1页:动物生物化学绪论封面

动物生物化学Animal Biochemistry

第2页:课程说明与成绩构成

关于课程:专业基础课,考试科 成绩比重:期末考:70%实验: 30%

第3页:本课程内容目录:五章主题总览

  • 第一章绪论
  • 第二章生命的化学特征
  • 第三章蛋白质
  • 第四章核酸
  • 第五章酶

第4页:什么是生物化学

什么是生物化学?

生物化学研究什么?

生物化学是怎样发展的?

生物化学与动物医学的关系?

如何学习生物化学?

第5页:什么是生物化学

什么是生物化学?

第6页:生物化学即“生命的化学”

生物化学即“生命的化学”。

是在分子水平上研究生命体化学本质及其生命活动过程化学变化规律的科学。

其任务是阐述构成生物体的基本物质的结构、性质及其在生命活动过程中的变化规律,以及遗传信息传递的分子基础与调控规律。

1877年,Hoppe-Seyler首先使用“Biochemistry”,生物化学作为一门新兴学科诞生。

分子生物学

第7页:生物化学研究什么

生物化学研究什么?

第8页:(一)研究构成生物体的基本物质化学组成

  • (一)研究构成生物体的基本物质化学组成、结构、性质、功能
  • 生物体的元素组成
  • 生物体的化学组成:水、无机盐、生物大分子、小分子有机物(维生素、氨基酸、核苷酸、脂肪酸等)

第9页:

第10页:(二)研究生命的新陈代谢新陈代谢同化作用

(二)研究生命的新陈代谢新陈代谢同化作用assimilation环境生物小分子吸能反应异化作用dissimilation环境小分子分解代谢体内生物大分子放能反应合成代谢大分子机体能量代谢物质代谢

第11页:19世纪下半叶

•19世纪下半叶,恩格斯对生命下了一个定义:“生命是蛋白体的存在方式,这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。

”恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础,即具有新陈代谢功能的蛋白体。

100年来,这个定义一直指导人们认识生命的思想武器。

第12页:人体一生与环境交换的物质总量

•据估计,以60岁计算,一个人一生与环境进行着大量的物质交换,相当于60,000Kg水,10,000Kg糖类,600Kg蛋白质以及1,000Kg脂类。

第13页:

第14页:物质的新陈代谢

  • 物质的新陈代谢:
  • 物质在体内发生了什么变化?
  • 怎样变化?
  • 伴随的能量是如何转变?包括:(1)糖代谢(2)脂代谢(3)生物氧化(4)氨基酸代谢(5)核苷酸代谢代谢调节
  • 生命过程是受到怎样的精确调控的?
  • 物质代谢是如何相互联系的?

第15页:(三)研究遗传信息的传递与调控

(三)研究遗传信息的传递与调控

第16页:(四)组织和器官机能的生物化学

  • (四)组织和器官机能的生物化学
  • 水、无机盐和酸碱平衡
  • 血液生化
  • 肝脏生化
  • 肌肉生化
  • 神经组织生化
  • 结缔组织生化
  • 乳和蛋的化学组成与形成

第17页:生物化学是怎样发展的

生物化学是怎样发展的?

第18页:叙述生物化学阶段

  • 叙述生物化学阶段
  • 动态生物化学阶段
  • 机能生物化学阶段

第19页:(一)叙述生物化学阶段(1920年以前)

•(一)叙述生物化学阶段(1920年以前)研究生物体内各种化合物的结构、化学性质和功能,主要有糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素及激素。

这个阶段,生物化学的主要工作是对糖类、脂类及氨基酸的性质进行了系统的研究;发现了核酸;证实了相邻氨基酸的肽键的形成;开始进行酶学研究。

第20页:氧气的发现与有机酸的分离

1770-1774年,英国J.Priestly发现了氧气,并指出动物消耗氧而植物产生氧。

1770-1786年,瑞典人C.W.Scheele分离了甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸等。

1828年,Wohler合成了有机物尿素。

“活力论”遭遇打击(1828年)I have to let out that I can make urea without needinga kidney, whether of man or dog; the ammonium salt ofcyanic acid is urea.

第21页:1842年李比希提出新陈代谢概念

1842年,李比希首次提出新陈代谢这个学术名词:提出物质在体内可进行合成和分解两种化学过程。

1877年,Hoppe-Seyler首先使用“Biochemistry”,生物化学作为一门新兴学科诞生。

1897年,Buchner证实不含细胞的酵母提取液也能使糖发酵。

第22页:研究构成生物体的基本物质在生命活动中进行

研究构成生物体的基本物质在生命活动中进行的化学变化,即新陈代谢。

(二)动态生物化学阶段(1950年以前)这个阶段,基本上阐明了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。

第23页:Sumner制备尿素酶结晶

1926年,Sumner(诺贝尔奖,1946):制备了尿素酶结晶,并首次证明酶是蛋白质。

1930年,Northrop (诺贝尔奖,1946):制备了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶。

1932年,克雷伯斯(Krebs)和汉瑟雷特(Henseleit)发现尿素循环反应途径。

1937年,克雷伯斯揭示三羧酸循环机制。

1940年,恩伯登(Embden)-麦耶霍夫(Meyerhof)途径(糖酵解途径)。

1944年,艾弗里(Avery)等提出遗传的物质基础是DNA。

第24页:(三)机能生物化学阶段(1950年之后)

(三)机能生物化学阶段(1950年之后)1950年,Pauling提出蛋白质二级结构的a-螺旋。

1953年,Watson&Crick提出了DNA的双螺旋模型。

DNA双螺旋结构的提出使生物化学发展到一个新的阶段——分子生物学阶段。

第25页:

第26页:DNA双螺旋结构的发现1953年

DNA双螺旋结构的发现1953年,James Watson和FrancisCrick提出DNA的双螺旋模型

第27页:Watson访问中国农业大学

2006年,Watson访问中国农业大学

第28页:

第29页:Sanger完成胰岛素氨基酸组成分析

1955年,Sanger完成牛胰岛素氨基酸组成分析。

1958年,Crick提出“中心法则”。

1966年,Nirenberg &Khorana破译了遗传密码。

Frederick Sanger

第30页:1972年~1973年

•1972年~1973年,Berg等成功地进行了DNA体外重组;Cohen创建了分子克隆技术,在体外构建成具有生物学功能的细菌质粒,开创了基因工程新纪元。

在此同时,Boyer等在E.coli中成功表达了人工合成的生长激素释放抑制因子基因。

DNA重组:有意识的把一个生物体有用的目的基因转入另一个生物体中,使后者获得新的遗传性状或表达所需要的生物。

第31页:以质粒为载体的DNA重组过程

以质粒为载体的DNA重组过程

第32页:Sanger发明核酸测序方法

1975年,Sanger发明核酸序列的测定方法。

1982年,Cech发现核酶。

1985年,Mullis等发明了聚合酶链式反应(PCR,polymerasechainreaction)。

第33页:PCR循环1与循环2扩增示意

5 Primer 15 Primer 2Cycle 2Cycle 15 5 5 5 5 5 Template DNA5 5 5 5 5 5 5 5

第34页:Cycle 35 5 5 5 5 5 5

Cycle 35 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 25~30次循环后,模板DNA的含量可以扩大100万倍以上。

第35页:热点、转基因动物和基因剔除模型

  • 热点
  • 转基因动物和基因剔除模型
  • 体细胞克隆技术及干细胞研究
  • 基因组学-基因组时代
  • 蛋白质组学-后基因组时代
  • 信号传导
  • 生物信息学

第36页:热点、转基因动物和基因剔除模型

  • 热点
  • 转基因动物和基因剔除模型
  • 体细胞克隆技术及干细胞研究
  • 基因组学-基因组时代
  • 蛋白质组学-后基因组时代
  • 信号传导
  • 生物信息学

第37页:

第38页:

第39页:体细胞克隆Dolly

体细胞克隆Dolly:世界上第一只克隆羊,由英国爱丁堡大学的伊恩博士研制成功,2003.2.14.由于肺结核而被安乐死,它的标本于2003年4月9日陈列于苏格兰首都爱丁堡国家博物馆。

第40页:动物克隆的程序遗传信息来自哪里

动物克隆的程序遗传信息来自哪里?

第41页:

第42页:人首飞牛

人首飞牛

第43页:

第44页:

第45页:

第46页:

第47页:iPS诱导性多功能(induced

iPS诱导性多功能(induced human pluripotent stem,iPS)细胞《国家科学院院刊》(PNAS)上,美国科学家描述了一种利用取自Ⅰ型糖尿病患者身上的普通成体细胞创建出诱导多能干细胞(iPS)的方法。

第48页:人类基因组计划(Human

人类基因组计划(Human Genomic Project ,HGP)人类自然科学史上的三大计划人类基因组计划曼哈顿原子弹计划阿波罗登月计划

第49页:1985年5月

1985年5月,美国Santa Cruz加州大学校长R.Sinsheimer提出人类基因组研究计划,1986年8月美国科学院生命科学委员会确定由BruceAlberts负责的15人小组起草确定这个提议的报告,联邦政府1990年正式开始起动这一计划。

第50页:基因组时代:人类基因组计划

基因组时代:人类基因组计划

第51页:

第52页:诺贝尔奖获得者

诺贝尔奖获得者、“DNA之父”詹姆斯·沃森基因图谱的一部分

第53页:PCR循环扩增示意(Cycle 3)

蛋白质组学

第54页:信号传导-细胞的信号灯

信号传导-细胞的信号灯

第55页:从以上所述的生物化学的发展中

从以上所述的生物化学的发展中,可以看出20世纪50年代以来是以核酸和蛋白质的研究为核心,带动着分子生物学向纵深发展,如50年代的双螺旋结构,60年代的操纵子学说,70年代的DNA重组,80年代的PCR技术,人类基因组计划,后基因组时代的到来,将生命科学带向一个由宏观到微观再到宏观,由分析到综合的时代;现代生物化学正在进一步发展,其基本理论和实验方法均已渗透到科学各个领域,无论在哪个方面都在不断取得重大进展。

第56页:我国科学家对生物化学发展的贡献

  • 我国科学家对生物化学发展的贡献
  • 公元前22世纪夏禹时代酿酒
  • 公元前12世纪商周时代制酱、制醋
  • 公元前6世纪瘿病(地方性甲状腺肿)
  • 公元4世纪葛洪海藻治疗瘿病
  • 唐代孙思邈米糠熬粥治疗脚气病猪肝治疗雀目
  • 明代李时珍《本草纲目》

第57页:吴宪创立血糖测定与蛋白质变性学说

  • 20世纪20-30年代,吴宪创立了血滤液的制备及血糖测定方法。提出了蛋白质变性学说。
  • 1965年,中科院生物化学研究所、有机化学研究所和北大化学系首次合成具有生物活性的牛胰岛素。
  • 1981年,合成了酵母丙氨酸tRNA。
  • 20世纪末和21世纪初,参与人类基因组计划。

第58页:生物化学与动物医学的关系

  • 生物化学与动物医学的关系
  • 研究动物机体的结构组成、新陈代谢规律,预防及治疗疾病。
  • 利用基因工程的方法,获得有用的蛋白质,提高畜禽生产性能,为人类服务。
  • 抗病育种。
  • 制备生物药物,有效预防疾病。
  • 基因诊断及治疗。
  • 促进对医学生物化学的研究,加强对人类自身的了解。

第59页:如何学习生物化学

  • 如何学习生物化学
  • 课前预习,课上理解内容,适当记录。
  • 及时进行课后复习,补充笔记。
  • 生物化学学习的重点是基本原理、概念、过程。全面理解,重点记忆,前后联系,来回复习。
  • 要重视实验课。生化实验室在主楼514楼,正对楼梯。

第60页:Just do as a proverb

Just do as a proverb says:I hear, and I forget,I see, and I remember,I do, and I understand.过目不忘的人是天才,战胜自己的人是英雄!

人生在世,并非随己所愿,而是尽己所能

第61页:参考书籍、王镜岩

  • 参考书籍
  • 王镜岩,沈同,《生物化学》第三版,上下,2002,高教出版社
  • 周爱儒,查锡良,《生物化学》第六版,2003,人民卫生出版社
  • D.沃伊特,J .G.沃伊特,《基础生物化学》,上下,2003,科学出版社
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