生物化学与分子生物学课件.ppt

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 (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。?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。 : ?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, 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。 : ? 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 Robert Boyle (1627-1691) 对气体和真空进行了研究, 写了“ The Sceptical Chymist (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=Const, 实际上就是现代物理化学的起点。 1662 英国设立了 Royal Society, 1666 年 Paris Academia 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CO 2 (Black), 1766 年H 2 (Canvendish), 1772 年O 2 (Sheele), 1772 年N 2 (Ratherford) , 1774 年Cl 2 (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 (Joseph Louis Proust, 1799) 及化学元素分析方法的发展, 为有机化学的出现奠定了基础。 ?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 1869 年元素周期表的确立 1874