生物化学生物化学一、课程基本信息一、课程基本信息课课 程程 编编 号：号： 2501030课程中文名称：课程中文名称：生物化学课程英文名称：课程英文名称：Biochemistry课课 程程 类类 型：型： 必修课 总总 学学 时：时：72 学时：学学 分：分：4 学分适适 用用 专专 业：业：生物类 先先 修修 课课 程：程：基础化学开开 课课 单单 位：位：生命科学学院二、课程性质和任务二、课程性质和任务生物化学是生命科学各专业本科生的一门基础课，是学习生物学其他课程最重要的基础。它的主要任务是让学生理解和掌握生物分子的结构性质和功能的关系，生物分子在体内的代谢和调节，生物能的转化和利用，生物信息分子的复制转录表达和调节，能够运用所学生物化学知识从分子水平上认识和解释生命过程中所发生的现象。三、课程教学目标三、课程教学目标通过本课程的学习，使学生理解和掌握使学生掌握生物化学的基本理论和方法，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，树立学生辩证唯物主义思想，按大纲要求理解和掌握各章节的重点内容，为后续课程的学习打下基础。一部分学生要达到能够适应一个 21 世纪要求的中学生物学教师，另一部分学生要达到考研要求。四、理论教学环节和基本要求四、理论教学环节和基本要求绪绪 论论学习要求：学习要求：明确生物化学是一门怎样的学科了解生物化学发展的历史，弄清楚它的社会、科学 技术发展的历史背景，它可分为哪几个历史阶段， 有哪些主要成就，我国科学工作者有哪些重大贡献，从中归纳出那些规律性认识。搞清楚目前生物化学包括的主要领域和研究任务，目前发展的重点及今后发展的方向。重点及难点：重点及难点：生物化学的涵义；生物化学发展的重要阶段。学时安排：学时安排：2 学时主要内容：主要内容：一、生物化学的基本概念（一）生物化学(biochemistry)（二）任务二、生物化学的研究内容四个方面（一）化学组成（二）物质代谢及调控（三）生物物质的结构、功能与生命现象的关系（四）遗传信息的传递与表达 三、生物化学的发展历史（一）学科的建立（二）生物化学发展时期四个时期（三）生物化学发展中的重要事件四、生物化学与其他学科的关系 （一）生物化学与化学、物理学和数学的关系（二）生物化学与生物学其他学科的关系五、生物化学的应用 （一）生化知识的应用（二）生化技术的应用（三）生化产品的应用（四）生物化学与医药六、生物化学的机遇与挑战七、学习方法八、教材及参考书九、几个生物网站第一章：第一章： 糖糖 学习要求：学习要求：掌握糖的概念和分类；掌握单糖的结构和性质，区分单糖的构型和构象，链状结构和环状结构，醛糖和酮糖， 型与 型等重要概念，熟悉单糖的氧化性与还原性等重要化学性质及其意义；了解三种主要的二糖的结构和性质；掌握重要的多糖：淀粉与糖原的结构与性质比较，了解其它多糖的种类与生理意义。重点及难点：重点及难点：单糖的结构和性质；淀粉与糖原的结构与性质。蛋白聚糖与糖蛋白的区别及生理作用。学时安排：学时安排：4 学时主要内容：主要内容：第一节第一节 糖的概念糖的概念一、糖 二、糖的分布三、糖的生物学作用四、糖的分类 第二节第二节 单糖和二糖单糖和二糖一、单糖 （一）两个单糖家族醛糖和酮糖（二）单糖的构型（三）葡萄糖的环式结构（四）单糖的构象（五）单糖的分类（六）单糖的物理性质与化学性质（七）重要的单糖（八）生物体内重要的己糖衍生物二、二糖（一）麦芽糖（二）乳 糖 （三）蔗糖第三节第三节 多多 糖糖一、淀粉和糖原（一）淀粉（二）糖原二、纤维素和几丁质（一）纤维素（二）几丁质三、细菌细胞壁中的肽聚糖（一）组成（二）功能四、细胞外介质糖胺聚糖（一）概念（二）细胞外介质中糖胺聚糖主要种类（三）细胞外介质中糖胺聚糖的重要重复单位（四）分布与功能 第四节第四节 复合糖复合糖一、蛋白聚糖（一）概念：（二）几种蛋白聚糖的结构和功能二、糖蛋白 （一）概念（二）糖蛋白中糖的组成（三）糖蛋白中寡糖链的连接三、糖脂（一）糖脂是膜组分（二）脂多糖 五、凝集素（一）概念（二）功能第二章第二章 脂脂 类类 学习要求：学习要求：掌握脂的概念和分类；掌握脂肪酸的结构与性质；掌握脂肪的结构与性质；掌握磷脂与糖脂的结构组分与区别；了解重要的甘油醇磷脂的种类与生理意义；了解鞘脂类的生理意义；了解类脂的概念与种类。重点及难点：重点及难点：脂肪酸与脂肪的结构和理化性质；复脂的概念与分类；鞘脂类的特殊生理意义；胆固醇的生理意义。学时安排：学时安排：4 学时主要内容：主要内容：第一节第一节 贮存脂质贮存脂质一、脂肪酸是碳水化合物的衍生物（一）饱和脂肪酸（二）不饱和脂肪酸（三）高等动、植物的脂肪酸有以下共性二、甘油三、甘油三酯（Triacylglycerols, TG）（一）甘油三脂的结构（二）甘油三脂的类型天然甘油三酯的异构体（三）三酰甘油的组成（3 种食物脂肪酸的组成）（四）三酰甘油起贮存能量和隔离作用（五）甘油三酯的物理性质（六）甘油三酯的化学性质四、蜡贮存能量及防水外被 （一）结构：（二）分布：（三）功能 第二节第二节 膜中的结构脂质膜中的结构脂质一、甘油磷脂 （一）甘油磷脂结构（二）某些甘油磷脂含有以醚键相连的脂肪酸（三）几种甘油磷脂名称、分子组成、分布和生物作用 二、鞘 脂 （一）结构组成（二）鞘脂分布和功能三.磷脂和鞘脂在溶酶体中降解（一）甘油磷脂的水解（二）鞘脂被一系列溶酶体酶降解。第三节第三节 脂质作为信号分子、辅因子和色素脂质作为信号分子、辅因子和色素一、磷脂酰肌醇作为细胞内信号分子二、类花生酸携带信号到附近细胞三、类固醇激素在组织间传递信号四、维生素 A 和维生素 D 是激素的前体六、维生素 E、K 和脂溶性醌是氧化还原辅因子七、脂蛋白类第四节第四节 脂质的分离和分析脂质的分离和分析一、脂质的分离二、脂质的鉴定第三章：蛋白质化学第三章：蛋白质化学 学习要求：学习要求：掌握蛋白质的概念和化学组成；掌握蛋白质的组成单位氨基酸的结构和理化性质；掌握肽的概念和性质；掌握蛋白质的结构（包括初级结构和空间结构）及结构与功能的关系，掌握蛋白质和氨基酸的理化性质；了解蛋白质分析、分离和纯化的一般方法。重点及难点：重点及难点：氨基酸的结构和性质；蛋白质的结构与功能的关系；蛋白质的分离纯化。学时安排：学时安排：12 学时主要内容：主要内容：第一节第一节 蛋白质通论蛋白质通论 一、蛋白质的化学组成与分类（一）蛋白质的元素组成（二）蛋白质的基本单位氨基酸（三） 蛋白质的分类二、蛋白质的大小与分子量三、蛋白质的构象四、蛋白质结构层次五、蛋白质分子多样性第二节第二节 蛋白质基本单位蛋白质基本单位-氨基酸氨基酸一、 蛋白质的水解二、 氨基酸的结构与分类（一）基本氨基酸（20 种）（二）修饰氨基酸（三）非蛋白质组分氨基酸三、氨基酸的构型、旋光性和光吸收(一) 氨基酸的构型 （二）氨基酸的旋光性（三）氨基酸的光吸收性四、氨基酸的酸碱性质 （一）氨基酸是两性电解质（二）氨基酸有特征滴定曲线（三）不同氨基酸的酸碱性质不同（四） 氨基酸的甲醛滴定五、氨基酸的化学反应六、氨基酸的分离分析（一）分配层析法分离氨基酸（二）分配柱层析（三）氨基酸的纸层析（四）氨基酸的薄层层析（五）氨基酸纸电泳 （六） 离子交换层析分离氨基酸第三节第三节 蛋白质的共价结构蛋白质的共价结构一、肽和键的结构（一）肽键（二）肽键作为蛋白质主键的证据（三）肽键的特点（四）肽概念 二、肽的理化性质（一）肽的物理性质：晶体的熔点很高 （二）肽的解离（三）小肽的滴定及等电点确定三、 天然存在的活性肽四、蛋白质一级结构举例（一）胰岛素（二）核糖核酸酶的一级结构五、蛋白质的氨基酸序列与生物功能（一）同源蛋白质的种属差异与生物进化（二）同源蛋白质具有共同的进化起源（三）血液凝固与氨基酸序列的局部断裂六、肽链人工合成 第四节第四节 蛋白质的三维结构蛋白质的三维结构一、研究蛋白质构象的方法（一）X-射线晶体衍射技术： （二）核磁共振 二蛋白质分子中的共价键与次级键三、多肽折叠的空间限制（一）肽单位平面结构肽单元 （二）二面角（三）拉氏构象图四、蛋白质的二级结构 （一）螺旋结构概述（二） -螺旋 （三）-折叠 （四）转角（五）无规卷曲（六）蛋白质的结构转换第五节第五节 蛋白质的三级结构和四级结构蛋白质的三级结构和四级结构 一、三级结构和四级结构的概念（一）三级结构（二）四级结构（三）纤维蛋白与球蛋白结构和功能的差异二、纤维蛋白适应其支架功能（一）纤维状蛋白质的类型（二）纤维蛋白的特性（三）-角蛋白 （四）胶原蛋白（五）丝心蛋白三、结构多样性反应了球蛋白功能的多样性四、肌红蛋白提供了关于球状蛋白结构复杂性的最早线索（一）肌红蛋白的结构（二）由肌红蛋白的结构得出了许多重要结论（三）肌红蛋白的构象保证了血红素与氧的结合五、球状蛋白有各种三级结构（一）细胞色素 C（二）溶菌酶（三）核糖核酸酶六、对许多球蛋白质研究中发现共同的结构形式超二级结构和结构域（一）超二级结构（基序 motif 或折 fold 叠）（二）结构域七、球状蛋白质的三级结构的特征要点：八.蛋白质大小的限制九、球状蛋白质的聚集体四级结构 （二）亚基间的结合力：（一）有关四级结构的一些概念（三）四级结构的对称性（四）球蛋白聚合成四级结构的优越性 第六节第六节 蛋白质的变性和折叠蛋白质的变性和折叠一、蛋白质的变性（一）变性概念（二）变性因素 （三）各种变性因素对蛋白质构象的影响（四）变性现象（五）可逆变性和不可逆变性（六）蛋白质变性过程（七）蛋白质的复性（八）变性的预防和利用二、多肽链折叠（一）氨基酸顺序决定蛋白质的三极结构（二）氨基酸顺序决定三级结构的证据（三）肽链按步骤折叠 （四）折叠过程的能量变化 （五）某些蛋白质折叠在其他蛋白质的辅助下进行第七节第七节 蛋白质的功能蛋白质的功能一、肌红蛋白的结构 （一）结构与功能（二）肌红蛋白氧合曲线二、血红蛋白的结构与功能（一）血红蛋白的主要地位（二）血红蛋白的结构（三）血红蛋白对氧的结合四、免疫球蛋白的结构与功能(一) 免疫系统（二）抗原与抗体的一般概念（三）免疫球蛋白的分类（四）免疫球蛋白的结构（五）IgG 的作用 （六）抗体技术五、肌球蛋白和肌动蛋白（一）分布：（二）肌球蛋白（三）肌动蛋白六、蛋白质的结构与功能的进化（一）蛋白质进化的一般规律（二）同源蛋白质进化趋势七、蛋白质构象的特点八、寡聚蛋白与别构效应第八节第八节 蛋白质的重要性质蛋白质的重要性质一、两性解离性质及等电点二、蛋白质胶体性质三、蛋白质的沉淀四、蛋白质的变性与复性五、蛋白质的紫外吸收特性六、蛋白质呈色反应第九节第九节 蛋白质的分离纯化与鉴定蛋白质的分离纯化与鉴定 一、细胞破碎二、提取三、分离 盐析 有机溶剂沉淀 等电点沉淀四、纯化 离子交换层析 凝胶过滤 五、蛋白质分子量的测定与纯度鉴定第四章第四章 酶酶学习要求：学习要求：掌握酶的概念和化学本质；掌握酶活力的概念及影响酶活力的因素；熟悉酶促反应动力学；掌握酶催化机理。了解别构酶、调节酶、同工酶、寡聚酶、诱导酶、多酶体系等酶学概念。理解酶工程的概念及应用。重点及难点：重点及难点：酶活力的概念和影响酶活力的因素；酶促反应动力学及催化机理。学时安排：学时安排：10 学时主要内容：主要内容：第一节第一节 酶通论酶通论一、酶的研究历史二、 酶是生物催化剂（一）酶 （二）酶和一般催化剂的比较（三）酶作为生物催化剂的特性三、酶的化学本质及组成（一）酶化学本质（二）酶的化学组成 （三）单体酶、寡聚酶、多酶复合体四、酶的命名与分类