生物化学绪论5学习PPT教案.pptx

生物化学生物化学的概念及研究内容
生物化学的发展历史
生物化学与相关学科的关系
生物分子概述一、生物化学的概念及研究内容化学成分复杂但条理性很强:
生物用少数几种生物元素(C、H、O、N、S、P)构成很多种生物小分子，如氨基酸、核苷酸、单糖等;再由生物小分子构成复杂的生物大分子（合称生物分子）
atoms→molecules→biopolymers→organelles→cells→tissues→organs→organsystems→individuals→populations→thebiosphere
能从环境中吸收、转化和利用能量（新陈代谢）
能自我繁殖
生物化学是阐明生物分子是如何相互作用而形成复杂而高效的生命现象的科学。
生物化学是一门运用化学的原理和方法研究生命现象的本质，揭示生命奥秘的科学。
简单地说生物化学就是生命的化学。①研究构成生物体的分子基础生物分子的化学组成、结构、性质和功能。
②研究生物分子在生命活动中的变化规律（物质代谢、能量代谢）

二、生物化学的发展历史静态生物化学阶段：萌芽时期(18世纪下半叶-20世纪初）
这一时期生物化学主要依附于有机化学，研究不深入，只是对生物体的物质组成、性质、含量有所了解（比如从生物体中分离到甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸、酒石酸等）。

动态生物化学阶段：奠基时期(20世纪初-1950年)
由于分析鉴定技术的进步，尤其是放射性同位素示踪技术的应用，生物化学进入深入发展时期。
科学家对生物物质代谢进行了广泛深入的研究，基本阐明:
（1）酶的化学本质
（2）与能量代谢有关的物质代谢途径
机能生物化学阶段：大发展时期（1950-）
科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术（电镜、超离心、色谱、电泳等）的不断改进，使得对生物大分子结构及功能的研究也更加深入。
50年代以后生物化学迅猛发展，每年的诺贝尔生理学/医学奖和化学奖的大部分奖项都是与生物化学领域相关的。
美国、法国、德国、英国在近代生物化学发展史贡献突出。
在21世纪，生物化学将在分子、细胞等水平上利用多学科手段交叉渗透，对核酸、蛋白质和基因组、核糖体、生物膜等大分子体系，以及免疫、遗传、发育、衰老、死亡等重大生命现象进行综合深入的研究，为社会的发展带来深刻的影响。三、生物化学与相关学科的关系生物化学的应用应用生物农药对病虫害和杂草进行防治。减少化学污染，保持生态平衡。
如利用微生物做杀虫剂，应用最广的是用苏云金杆菌杀毛虫。当这种细菌在叶的表面形成芽孢后，产生一种蛋白结晶，食用叶片后，幼虫肠中的蛋白酶把这些结晶转变成有毒的肽类，使毛虫死亡。此法可将多种有害昆虫消灭在幼虫阶段，效果好，且只专一作用于昆虫幼虫，毒性小。但成本比化学杀虫剂高。

四、生物分子概述自然界所有的生物体都由三类物质组成：
水、无机离子、生物分子

生物分子泛指生物体特有的各类分子，它们都是有机物。生物分子是生物体和生命现象的物质基础。
典型的细胞含有一万到十万种生物分子。
其中近半数是小分子，分子量一般在500以下,如维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。
其余都是某些生物小分子的聚合物，分子量很大，一般在一万以上，有的高达1012，因而称为生物大分子，如多糖、脂、核酸和蛋白质。1、碳架是生物分子结构的基础生物分子碳架的大小组成不一，几何形状结构多样（线形、分支形、环形、饱和、不饱和）。

变化多端的碳架与种类有限的官能团，共同组成形形色色的生物分子的低层次结构--生物小分子。2、生物分子有复杂的异构现象结构异构由官能团位置不同产生的位置异构，如α-丙氨酸和β-丙氨酸;

由官能团不同而产生的官能团异构。如丙醛糖和丙酮糖。
立体异构顺反异构手性碳原子引起。
1个手性碳原子上相连的各原子或基团的空间排布有两种，互为镜像，称为对映体。对映异构体化学性质几乎完全相同，但使偏振光的平面旋转相反地方向，但角度相同。具有n个手性碳原子的分子，有2n个立体异构体构象异构生物大分子在众多可能构象中通常表现有限数量的稳定构象.e.g.,不同的立体异构体可以引起人不同的味觉和嗅觉反应3、生物分子中的作用力非共价作用力氢键范德华力范德华力的本质是偶极子之间的静电相互作用力，包括定向力、诱导力和色散力。
极性基团或分子是永久偶极，它们之间的作用力称为定向力。
非极性基团或分子在永久偶极子的诱导下可以形成诱导偶极子，这两种偶极子之间的作用力称为诱导力。
非极性基团或分子，由于电子相对于原子核的波动，而形成的瞬间偶极子之间的作用力称为色散力。
范德华力比氢键弱得多，但如果两个分子表面几何形态互补，由于许多原子协同作用，范德华力就能成为分子间有效引力。范德华力对生物多层次结构的形成和分子的相互识别与结合有重要意义。静电作用