1、生 物 化 学【课程说明】课程总学时 36 1课程类别生物化学是一门研究生命现象的化学本质的学科，其目标是在分子水平上探讨构成生物体的基本物质的结构、性质和功能。 虽然，生物化学与有机化学、物理化学、分析化学等有着密切的联系， 但是作为化学专业的选修课，是以一门独立的学科出现，既与化学各专业课有紧密地联系，又有其独特的研究对象和方法。2课程教学目标与要求本课程主要向学生传授生物体的化学组成、 结构及功能；物质代谢及其调控；遗传信息的贮存、传递与表达； 细胞间信息传递等生命科学内容。从生物化学和分子生物学不断发展与其应用范围日益扩大的实际考虑， 根据国家教委对生物工程专业教学要求的精神，为密切结
2、合教学需要， 本课程参考现行学时数主要介绍和要求学生掌握以下几方面内容：（1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系；（2）物质代谢(包括糖类、脂类及蛋白质)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径，生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律；（3）阐明遗传信息的传递。3参考教材与参考书目教材：周爱儒，查锡良等主编，生物化学人民卫生出版社，第五版。参考教材：王境岩主编生物化学上下册，高等教育出版社，第三版。郑集等主编，生物化学，高等教育出版社，第三版。罗盛纪等主编，生物化学简明教程，高等教育出版社，第三版。Albert L.
3、et al.,Principles of biochemistry, W. H. Freeman, 4th edition4课程教学重点与难点本课程的教学重点与难点为以下三个方面：（1）生物大分子(包括蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系；（2）物质代谢(包括糖类、脂类及蛋白质)的代谢变化，重点阐述主要代谢途径,生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律；（3）阐明遗传信息的传递，包括 DNA 复制、RNA 转录、翻译等。5课程教学方法与手段本课程采用课堂教授、讨论、多媒体教学等多种手段开展教学。绪论（1 学时）【教学目标】了解生物
4、化学学科的研究内容和主要研究方法， 理解生物化学与化学之间的紧密联系，体会本学科特点。第一章 蛋白质的结构与功能（8 学时）【教学目标】掌握氨基酸的分类、结构和一些重要的化学反应以及一些分析方法。掌握蛋白质的结构概念。掌握蛋白质的结构与功能关系。学习蛋白质的性质、蛋白质的分离、纯化与测定方法。【教学内容】引言 蛋白质概述蛋白质的元素组成、蛋白质的氨基酸组成第一节 蛋白质的基本结构单位：氨基酸蛋白质氨基酸（基本氨基酸 20 种、稀有氨基酸）与非蛋白质氨基酸一、 蛋白质氨基酸（20 种基本氨基酸）的一般结构特点及其分类1、 结构通式2、 按 R 基的极性分类：非极性 R 基氨基酸、极性不带电荷 R
5、 基氨基酸、生理条件下带正电荷 R 基氨基酸、生理条件下带负电荷 R 基氨基酸；20 种基本氨基酸的结构、缩写符号。3、 从营养学角度分类：必需氨基酸、非必需氨基酸二、 氨基酸的理化性质1、 氨基酸的一般性质2、 氨基酸的两性性质及等电点3、 氨基酸的氨基、羧基和侧链参与的反应第二节 蛋白质的结构一、 蛋白质的一级结构一级结构的概念、肽键和肽链，一级结构的研究方法二、 蛋白质的二级结构和超二级结构1、 二级结构的概念和主要类型2、 超二级结构概念三、 蛋白质的三级结构1、 三级结构的概念2、 三级结构的作用力四、 蛋白质的四级结构四级结构的概念；亚基、原体、单体蛋白、寡聚蛋白的概念第三节 蛋白
6、质分子结构与功能的关系一、 蛋白质一级结构与功能的关系二、 蛋白质的空间结构与功能的关系第四节 蛋白质的重要性质一、 蛋白质的两性性质、等电点与电泳二、 蛋白和紫外吸收性质三、 蛋白质的胶体性质四、 蛋白质的沉淀盐析与盐溶、有机溶剂沉淀、重金属盐沉淀、生物碱试剂与某些酸类试剂沉淀、加热沉淀五、 蛋白质的变性与复性变性的概念、变性蛋白的特点六、 蛋白质的呈色反应第五节 蛋白质的分离纯化和测定一、 蛋白质的分离纯化的原则二、 蛋白质的分离纯化的主要方法三、 蛋白质的分子量和含量的检测【教学重点】蛋白质的分子结构、重要性质及结构与功能的关系。为进一步学习酶和信息代谢奠定基础。第二章 核酸化学（4 学
7、时）【教学目标】掌握主要的嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸的结构。理解 DNA 和 RNA 在组成、结构和功能上的差异。 掌握 DNA 双螺旋模型的要点，以及模型在生物学上的意义。 弄清楚 DNA 超螺旋形成过程和特点。 了解几种类型 RNA 结构特征。 了解核酸变性和复性时反映在光谱学上的变化，以及核酸杂化原理。【教学内容】引言 核酸概述一、 核酸的种类和分布二、 核酸的生物学功能第一节 核酸的化学组成一、 碱基二、 戊糖三、 磷酸四、 核苷五、 核苷酸六、磷酸二酯键与多核苷酸第二节 核酸的分子结构一、 DNA 的分子结构1、 DNA 的一级结构脱氧核苷酸之间的连接方式、多聚脱氧核苷酸链的方向性、一
8、级结构的表示方法2、 DNA 的二级结构Watson 和 Crick DNA 双螺旋(B-型)模型提出的依据及基本特点、双螺旋结构稳定的因素、双螺旋结构的其他类型、三链 DNA3、 DNA 的三级结构DNA 的超螺旋结构，及拓扑结构。二、 RNA 的种类和结构1、 tRNA 的分子结构：一级、二级、三级结构特点2、 mRNA 的分子结构：真核生物与原核生物 mRNA 结构的区别3、 rRNA 的分子结构第四节 核酸的理化性质一、 DNA 的变性与复性二、 核酸的杂交及应用三、 核酸酶的特异性和水解作用四、 DNA 一级结构与 DNA 的化学合成第五节 DNA 超螺旋和染色体结构一、 DNA 的
9、超螺旋状态二、 DNA 在体内的包装三、 染色质的概念及其结构【教学重点】DNA 的分子结构和核酸的主要理化性质，为进一步学习核酸的代谢奠定基础。第三章 酶与维生素（6 学时）【教学目标】了解酶的分类和命名，酶与一般催化剂的异同 掌握一些概念：活化能、活性中心、反应初速度、比活性、Km、酶原、别构酶、同功酶、竞争性抑制与某些药物的作用机理、非竞争性抑制、最适 pH 等 了解米式方程的推导过程和假设的前题条件 影响酶促反应的各种因素了解和掌握一些主要的水溶性维生素的名称、结构、生理作用和它们的辅酶形式。了解 4 种脂溶性维生素的生理作用【教学内容】第一节 酶的概念、化学本质及作用特点一、酶的概念
10、酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，但”Ribozyme”的化学本质是 RNA二、酶的作用特点1、 酶和一般催化剂的共同特点2、 酶作为生物催化剂的特点：酶的催化效率高；酶对底物具有高度的专一性结构专一性绝对专一性、相对专一性（键专一性、基团专一性）、立体异构专一性（旋光异构专一性、几何异构专一性、潜手性专一性）；酶易失活，要求温和的反应条件；酶的活性可调节；酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关第二节 酶的命名及分类一、酶的命名1、 习惯命名法2、 国际系统命名法二、酶的分类1、 国际系统分类法与酶的标码2、 根据酶的组成分类：简单蛋白酶、结合蛋白酶；酶蛋白、全酶、辅酶、辅基的概念3、 根据酶
11、的分子特点分类：单体酶、寡聚酶、多酶体系第四节 酶的作用机理一、 酶的活性中心1、 酶活性中心的概念： 2、 酶活性中心的功能部位：催化部位、结合部位3、 酶活性中心的特点4、 必需基团二、 酶原及酶原的激活1、 酶原的概念2、酶原的激活三 酶作用的高效性机制1、 酶作用的专一性机制 2、 酶反应的过渡态学说3、 邻近效应与定向效应4、 应变效应5、 酸碱催化6、 共价催化7、 酶活性中心是低介电区域第五节 影响酶促反应速度的因素一、酶反应速度与酶活力二、底物浓度对酶反应速度的影响 三、酶浓度对酶反应速度的影响 四、温度对酶反应速度的影响五、pH 对酶反应速度的影响六、激活剂对酶反应速度的影响
12、七、抑制剂对酶反应速度的影响，抑制剂与药物的关系。第六节 别构酶与同工酶一、 别构酶及其催化特性二、 同工酶及其作用机制第七节 酶的分离纯化与活力测定一、 酶的分离纯化二、 酶的活力与测定第八节 维生素与辅酶一、 维生素的概念、分类二、 几种重要辅酶（辅基）的结构与功能NAD 和 NADP、FMN 和 FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶 A、生物素、四氢叶酸、钴胺素、维生素 C、硫辛酸【教学重点】酶的作用机理；影响酶促反应速度的因素。较系统地掌握酶的一般知识，为学习物质代谢奠定基础。第四章 糖代谢(4 学时)【教学目标】掌握一些基本概念：酵解，发酵，底物水平磷酸化，致死合成，巴斯德效应 熟
13、悉酵解途径中的各步酶促反应以及与发酵途径的区别 熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应，以及各步反应酶的作用特点会分析和计算酵解和柠檬酸循环中产生的能量，以及底物分子标记碳的去向。了解戊糖磷酸途径的生物学意义：提供核糖-5-磷酸和 NADPH。 了解糖代谢的次要途径葡萄糖醛酸途径可以生成糖醛酸和抗坏血酸（人除外） 了解酵解和糖异生途径是有分有合的，要记住乙酰 CoA 不能净合成糖的（植物除外）【教学内容】第一节 生物体内的糖类（简介）第二节 双糖和多糖的酶促降解一、 蔗糖的水解二、 淀粉的降解1、 淀粉的水解2、 淀粉的磷酸解第三节 糖酵解一、 糖酵解的概念二、 糖酵解的历程：细胞定位、反应历程三
14、、 糖酵解中产生的能量四、 糖酵解的生物学意义五、 糖酵解的调控六、 丙酮酸的去处1、有氧条件下：彻底氧化2、无氧条件下：乳酸发酵、乙醇发酵第四节 三羧酸循环一、 丙酮酸氧化为乙酰辅酶 A：E.coli 丙酮酸脱氢酶多酶复合体的结构及其作用机理二、 三羧酸循环的历程：细胞定位、反应历程三、 三羧酸循环能量的产生及特点四、 三羧酸循环的回补反应五、 三羧酸循环的调控六、 三羧酸循环的生物学意义第五节 磷酸戊糖途径一、 磷酸戊糖途径的细胞定位及反应历程二、 磷酸戊糖途径的生物学意义三、 磷酸戊糖途径的调控第六节 单糖的生物合成一、 糖异生作用的概念二、 糖异生途径的反应历程第七节 糖原的合成与分解
15、一、 糖原的合成二、糖原的分解【教学重点】糖酵解、三羧酸循环的反应历程及生物学意义；磷酸戊糖途径的特点及生物学意义；糖原的合成与分解，明确生物体内糖代谢的基本途径。第五章 脂类的分解和合成代谢（4 学时）【教学目标】重点掌握脂肪酸 氧化过程，参与反应的酶、辅基和辅酶会计算饱和、不饱和脂肪酸经 氧化，柠檬酸循环和氧化磷酸化彻底氧化为 CO2 和水所产生的能量 了解酮体生成的部位、生成过程及危害 了解脂肪酸合成的过程以及与脂肪酸分解过程的主要差别 了解甘油磷脂以及胆固醇生物合成的基本途径【教学内容】第一节 脂肪的分解代谢一、 脂肪的酶促水解二、 甘油的氧化分解与转化三、 脂肪酸的氧化分解1、 饱和
16、脂肪酸的氧化脂肪酸的 -氧化：概念；反应历程；能量计算脂肪酸的 -氧化脂肪酸的 -氧化2、 不饱和脂肪酸的氧化四、 乙醛酸循环乙醛酸循环的反应历程、部位、生物学意义第二节 脂肪的生物合成一、 甘油的生物合成二、 脂肪酸的生物合成1、 饱和脂肪酸的从头合成乙酰辅酶 A 的来源及转运；丙二酰单酰辅酶 A 的形成；脂肪酸合酶系统；从头合成的反应历程；从头合成与 -氧化的比较2、 脂肪酸碳链的延长内质网上的延长；线粒体内的延长3、 不饱和脂肪酸的合成需氧途径；厌氧途径；多烯脂酸的合成三、 三酰甘油的生物合成第三节 类脂代谢（简介）一、 甘油磷脂的降解与生物合成二、 糖脂的生物合成三、 胆固醇的生物合成
17、【教学重点】脂肪酸的 -氧化与从头合成，明确糖代谢与脂代谢的关系。第六章 蛋白质和氨基酸代谢（2 学时）【教学目标】掌握一些主要的概念：转氨作用，氧化脱氨，鸟氨酸循环，生酮和生糖氨基酸，固氮作用；熟悉鸟氨酸循环发生的部位，循环中的各步酶促反应，尿素氮的来源； 了解氨基酸碳骨架的氧化途径，特别是与代谢中心途径（酵解和柠檬酸循环）的关系，以及一些氨基酸代谢中酶的缺损引起的遗传病； 了解非必需氨基酸和必需氨基酸合成的基本过程。【教学内容】第一节 蛋白质的酶促降解一、 肽酶二、 蛋白酶第二节 氨基酸的降解和转化一、 脱氨基作用氧化脱氨基、非氧化脱氨基、转氨基作用、联合脱氨基作用、脱酰胺基作用二、 脱羧
18、基作用直接脱羧基作用、羟化脱羧基作用三、 氨基酸分解产物的去向1、 -酮酸的去向2、 产物 NH3 的去向(尿素的生成与尿素循环)第三节 氨同化和氨基酸的生物合成一、 氨同化1、 谷氨酸合成途径：谷氨酸脱氢酶催化；谷氨酰胺合成酶与谷氨酸合成酶共同催化2、 氨甲酰磷酸的生成：氨甲酰激酶催化；氨甲酰磷酸合成酶催化二、 氨基酸的生物合成1、 转氨作用：由 -酮戊二酸氨基化合成谷氨酸；氨基酸相互转化2、 个别氨基酸的合成：丙氨酸族；丝氨酸族；天冬氨酸族；谷氨酸族；组氨酸和芳香氨基酸族【教学重点】氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成，明确碳代谢与氮代谢之间的关系。第七章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢
19、（2 学时）【教学目标】熟悉嘌呤环和嘧啶环上各个原子的来源了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的过程以及最初产物。二者合成途径的差异 了解核苷酸补救合成途径的重要意义 了解核苷酸降解的过程和终产物，尿酸堆积引起的疾病和治疗方法【教学内容】第一节 核酸的酶促降解一、 核酸外切酶二、 核酸内切酶第二节 核苷酸的生物降解一、 核苷酸的降解二、 嘌呤的降解三、 嘧啶的降解第三节 核苷酸的生物合成一、 核糖核苷酸的合成1、 嘌呤核苷酸的合成：从头合成途径；补救途径2、 嘧啶核苷酸的合成：从头合成途径；补救途径二、 脱氧核糖核苷酸的合成1、 核糖核苷酸的还原2、 补救途径三、 核苷酸转变为核苷二磷酸和核苷三
20、磷酸【教学重点】核酸的酶促降解及核苷酸的合成第八章 遗传信息的传递（6 学时）【教学目标】掌握一些基本概念：中心法则，半保留复制，前导链，滞后链，复制叉，不连续复制，冈崎片段了解几类 DNA 聚合酶的催化特点，DNA 复制的一般过程，以及原核细胞和真核细胞 DNA 合成的异同，逆转录酶催化 cDNA 的合成特点 了解 DNA 损伤和几种修复的机制 了解 PCR 有选择扩增 DNA 的原理了解 RNA 合成涉及的起始、延伸和终止三个过程，一些抗生素对合成的抑制作用了解大多数 RNA 剪接机制，特别是几类自我剪接机制，掌握核酶的概念【教学内容】引言 遗传信息的概念及中心法则第一节 DNA 的复制一、 DNA 聚合酶的性质二、 原核生物的 DNA 复制三、 真核生物的 DNA 复制第二节 转录与加工一、 RNA 聚合酶二、 原核生物的转录机制三、 真核生物的转录机制四、 真核生物的前体 mRNA 的加工第三节 蛋白质的生物合成一、 核糖体二、 遗传密码三、 与翻译相关的重要蛋白质因子四、蛋白质生物合成的机制 【教学重点】蛋白质生物合成过程，明确其特点及与核酸的关系。
