生物化学研究的
简述生物化学与分子生物学的关系
生物化学与分子生物学是生命科学中两个重要的学科，它们密切相关，但又各自有着不同的研究对象和范畴。
下面将通过对生物化学和分子生物学的定义、研究内容、发展历程以及两者之间的关系进行简述，帮助读者更好地理解这两门学科的内涵和通联。
一、生物化学的定义和研究内容1. 生物化学是研究生物体内化学成分和化学反应的科学，是化学和生物学的交叉学科。
2. 生物化学研究的主要内容包括生物大分子（蛋白质、核酸、多糖和脂类）的结构、性质和功能，生物代谢过程的机理和调控，以及生物体内的营养物质转化和能量代谢等。
二、分子生物学的定义和研究内容1. 分子生物学是研究生物体内生物分子结构和功能的学科，主要关注生命现象的分子机理和调控机制。
2. 分子生物学的研究内容包括基因结构与表达调控、蛋白质合成与功能、细胞信号转导、基因工程技术等。
三、生物化学与分子生物学的关系1. 两者的通联a. 生物化学和分子生物学都是以化学分子为研究对象，关注生物体内的分子结构和功能。
b. 两者在研究方法和手段上有很多相似之处，如核酸和蛋白质的纯化、酶反应的动力学研究等。
c. 生物化学与分子生物学的发展成就也为两者的交叉融合提供了丰富的研究素材和方法。
2. 两者的区别a. 生物化学主要关注生物大分子的结构、性质和代谢途径，侧重于化学反应和能量转化的研究。
b. 分子生物学主要关注生物分子的功能和调控机理，重点在于基因组学、蛋白质组学等高通量数据的挖掘和分析。
四、生物化学与分子生物学的发展历程1. 生物化学的发展历程a. 19世纪末，生物化学作为一个独立的学科逐渐形成，代表人物有梅耶（F. Miescher）等。
b. 20世纪初，生物化学进入蛋白质和酶的研究阶段，代表人物有费尔霍夫（E. Fischer）等。
c. 20世纪中叶以后，生物化学进入生物大分子和代谢途径的研究阶段，代表人物有林纳斯·鲍林（L. Pauling）等。
2. 分子生物学的发展历程a. 20世纪50年代，DNA的双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生，代表人物有沃森（J. Watson）和克里克（F. Crick）等。
生物化学热点课题
生物化学的热点课题有很多，以下提供其中几个：1. 基因编辑技术的研究与应用。
基因编辑技术如CRISPR-Cas9系统，已经成为了生物医学研究的前沿领域。
这项技术可以精确地修改生物体的基因组，为治疗遗传病、癌症、病毒感染等疾病提供了新的可能性。
同时，如何确保基因编辑的安全性，以及如何将基因编辑技术应用于大规模人群中，也是当前的研究热点。
2. 神经生物学的探索。
神经生物学的领域涵盖了许多重要的研究课题，如神经元的放电机制、神经退行性疾病（如帕金森病和阿尔茨海默病）的病理机制、神经信号在大脑中的传递方式等。
这些研究对于理解人类的认知和行为，以及开发治疗神经退行性疾病的新方法具有重要意义。
3. 生物能源的开发。
生物化学在生物能源的开发中发挥着重要作用，尤其是利用微生物进行生物燃料的制造。
如何提高微生物的产能效率，以及如何将微生物发酵产物转化为更稳定、储存效率更高的能源形式，是当前的研究热点。
4. 生物信息学和系统生物学。
随着大数据和人工智能技术的发展，生物信息学和系统生物学成为了生物化学领域的研究热点。
这些方法可以帮助我们从全局角度理解生物系统的复杂性，为疾病的预防和治疗提供新的思路。
5. 绿色生物工艺。
随着环境问题的日益严重，绿色生物工艺成为了生物化学领域的研究热点。
利用微生物进行废物处理和资源化利用，是一种环境友好的生物工艺。
如何提高微生物的降解能力，以及如何将这种工艺应用于大规模环境中，是当前的研究重点。
以上只是部分热点课题，实际上生物化学领域的热点课题还有很多。
这些课题不仅涉及到基础研究，还与人类的健康和环境问题密切相关，具有很高的现实意义。
生物化学重点内容
生物化学重点整理绪论名词解释：1、生物化学：研究生物体内化学分子与化学反应的基础生命科学，从分子水平探讨生命现象的本质。
主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律等。
大题：1、（1）简述生物化学的发展阶段及其成就答：1．叙述生物化学阶段。
主要成就：脂类、糖类及氨基酸的性质的研究；发现了核酸；从血液中分离了血红蛋白；证实了连接相邻氨基酸的肤键的形成；化学合成了简单的多肤；发现酵母发酵可产生醇并产生CO2，酵母发酵过程中存在“可溶性催化剂”，奠定了酶学的基础等。
2．动态生物化学阶段.主要成就：发现人类必需氨基酸、必需脂肪酸及多种维生素；发现多种激素，并将其分离、合成;认识到酶的化学本质是蛋白质，酶晶体制备获得成功；对生物体内主要物质的代谢途径基本确定，包括糖代谢途径的酶促反应过程、脂肪酸—β氧化、尿素合成途径及柠檬酸循环等。
提出ATP循环学说。
3．分子生物学阶段.主要成就:DNA双螺旋结构的发现；DNA克隆技术;基因组学及其他组学的研究.2、（2)简述生物化学研究的主要方面1．生物分子的结构与功能2．物质代谢及其调节：1、物质代谢有序性调节的分子机制.2、细胞信息传递的机制及网络。
3．基因信息传递及其调控第一章蛋白质的结构与功能名词解释：1、肽键：指由一分子氨基酸的α—羧基与另一分子氨基酸的α—氨基经脱水而形成的共价键（—CO-NH—)。
2、氨基酸残基:肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而基团不全的结构。
3、一级结构：在蛋白质分子中，从N一端至C一端的氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构,其主要化学键是肽键，决定其空间结构。
4、二级结构：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。
5、三级结构：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,也就是整所有原子在三维空间的排布位置。
6、亚基：体内许多功能性蛋白质含有2条或2条以上有其完整三级结构的多肽链。
生物化学第四版课后参考答案
1 绪论1.生物化学研究的对象与内容就是什么？解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递与表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.您已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学就是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成与分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种就是蛋白质、核酸、糖与脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键与共价三键,碳还可与氮、氧与氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羰基()、羧基(-COOH)、巯基(-SH)、磷酸基(-PO4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫与磷有着可变的氧化数及氮与氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件就是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C端),蛋白质主链骨架呈"肽单位"重复;核酸的构件就是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′),核酸的主链骨架呈"磷酸-核糖(或脱氧核糖)"重复;构成脂质的构件就是甘油、脂肪酸与胆碱,其非极性烃长链也就是一种重复结构;构成多糖的构件就是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
生物化学简明教程第四版课后答案_张丽萍
1 绪论1．生物化学研究的对象和内容是什么？解答：生物化学主要研究:（1）生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能；（2）生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化；（3）生物遗传信息的储存、传递和表达；（4）生物体新陈代谢的调节与控制。
2．你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示：生物化学是生命科学的基础学科，注意从不同的角度，去理解并运用生物化学的知识。
3．说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答：生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质，即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键，碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基（-NH2）、羟基（-OH）、羰基（）、羧基（-COOH）、巯基（-SH）、磷酸基（-PO4 ）等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状，其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性（N 端→C端）,蛋白质主链骨架呈"肽单位"重复；核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连，核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈"磷酸-核糖（或脱氧核糖）"重复；构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱，其非极性烃长链也是一种重复结构；构成多糖的构件是单糖，单糖间通过糖苷键相连，淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
生物化学研究的主要内容.
• 胆色素代谢 黄疸
• 维生素缺乏 多种（如夜盲症；佝偻病；脚气病）
3.基因的复制、表达及调控
调控机制严密、精细，从时间和空间上控制遗传信息的传 递和基因的表达，使生物体适应环境变化。
4.器官生化
肝脏
血液
学而不厌，诲人不倦。
2.物质代谢、能量代谢及其调节
• 生物体的基本特征是新陈代谢，即机 体与外环境的物质交换及维持内环境的 相对稳定。
同化作用 合成代谢
异化作用 分解代谢
• 正常的物质代谢是正常生命活动的必要条件，
• 物质代谢紊乱则可引起疾病。
• 糖代谢 • 脂代谢
糖尿病 动脉粥样硬化
对症下药 对症制药
• 氨代谢
肝性脑病（资格考试热点题）
第二节 生物化学研究的主要内容
动
植
物 生物学 物
学
学
微生物学化学Βιβλιοθήκη 生物 化生物学
学
1.生物体的物质组成； 2.物质代谢、能量代谢及代谢调节； 3.基因的复制、表达及调控； 4.器官生化。
1.人体的物质组成 构件分子
化学元素
小分子化合物
生物大分子
研究重点： 大分子的结构和功能的关系，特别是蛋白质和核酸
生物化学与分子生物学的区别
生物化学与分子生物学的区别生物化学与分子生物学的区别在于两者的研究对象和研究内容不同。
生物化学主要研究生物体内发生的化学反应和分子结构，关注生命现
象背后的化学基础。
而分子生物学则更侧重于研究生物体内的遗传物
质DNA、RNA以及蛋白质等分子的结构、功能以及相互作用。
生物化学是一门综合性学科，涉及生物学、化学等多个学科的知识。
它主要研究生物体内的化学反应过程，如代谢途径、酶的作用机制等。
生物化学揭示了生命现象的分子基础，解释了生物体内的种种现象和
规律。
生物化学的研究对象包括蛋白质、核酸、酶等生物分子，以及
它们之间的相互作用。
分子生物学则更加聚焦于生物体内的遗传物质和分子机制。
它研究
的主要对象是DNA、RNA以及蛋白质等生物大分子，关注基因的结构和功能，以及蛋白质的合成和调控。
分子生物学通过研究基因表达、
遗传变异等现象，揭示了生物体内遗传信息传递和调控的机制。
总的来说，生物化学和分子生物学虽然有一定的重叠，但在研究对
象和研究内容上存在明显的区别。
生物化学更侧重于生物体内的化学
过程和分子结构，而分子生物学则更专注于遗传物质和分子机制的研究。
两者相辅相成，共同推动着生命科学的发展。
生物化学研究的主要内容
生物化学研究的主要内容有：
1.生物大分子的结构：研究生物体内的大分子，如蛋白质、核酸、
多糖和脂类等的结构、组成和性质。
2.生物分子的代谢：研究生物体内生物分子的代谢途径和反应机
制，包括物质的吸收、转运、合成、降解等过程。
3.生物分子的调节：研究生物体内生物分子的调节机制，包括激
素、酶、受体等的调节作用及其信号转导途径。
4.生物分子的功能：研究生物体内生物分子的功能特性及其在生
命活动中的作用，如酶催化、能量转换、信号传递等。
5.生物化学与疾病：研究生物分子与疾病的关系，探讨疾病的病
因、诊断、治疗和预防等问题。
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•Multicellular organisms •unicellular organisms
•Human egg vs. sperm 1012 cells
•
•(噬菌體)
•
•(菸草鑲嵌病毒) •(腺病毒)
•
•
真核生物細胞的結構 細胞藉由細胞膜與外界隔離，細胞內部結構一 般可分為細胞核與細胞質(cytoplasm)兩部分 ，細胞質包含各種不同功能的次細胞結構，與 細胞核合稱為胞器(organele)：細胞內除了胞 器以外的可溶性部分稱為胞質液(cytosol)。
•
(二) 薄膜層析(Film Chromatography) 此法類似於濾紙層析，但其原理不完全相同。常 用的聚醯胺薄膜層析，使用聚醯胺薄膜代替濾紙 。聚醯胺(polyamide)是一種化學纖維原料，又 叫尼龍(nylon)，把它製成薄膜，比濾紙更均勻， 質地更優越，對被分離物質產生阻力小，層析速 度更快，靈敏度更高。
生物化学研究的
2020年26日星期二
生物化學是一門應用科學，其主要是應用化學 的理論和技術來研究生物，因此，又可稱為生 命的化學(chemistry of life)。
•
1.1 生物化學的涵義 生物化是一門以生物體(包括病毒、微生物、動物 、和人體等)為對象，研究生命本質的科學。 在生物化學的發展中，產生了若干分支。 1.依據研究對象的不同：可分為動物生化 (Anilmail Biochemistry)、植物生化(Plant Biochemistry)和微生物生化(Microbial Biochemistry)等。
(hormone) 等。 4.次級代謝物質(submetabolic substance)：如
抗生素(antibiotic)和生物鹼(alkaloid)等。
•
•第21章 •研究生物
•結束放映
•
•目 錄
21.1 層析法 一、起 源 層析法是俄國植物學家Micheal Tswett (Mikhail Semenovich Tsvett, 1872-1919)於 1906年創建的，最原始的濾紙層析可追溯到西元 前500年。 1944年Consden 描述了濾紙層析法（簡寫PC）， 而且發明了氣－液層析法(GLC)，它是利用裝在 細柱中的吸附劑(absorbent)分離氣體化合物或 易揮發化合物的方法。
•
•第3章 •生物體的基本結構
•---細胞
•結束放映
•
•目 錄
除了病毒以外，目前已知的生物都以細胞作為基 本結構單位。 細胞是一個自給自足的自主單位，但在多細胞生 中，細胞間還會透過協調機制達到分工合作的目 的。依據細胞結構的複雜性，細胞生物可分為 原核生物(prokaryotic cell)，如細菌、藍綠藻等 與 真核生物(eukaryotic cell) ，包括原生動物、動 植物均為真核生物。
•
2.依據生物化學應用領域的不同：分為工業 生化(Animal Biochemistry)、農業生化 (Agricultrue Biochemistry)、醫學生化 (Medicine Biochemistry)、食品生化(Food Biochemistry)等。
•
3.依據生命科學研究領域的不同： 從分子結構探討有機體與免疫的關係，稱為免疫 學或稱免疫生物化學(Immunobiochemistry)； 以生物不同進化階段的化學特徵為研究對象，稱 為進化生物化學(Evolutionary Biochemistry) 或稱比較生物化學(Comparative Biochemistry)；以細胞和組織器官分化的分子 基礎為研究內容，稱為分化生物學 (Biochemistry of Development)等。
•
•7.微小體(Microbody; peroxisome in animal
•具有薄膜的胞器，幫助lysosome 做清除作用
•
•
•植物細胞
•8.葉綠體(Chloroplast)
•綠色植物和藻類才有的胞器 •具有膜狀結構，雙層磷脂質層膜 •內含葉綠餅 (Grana) •功能: •植物進行光合作用(photosynthesis)的場所
•
(三) 薄層層析(Thin-layer Chromatography) 薄層層析（簡稱TLC）是將吸附劑(absorbent) ，如矽膠(silica gel)、矽藻土(hyflow supercal) 、礬土（alumina，即氧化鋁）、纖維素 (cellulose)等粉末塗布在玻璃板或塑膠板上，使 成均勻的薄層，被分離物質在其上進行層析，吸 附劑對不同物質具有不同吸附能力，使各物質得 以分離。現在，已有可反覆使用的薄層層析板之 商品出售，減少自己製備TLC板的麻煩。 與濾紙層析比較，薄層層析具有更高的分辨力、 更快的分離速度和選擇吸附劑的範圍廣等優點。
•
•濾紙層析
•墨水
•水
•酒精
•
•
濾紙層析是以濾紙（層析專用）為支持物，紙纖 維所吸附的水為固定相，以水飽和的有機溶劑為 移動相。將樣品（胺基酸的混合液）點在濾紙上 ，當有機溶劑經過樣品時，混合物中的各種胺基 酸就在有機溶劑和水中分配。
•
各種物質在層析中前進的速率可用Rf值（比移 值），移動率來表示：
•具有單層膜的囊泡狀結構，內含酸性水解酶。PH值<5。 •功能: •分解外來性營養物質 •分解侵入性的有害物質 •分解衰老的胞器
•
•6.核糖體(Ribosome)
•由RNA(核糖核酸)和幾十種蛋白質所構成，外層沒有包膜 •有的游離在細胞質中，有的附在rough ER上 •功能: •細胞內蛋白質合成的場所
•功能: •負責調控細胞的基因 •訊息表現，調節細胞 •代謝、分化與繁殖
•
•3.粒腺體(mitochondia)
•外膜 (outer membrane) •內膜 (inner membrane) •嵴 (cristae): 內膜向內凹陷成嵴 •基質 (matrix)
•功能: • 內膜與基質中散佈著與呼吸作用 •相關的酵素
•
•
•動物細胞
•1.細胞膜(cell m•亦em稱b為ra質n膜e) (plasma membrane)
•包在細胞外面的薄膜，
•由雙層磷脂質層和蛋白質構成
• (phospholipid bilayer)
•功能: 進行細胞內外物質的運輸
•
與訊息傳遞
•
•2.細胞核(nucleus)
•對真核細胞而言，細胞核呈球形。 •核膜 (nuclear membrane) •核仁 (nucleolus) •染色質 (chromatin/ chromosome)
•
1.2 生物化學的研究內容 普通生物化學(Ordinary Biochemistry)或基礎 生物化學(Basic Biochemistry)，內容包括： 1.構成生物有機體的物質基礎 2.生命物質在生物有機體中的運動規律 3.生命物質的結構、功能與生命現象的關係
•
1.3 生物化學與其他生命科學的關係 從1940年以來，生命科學從組織器官及細胞的研 究深入到分子結構的探討，其成就鼓舞並促進了 其他生命科學向分子結構研究邁進。 順應這種發展趨勢，生物學科中的一些分支又互 相交叉衛生出一門嶄新的學科一分子生物學 (Molecular Biology)，其是以生物化學為基礎， 結合了細胞生物學、遺傳學和微生物學的最新研 究而發展成的獨立學科。
•
1.4 生物化學與現代工業和技術的關係 生物化學不僅是一門理論性科學，也是一門重要 的技術性學科。 由於許多酵素被分離純化，已逐步應用於皮革、 紡織、印染、日用化工、釀造等化工工業；蛋白 質(包括酵素)、糖、脂肪、核酸等生命物質的研 完成就及應用，已使傳統食品、醫藥工業發生了 根本性的變化。
•
1970年代以來，在新技術革命中崛起的生物技 術(Biotechnology)是生物化學、分子生物學、 微生物學、遺傳學等生命科學發展的必然產物 。這些學科發展的新成就與現代工業、農業、 醫學實務緊秷結合在一起，開創了一個新的經 濟技術革命的嶄新時代。
•
1.基礎物質(basal substance)：如蛋白質 (protein) 和核酸(nucleic acid)等。
2.能源物質(energy source substance)：如醣 (saccharides)和脂質(lipids)等。
3.活性物質(active substance)：如酶 (enzyme)、維生素(vitamin)和激素
•9.微小體(Microbody; •glyoxysome in plant)
•植物中的微小體，與醣代謝、 •醋酸代謝有關
•
•
•動物細胞
•
原核生物細胞結構 原核細胞最典型的特徵是沒有核膜，因此沒有 明顯的細胞核。除了核糖體外，沒有其他胞器 。表面具有鞭毛(flagella)和纖毛(cilia)，鞭毛 由鞭毛蛋白(flagellin)的蛋白質構成。具有運動 的功能。纖毛能幫助細菌吸附在其他表面。
•
•5.高基氏體(Golgi complex apparatus)
•聚集、濃縮與儲存新合成蛋白質的囊泡狀結構， •其形狀可變為顆粒狀、囊泡狀、桿狀及其他形狀。 •功能: •與ER緊密相關，可將ER的蛋白質進一步進行蛋白質 •修飾及加工，以便使蛋白質送至到細胞內外的目的地。
•
•5.溶酶體(lysosome)
•
沒有生物化學對大分子(核酸和蛋白質)結構與功 能的闡明，沒有遺傳密碼(genetic code)以及訊 息傳遞途徑的發現，就沒有今天的分子生物學與 分子遺傳學；沒有生物化學對限制性核酸內切脢 (restriction endonuclease)的發現及純化，也 就沒有今天的生物工程(Biotechnology)。可見 ，生物化學與各門生物學科的關係是非常密切的 。
•
層析法(chromatography)主要是利用欲分離之 樣品中各組成成分間化學性質或物理性質的差異 ，使各成分以不同程度分布在兩種介質（又稱為 相(phase)）中。這兩個相中的一個被固定在一 定的支持物上，稱為固定相或靜相(stationary phase)；另一個是移動的，稱為移動相或動相 (mobile phase)。固定相可以是固體或液體，移 動相可以是液體或氣體。