生物竞赛-生物化学-00引言和绪论-杨荣武《生物化学原理(一)》(27张PPT)
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2019生物竞赛-生物化学-15糖类-杨荣武《生物化学原理(一)》(59张PPT)全文
第十五章 糖类
提纲
一、单糖 单糖的命名和缩写 单糖的旋光异构 单糖的环状结构和异头物 单糖的构象 单糖的衍生物 单糖的性质 几种生化上重要的单糖 二、寡糖 三、多糖 贮能多糖 结构多糖 糖缀合物
糖类的命名
糖类也称为碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮以及它们的缩合物和某些衍生物。含有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。根据聚合度的不同，糖类可以分为单糖、寡糖和多糖。
葡萄糖的椅式构象和船式构象
单糖的衍生物
在特定的酶催化下，单糖在体内可进行各种修饰反应而形成一系列衍生物。常见的衍生物包括：氨基糖；氧化糖；脱氧糖；糖醇；糖苷。
单糖的反应性质
D-葡萄糖和D-半乳糖的变旋
酮糖和醛糖的互变
葡萄糖的还原
碱性条件的弱氧化
强酸对糖类的氧化
葡萄糖在酶催化下的氧化
直链淀粉和支链淀粉的化学结构
淀粉的碘反应
右旋糖酐
是一种主要以α-1,6糖苷键相连的分支多糖，通常存在于酵母和细菌中，其重复的二糖单位主要是异麦芽糖，分支点可能是1→2,1→3或1→4糖苷键。生长在牙齿表面的细菌产生的右旋糖酐是牙菌斑或菌斑的重要成分。细菌产生的右旋糖酐经常在实验室中被用作层析柱的支持介质.
常见二糖的名称和结构
多糖
由多个单糖分子缩合而成，其中由相同的单糖分子组成的多糖称为同多糖，含有不同种单糖单位的多糖称为杂多糖。多糖中最常见的单糖是D-葡萄糖，某些单糖的衍生物也出现在某些多糖分子之中。 单糖单位之间的连接方式即糖苷键的类型直接与多糖的机械强度和溶解性质有关。往往以α-1,4糖苷键相连的多糖比较软，在水里有一定的溶解度，而以β-1,4糖苷键相连的多糖比较硬，不溶于水。 与蛋白质不同，组成多糖的单糖单位的数目不是固定的，因此，多糖无确定的相对分子质量。与单糖相比，多糖无变旋现象和还原性，无甜味。 按照功能的不同，多糖可分为贮能多糖和结构多糖
杨荣武生物化学原理-南京大学-生物氧化ppt课件
化学渗透学说图解
支持化学渗透学说的主要的证据
（1）氧化磷酸化的进行需要完整的线粒体内膜的存在。 （2）使用精确的pH计可以检测到跨线粒体内膜的质子梯
度存在。据测定，一个呼吸活跃的线粒体的膜间隙的 pH要比其基质的pH低0.75个单位。 （3）破坏质子驱动力的化学试剂能够抑制ATP的合成。 （4）从线粒体内膜纯化得到一种酶能够直接利用质子梯 度合成ATP，此酶称为F1F0-ATP合酶。 （5）人工建立的跨线粒体内膜的质子梯度也可驱动ATP 的合成
✓ 根据在有氧环境下氧化反应达到平衡时各电子传递体的 还原程度来确定
✓ 使用特异性呼吸链抑制剂和人工电子受体 ✓ 呼吸链的拆分和重组
呼吸链各组分的标准氧化还原电位
在有氧条件下，线粒体中TCA循环反应达到平衡时，呼吸链中 各组分的还原程度
电子传递体 还原程度(%)
辅酶I 53
黄素蛋白 细胞色素b
20
氧化磷酸化
• 呼吸链的主要功能是产生能量货币ATP。当电子沿着 呼吸链向下游传递的时候总伴随着自由能的释放，释 放的自由能有很大一部分用来驱动ATP的合成，这种 与电子传递偶联在一起的合成ATP方式（ADP被磷酸 化）被称为氧化磷酸化。
氧化磷酸化的偶联机制
☻ 化学偶联假说 ☻ 构象偶联假说 ☺ 化学渗透学说
OH ∣
CuB+
H+
e-
H2O
目录
复合体
细胞色素 血红素
aa3
a
b
b
c
c
c1
c
几种细胞色素的性质比较
线粒体内膜上的定位
辅基与蛋白质的连接方式
跨膜蛋白 跨膜蛋白 水溶性的外周蛋白 （膜间隙一侧） 跨膜蛋白
《生物化学》绪论 ppt课件
❖ 1950年，Pauling提出蛋白质二级结构的a-螺旋
❖ 1953年，Watson & Crick提出了DNA的双螺旋模型
❖ 1958年，Crick提出“中心法则”
❖ 1953及1975年，Sanger分别研究出蛋白质序列和核酸序列 的测定方法
❖ 1961年，Jacob & Monod 提出了操纵子学说
或者说
• 生物化学就是研究生命现象中的物质基础和化 学变化的一门科学。
更简单地说
• 生物化学就是研究生命现象的化学本质。
• 生物化学就是生命的化学。
PPT课件
6
一、生物化学研究发展史
静态生物化学时期（18世纪中叶至19 世纪末）
动态生物化学时期（20世纪上叶） 分子生物学时期（20世纪中叶以来）
PPT课件
14
第三阶段
20世纪中叶以来，借助于各种理化技术，对蛋白 质、酶、核酸等生物大分子进行化学组成、序列、 空间结构及其生物学功能的研究，并发展到人工 合成，创立了基因工程。
❖ 1973年，基因重组技术建立.(美)
❖ 1980年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列 得方法，获1980年诺贝尔化学奖。
❖ 30年代，陆续得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶， 从而进一步证明酶是蛋白质
PPT课件
11
第二阶段
从20世纪初到20世纪40年代，随着分析鉴定技术 的进步，尤其是放射性同位素技术的应用，生物 化学进入动态生物化学的时期。
❖ 30年代，英生化学家A.Krebs提出尿素循环和三羧酸循环
❖ 40年代，能量代谢的提出为生物能学的发展奠定了基础
的复制，转录（RNA合成），翻译（蛋白质合成）和基因
生物化学课件下载-绪论(ppt)PPT课件
Human Genome Mapping
第一课件网在线网站
2020年10月2日
6
二、生物化学研究的主要内容
（一）生物化学的研究对象
所有的生物体
——人体生物பைடு நூலகம்学
——动物生物化学 ——植物生物化学 ——微生物生物化学
2020年10月2日
7
二、生物化学研究的主要内容
（二）生物化学的研究内容
1. 生物体物质的基本组成、化学性质及其 功能；
2020年10月2日
3
第一章 绪论
introduction
2020年10月2日
4
一、生物化学发展简史
1903年Neuberg提出“生物化学”一词
静态生物化学
动态生物化学
机能生物化学
2020年10月2日
5
一、生物化学发展简史
20世纪50年代以来，分子生物学迅速发展：
1953 J.Watson F.Crick DNA double helix
2020年10月2日
11
演讲完毕，谢谢观看！
Thank you for reading! In order to facilitate learning and use, the content of this document can be modified, adjusted and printed at will after downloading. Welcome to download!
1966 R. W. Holley et al interpretation of the
genetic code
1991 USA 1997 L. Wilmut et.al 2001 USA, UK, France, Germany, Japan and China
第一课件网在线网站
2020年10月2日
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二、生物化学研究的主要内容
（一）生物化学的研究对象
所有的生物体
——人体生物பைடு நூலகம்学
——动物生物化学 ——植物生物化学 ——微生物生物化学
2020年10月2日
7
二、生物化学研究的主要内容
（二）生物化学的研究内容
1. 生物体物质的基本组成、化学性质及其 功能；
2020年10月2日
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第一章 绪论
introduction
2020年10月2日
4
一、生物化学发展简史
1903年Neuberg提出“生物化学”一词
静态生物化学
动态生物化学
机能生物化学
2020年10月2日
5
一、生物化学发展简史
20世纪50年代以来，分子生物学迅速发展：
1953 J.Watson F.Crick DNA double helix
2020年10月2日
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演讲完毕，谢谢观看！
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1966 R. W. Holley et al interpretation of the
genetic code
1991 USA 1997 L. Wilmut et.al 2001 USA, UK, France, Germany, Japan and China
生物化学--绪论 ppt课件
生物化学的研究目的是从分子水平阐明各种生命现象的化 学基础，其任务是为诊断、预防和治疗疾病，提高人类健 康水平提供理论基础。
5
四、生物化学的学习目标
学习生物化学在于掌握、熟悉和了解人体化学物 质组成、新陈代谢的基础理论和基本知识；掌握 基本的生物化学实验技能，培养、提高运用生物 化学基本理论与知识，分析问题、解决问题的能 力 。在医 学教学 环节中 ，为后 续医学 基础课 程 （如病理学、药理学等）和其他临床医学、护理 专业课程打下必需的学习基础。
10
第三节 生物化学发展史简介
中国：古代4200年前已开始造酒、酿醋、做豆腐。 18世纪下半叶，居住瑞典的德国药师舍勒 (K．Scheele)首次从动植物 材料中，分离出乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、尿酸和甘油等。
1785年，法国学者拉瓦锡(A.L．Lavoisier)提出呼吸的本质是有机物 在体内的氧化作用。这一发现被视为生物氧化研究的开端。
消化系统 器官（肝脏）
窦状小管
肝细胞
细胞核
分子（DNA）
3
二、生物化学的研究对象
生物化学以生物（植物、动 物、微生物）为研究对象， 是现代生物科学的一个重要 分支，在医学科学中，以人 体为研究对象，称为医学生 物化学。
动物细胞
粗糙性 内质网
核糖体 原生质膜
植物细胞
4
原核细胞
细胞壁
三、生物化学的目的和任务
• 20世纪初期，费歇(E．Fischer)在发现缬氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸之后，又用
化学方法合成了18个氨基酸的多肽。E.菲舍尔首次测定了糖和氨基酸的分子结构， 确定糖分子构型，指出肽键是蛋白质的主要化学键。 • 1926年，J.B.萨姆纳提取制备了脲酶（urease）结晶，首次证明酶是蛋白质。 • 1929年，美国塞鲁斯·费斯克（Cyrus H.Fiske）、耶拉普拉伽达·苏巴罗夫 （Yellapragada Subbarow）和德国的卡尔·罗曼（Karl Lohman）分别发现了腺 苷三磷酸（adenosine triphosphate,ATP）。 • 1930年，约翰·诺尔瑟普（John H.Northrop）（1946年诺贝尔奖）连续结晶了 多种水解蛋白质的酶，制备了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶，酶结晶获得成功。酶制 备为体外酶学研究提供重要手段，结合X线衍射分析及多肽成分分析，确立了酶 的化学本质是蛋白质。 • 1931年，中国生物化学家吴宪等在血液分析方面，创立了血滤液的制备及血糖 的测定等方法，并在蛋白质的研究中，首次提出了蛋白质变性的概念。
2019生物竞赛-生物化学-07核酸的性质及研究方法-杨荣武《生物化学原理(一)》
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
第七章 核酸的性质 及研究方法
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
提要
一、核酸的理化性质 二、核酸研究的技术和方法
1. 核酸的化学合成 2. 核酸的分离、纯化和定量
三、核酸一级结构的测定
原理：ddNTP参入可导致DNA复制的末端终止 步骤：
进行四组平行反应 每一组反应混合物含有四种ddNTP 每一组反应含有一种少量的ddNTP 在多数情况下，聚合酶使用正常的核苷酸，DNA合成正常延伸 有时，聚合酶使用ddNTP，而导致末端终止 每一组反应中ddNTP的随机插入留下一系列长度不等的以该双 脱氧核苷酸结尾的DNA链。 对每一组反应混合物走凝胶电泳 片段越短，走的越快，就越靠近凝胶的底部 从凝胶的底部向上读出序列 将读出的序列转化成互补链的序列
1. DNA一级结构的测定 2. RNA一级结构的测定
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
核酸的理化性质
1. 2. 3. 4.
紫外吸收 酸碱解离 变性 复性和杂交
DNA的变性和复性
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
变性
定义：是指核酸受到加热、极端的pH或离子强度降 低等因素或特殊的化学试剂的作用，其双螺旋区的 氢键断裂，变成单链的过程。其中并不涉及共价键 断裂。 表征：核酸在变性时，紫外吸收和浮力密度升高， 黏度降低，生物活性（主要是RNA）不变、降低或 丧失，其中紫外吸收增加的现象称为增色效应。 Tm：双链DNA热变性是在很窄的温度内发生的，与 晶体在熔点时突然熔化的情形相似，因此DNA也具 有“熔点”，用Tm表示。Tm实际是DNA的双螺旋 有一半发生热变性时相应的温度。 DNA的Tm值受到DNA的均一性、G-C含量、离子强 度和特殊的化学试剂的影响。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
第七章 核酸的性质 及研究方法
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
提要
一、核酸的理化性质 二、核酸研究的技术和方法
1. 核酸的化学合成 2. 核酸的分离、纯化和定量
三、核酸一级结构的测定
原理：ddNTP参入可导致DNA复制的末端终止 步骤：
进行四组平行反应 每一组反应混合物含有四种ddNTP 每一组反应含有一种少量的ddNTP 在多数情况下，聚合酶使用正常的核苷酸，DNA合成正常延伸 有时，聚合酶使用ddNTP，而导致末端终止 每一组反应中ddNTP的随机插入留下一系列长度不等的以该双 脱氧核苷酸结尾的DNA链。 对每一组反应混合物走凝胶电泳 片段越短，走的越快，就越靠近凝胶的底部 从凝胶的底部向上读出序列 将读出的序列转化成互补链的序列
1. DNA一级结构的测定 2. RNA一级结构的测定
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
核酸的理化性质
1. 2. 3. 4.
紫外吸收 酸碱解离 变性 复性和杂交
DNA的变性和复性
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
变性
定义：是指核酸受到加热、极端的pH或离子强度降 低等因素或特殊的化学试剂的作用，其双螺旋区的 氢键断裂，变成单链的过程。其中并不涉及共价键 断裂。 表征：核酸在变性时，紫外吸收和浮力密度升高， 黏度降低，生物活性（主要是RNA）不变、降低或 丧失，其中紫外吸收增加的现象称为增色效应。 Tm：双链DNA热变性是在很窄的温度内发生的，与 晶体在熔点时突然熔化的情形相似，因此DNA也具 有“熔点”，用Tm表示。Tm实际是DNA的双螺旋 有一半发生热变性时相应的温度。 DNA的Tm值受到DNA的均一性、G-C含量、离子强 度和特殊的化学试剂的影响。
2019生物竞赛-生物化学-13酶的应用及研究方法-杨荣武《生物化学原理(一)》
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
酶的活力
酶活力（enzyme activity）也称为酶活性，是指酶的催化 能力。 酶活力单位的定义：1个U是指在最适条件下每分钟催化1 微摩尔底物转化的酶量,或者1个katal（kat）被定义为每秒 钟催化1分子底物转化的酶量（1 kat = 6×107U， 1U=16.67×10-9kat）。 比活性或比活力（specific activity）来表示，它是指单位 重量（通常是每毫克）酶所含有的活力单位数
酶纯化表示例
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
固定化酶
是指将一种可溶性酶与不溶性的有机或无机基质结 合，或者将其包埋到特殊的具有选择透过性的膜内， 从而提高酶的稳定性、便于重复和持续使用。与可 溶性酶相比，固定化酶具有方便、经济和稳定等优 点。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
酶纯化表（purification table）
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 酶溶液体积（ml） 酶溶液蛋白质含量（mg/ml） 酶溶液活性（U/ml） 酶总量或酶总活性（U）=酶活力（U/ml）×体积（ml） 比活性（U/mg）=酶活力（U/ml）/蛋白质量（mg/ml） 总蛋白（mg）=酶溶液蛋白质含量（mg/ml）×体积（ml） 得率（%）=每一步纯化后的酶总量/每一步纯化之前的酶总 量×100%； ⑧ 纯化倍数（purification factor）=每一步纯化后的酶比活性/每 一步纯化之前的酶比活性。
衍生于葡萄球菌核酸酶的蛋白质/核酸杂交酶
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物化学 绪论(共46张PPT)
二十一世纪
生命科学的世纪
人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源
What is life science?
热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣
学习生命科学是一种荣幸和享受
What is life science?
生命的基本特征：
1、细胞是生物的基本单
位
生物体内的生化反应由基因控制
1962年 J.D.沃森（美）、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯（英）
发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性
1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格（美）
研究遗传信息的破译及其在蛋白质合
成中的作用
诺贝尔生理或医学奖
1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）
发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱
分析法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
2003年 彼得·阿格雷（美）、罗德里克·
麦金农（美） 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2004年
阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科（以）和伊尔温-罗斯（美）
泛素调节的蛋白质降解
诺贝尔生理或医学奖
counterparts for a mean percent
Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134
What is life science?
生命的基本特征：
4、生物具有个体发育和进化的历史
正常的生物都具有从生到死的完整生命 过程，即生活史。
生物个体不断繁衍后代，无数个体失 活史串联起来就构成了生物的进化史， 遗传和变异结合的后果。