生物化学精品课件chapter16

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2024/1/26
表观遗传学异常与疾病关系
表观遗传学改变可导致基因表达模式异常,与癌症、神经退行性疾病等多种疾病发生发展 密切相关。
基因表达调控网络失衡与疾病关系
基因表达调控网络失衡可导致细胞功能异常,进而引发疾病,如自身免疫性疾病、代谢性 疾病等。
22
靶向药物设计原理及应用前景展望
靶向药物设计原理
生物化学将与医学、药学、计算科学等多学科进 行更深入的交叉融合,共同推动医学领域的创新 与发展。
伦理与法规挑战
3
面对基因编辑等前沿技术带来的伦理和法规挑战 ,需要建立健全相关法律法规和伦理规范,确保 生物化学技术的合理应用。
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31
THANKS
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32
通过转录因子、启动子、增强子等元 件调节基因转录效率。
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式 影响基因表达模式。
翻译水平调控
通过mRNA稳定性、翻译起始速率等 因素控制蛋白质合成。
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基因表达异常与疾病发生发展关系探讨
基因突变导致表达异常
基因突变可影响转录、翻译等过程,导致蛋白质功能异常或缺失,进而引发疾病。
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蛋白质的功能分类
01
结构蛋白、功能蛋白和调控蛋白等。
蛋白质的功能举例
02
酶、激素、抗体、转运蛋白等。
蛋白质功能多样性的原因
03
氨基酸序列的多样性、空间结构的复杂性和翻译后修饰的多样
性。
10
蛋白质合成、降解与调控机制
03
蛋白质合成
蛋白质降解
包括转录和翻译两个过程,其中转录是以 DNA为模板合成RNA,翻译是以mRNA 为模板合成蛋白质。

《生物化学》全套PPT课件

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现状
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支,与分子生物学、遗传学、细胞生 物学等学科相互渗透,共同揭示生命的奥秘。同时,生物化学在医学、农业、 工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性
A
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子 的含量或结构异常,从而辅助疾病的诊断,如 血糖、血脂检测等。
脂类分类方法
根据化学结构和性质,脂类可分为简单脂质(如脂肪酸、甘油酯等 )和复合脂质(如磷脂、糖脂等)。
脂类在生物体内的分布
不同生物体内的脂类分布有差异,如动物体内主要储存甘油三酯, 而植物体内则以脂肪酸为主。
甘油三酯分解代谢过程剖析
01
甘油三酯的分解代谢途径
甘油三酯在体内主要通过脂肪酶的催化作用分解为甘油和脂肪酸,进而
药物研发
通过对生物体内代谢途径和药物作用机制 的研究,有助于设计和开发新的药物,提 高治疗效果和降低副作用。
B
C
营养与健康
生物化学在营养学领域的应用有助于了解食 物中营养成分的代谢和利用,为合理膳食和 营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究
生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病 机制和治疗方法,如基因疗法和干细胞疗法 等。
酶活性调节的方式
包括共价修饰、变构调节、酶原激活 和抑制剂作用等。
酶在医学领域应用实例分析
酶与疾病的关系
酶的异常与多种疾病的发生和发展密切相关,如酶缺陷病、代谢 性疾病等。
酶在疾病诊断中的应用
利用酶的特异性催化反应,开发酶学诊断方法,如酶活性测定、同 工酶分析等。
酶在疾病治疗中的应用
通过补充或抑制特定酶的活性,达到治疗疾病的目的,如酶替代疗 法、酶抑制剂疗法等。
进入血液循环被组织细胞摄取利用。

《生物化学》教学ppt课件

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1965年 首次人工合成结晶牛胰岛素---中国。 1973年 基因重组技术建立 (美)。 1980年 Sanger设计出测定DNA序列的方法,获1980年诺贝尔化学奖。 1984年 Bruce Merrifield(美国),建立和发展蛋白质化学合成方法。 1994年 Alfred G.Gilman(美国)发现G蛋白及其在细胞内信号转导中作用 。 Karg B. Mallis(美)发明PCR方法。 1996年 克隆羊诞生。 1998年 Rolert F. Furchgott(美国)发现NO是心血管系统的信号分子。 2001年 人类基因组计划完成。
《生物化学》 教学课件
Biochemistry
教 材
罗纪盛 主编
高等教育出版社
Biochemistry


一、生物化学定义 二、生物化学的应用 三、生物化学发展史 四、
生物化学
BIOCHEMISTRY
生物化学 定义
生物化学是利用化学(包括物理)的理论和方法研究生 物的一门科学。 动物(包括人) 生物 植物 微生物(细菌,病毒等)
在日用化学工业上应用 生物化学发展史
(二)动态生物化学阶段(代谢)
大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的 代谢途径有了一定的了解。 其中主要有: 1932年英国科学家Krebs 建立了尿素合成的鸟氨酸循 环;1937年Krebs又提出了三羧酸循环的基本代谢途径;1940年, 德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。
尿激酶能直接作用于内源性纤维蛋白溶解系统,催化血纤维蛋白溶 酶原成血纤维蛋白溶酶,后者不仅能降解纤维蛋白凝块,亦能降解血 循环中的纤维蛋白原、凝血因子Ⅴ和凝血因子Ⅷ等,从而发挥溶栓作 用。尿激酶(针剂)对新形成的血栓起效快、 效果好,还能提高血管ADP酶活性,抑制ADP诱导 的血小板聚集,预防血栓形成。

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05
生物化学实验技术
Chapter
分光光度法
总结词
基于物质对光的选择性吸收而建立的方法
详细描述
分光光度法是利用物质对光的吸收特性来测定物质浓度的一种方法。通过测量物质在特定波长下的吸光度值,可 以计算出物质的浓度。该方法具有操作简便、准确度高、适用范围广等优点,是生物化学实验中常用的定量分析 方法之一。
分子性质
分子的性质由其组成原子的性质 和分子结构决定,包括极性、溶 解度、挥发性等。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间力的一种表现,主要有共价键、离子键和金 属键。
分子间作用力
分子间作用力是影响物质物理性质的重要因素,包括范德华 力、氢键等。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是分子间的转化,遵循质量 守恒和能量守恒定律。
生物化学的应用领域
医学
生物化学在医学领域的应用广泛 ,如疾病诊断、治疗和药物研发
等。
农业
通过研究植物的生理生化过程,改 良作物品种,提高农业生产效率。
工业
生物化学在食品、制药、环保等领 域有广泛应用,如发酵工程、酶工 程等。
02
生物化学基础知识
Chapter
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成,通过共价键连 接,具有固定的空间排列。
蛋白质的结构
蛋白质具有一级、二级、 三级和四级结构,这些结 构决定了蛋白质的功能。

蛋白质的功能
蛋白质在生物体内发挥着 多种功能,如酶、运输、 结构等。
核酸的结构与功能
核酸的组成
核酸的功能
核酸由核苷酸组成,包括脱氧核糖核 酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
DNA携带遗传信息,RNA在转录和翻 译过程中起关键作用。

《生物化学》 ppt课件

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一、水的结构 单个水分子的两个氢原子共价地与氧原子结合,呈现一种非线
性排列(图1-4a,b)。水的氢键形成具有协同的性质。这就是说, 作为受体的氢键结合的水分子是一种比未键合的水分子更好的氢键 供体。(同样,作为氢键供体的氢键结合的水分子也是一种更好的 氢键受体)。因此,水分子之间氢键的形成有一种彼此支援的现象。 1、冰的结构
结构互补性是生物分子间识别的手段。生命的复杂而高度
组织化的型式取决于生物分子彼此识别和相互作用的能力。如 果一种分子的结构与另一种分子的结构是互补的,例如某种酶 与它的专一性底物分子,那么这两种分子之间的相互作用就能 准确地实现。结构互补性的原理是生物分子识别的基本要素.
6、生物分子的的识别是由弱的相互作用力介导的 通过结构互补性所发生的生物分子识别事件是由前面
1、生物分子是含碳的化合物 所有生物分子都含有碳。碳的优势是由于它通过共用电
子对形成稳定的共价键方面的多面性。通常与碳以共价键相 结合的原子是碳本身以及H、O和N(图1—1)。
碳的共价键有两个特别值得注意的性质。一是碳与自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 形成共价键的能力,另一个是被键合碳原子周围的四个共价 键的四面体性质。这两种性质对于碳所形成的线性、分支以 及环状的化合物的惊人多样性是极为重要的。这种多样性可 因N、O和H原子的参与而进一步扩大。
3、生物大分子具有特征性的三维结构 任何一种分子结构都是独特的,并具有可区别的特有的性
质。生物大分子,尤其是蛋白质,分子结构已经达到了其复杂 性的极点。 4、非共价作用力维持生物大分子的结构
共价键把原子结合在一起形成分子,非共价作用力是分子
内或分子间的原子之间的吸引。非共价作用力是弱的作用力, 包括氢键、离子键、范德华力和疏水相互作用。这些作用力一 般介于4–30 kJ·mol-1范围。 5、结构互补性决定生物分子的相互作用

《生物化学》全套课件

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《生物化学》全套课件一、教学内容本课件基于《生物化学》教材,主要涉及第5章至第8章的内容。

详细内容包括:酶学原理、代谢途径、生物分子结构和功能、以及遗传信息的表达与调控。

二、教学目标1. 理解并掌握生物化学的基本概念、原理及实验方法。

2. 学习生物分子结构与功能的相互关系,了解其在生命活动中的作用。

3. 掌握代谢途径的基本过程,分析生物体内的物质转化与能量流动。

三、教学难点与重点难点:代谢途径的复杂性、生物分子结构与功能的相互关系。

重点:酶学原理、代谢调控、蛋白质结构与功能。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、黑板、粉笔、激光笔。

五、教学过程1. 导入:通过介绍生活中的生物化学实例,引发学生对生物化学的兴趣。

2. 新课内容:讲解酶学原理、生物分子结构与功能、代谢途径等,结合实例进行分析。

3. 例题讲解:针对每个知识点,给出典型例题,引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习:设计针对性练习题,巩固所学知识。

6. 互动环节:鼓励学生提问,解答学生疑惑。

六、板书设计1. 板书左侧:列出本节课的主要知识点,以提纲形式呈现。

2. 板书右侧:针对重点内容,绘制示意图或表格,直观展示。

七、作业设计1. 作业题目:(1)简述酶学原理,举例说明酶在生物体内的作用。

(2)论述蛋白质结构与功能的关系。

(3)分析糖类、脂类、蛋白质在生物体内的代谢途径。

2. 答案:(1)酶学原理:酶是一种具有生物催化功能的蛋白质,能降低化学反应的活化能,加速反应速度。

例如,唾液淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖。

(2)蛋白质结构与功能的关系:蛋白质的结构决定其功能,不同的结构具有不同的功能。

例如,血红蛋白具有运输氧气的功能,其结构中的铁离子与氧气结合。

(3)糖类、脂类、蛋白质在生物体内的代谢途径:糖类主要通过糖酵解、三羧酸循环进行代谢;脂类通过β氧化途径代谢;蛋白质通过氨基酸的脱氨基作用、转氨基作用等途径代谢。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:根据学生的课堂表现和作业完成情况,调整教学方法和策略。

生物化学绪论ppt课件(完整版)

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作是最早的一部生物化学著作。 1864 Ernst Hoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。 1865 Johann Gregor Mendel提出“遗传因子”概念。 1868 Friedrick Miescher发现“核素”(核酸早期命名)。 1877 Ernst Hoppe-Seyler创立《生理化学杂志》。
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说(Justus Von Liebig,19世纪20年 代) —动物通过呼吸获取空气中的O2,氧化分解摄 取的食物,产生水和CO2,并且释放热量,保持体 温,维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分,并提出物质,生物化学是一门边缘学科,也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念:
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学,它在分子水平上探讨生命的本质, 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段:生物体内的物质,如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等,它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物:有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢,遗传与繁殖

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核酸的调节与疾病
核酸代谢异常可能引起疾病,如癌症 等,因此核酸代谢的调节对于维持身 体健康至关重要。
CHAPTER 04
生物化学与医学
疾病的发生与生物化学
疾病的发生
生物化学是许多疾病发生的基础,如糖尿病、心 血管疾病、癌症等。这些疾病的形成与生物化学 过程有关,如糖代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等 。
生物化学的历史与发展
• 生物化学作为一门独立的学科,起源于20世纪初。早期的生物化学研究主要集中在蛋白质、糖类、脂肪、核酸等生物大分 子的结构和功能方面。随着技术的进步,生物化学逐渐深入到分子水平,对基因表达、蛋白质合成、代谢调控等生命过程 的研究取得了重大突破。近年来,随着生物信息学和系统生物学的发展,对生物化学的研究和应用也进一步扩大和深化。
要支持。
代谢组学技术
通过对生物体内代谢产 物的全面分析,代谢组 学技术能够揭示生物过 程和疾病发生的潜在机
制。
生物化学在医学领域的应用前景
总结词
应用广泛、潜力巨大
药物研发
生物化学对药物研发过程中的靶点筛选、 药效评估等方面具有决定性作用。
疾病诊断
生物治疗
基于生物化学原理的检测方法能够快速、 准确地诊断多种疾病。
营养与健康
生物化学研究营养与健康的关系,如营养不足或过剩对健 康的影响。这些研究为营养学提供理论依据,从而为预防 和治疗营养相关疾病提供帮助。
营养与疾病
生物化学研究营养与疾病的关系,如某些营养素缺乏可能 导致某些疾病的发生。这些研究为预防和治疗这些疾病提 供理论依据。
CHAPTER 05
生物化学的未来与发展
新兴的生物化学技术
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
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The overall ΔG for gluconeogenesis in cell is about -16 kJ/mol
The overall ΔG for glycolysis in cell is about –63 kJ/mol
7. Many amino acids but not fatty acids are glucogenic in mammals
2. The opposing pathways of glycolysis and gluconeogenesis have 3 reactions different and 7 reactions in common
The reversible reactions between pyruvate and glucose are shared by gluconeogenesis and glycolysis, but the irreversible reactions are different (“bypassed” in gluconeogenesis).
1. Carbohydrates are synthesized from simple precursors via gluconeogenesis
A few three-carbon compounds (including lactate, pyruvate, glycerol, and 3-phosphoglycerate) serve as the major precursors for carbohydrate (glucose) biosynthesis, or gluconeogenesis. The reactions of gluconeogenesis are essentially the same in different organisms. The conversion of pyruvate to glucose is the central pathway in gluconeogenesis.
Opposing pathways of glycolysis and gluconeogenesis: with 3 different and 7 common reactions
3. Pyruvate is converted to phosphoenoylpyruvate (PEP) via two alternative paths
Hale Waihona Puke 9. Acetyl-CoA, AMP, citrate, and fructose 2,6bisphosphate act reciprocally to coordinate both pathways
Acetyl-CoA inhibits the pyruvate dehydrogenase complex (of glycolysis), but activates the pyruvate carboxylase (of gluconeogenesis). AMP inhibits fructose 1,6-bisphosphatase (FBPase-1), but activates phosphofructokinase-1 (PFK-1). Citrate inhibits PFK-1 and activates FBPase-1. Fructose-2,6-bisphosphate (a regulator, not an intermediate) in liver cells, signaling a high blood glucose/glucagon level, activates PFK-1 and inhibits FBPase-1.
5. The conversion of glucose 6-phosphate to glucose is the last bypassing step
The reaction is catalyzed by glucose 6phosphatase (instead of hexokinase). The enzyme is present on the lumen side of the ER membrane of hepatocytes and renal cells. The enzyme is not present in muscle or brain cells,where gluconeogenesis does not occur.
Chapter 16 Carbohydrate Biosynthesis 碳水化合物生物合成
1. Gluconeogenesis: The universal pathway for synthesis of glucose. 2. Biosynthesis of glycogen, starch, and sucrose. 3. CO2 fixation in plants (the Calvin Cycle). 4. Regulation of carbohydrate metabolism in plants.
Glucose 6-phosphatase converts glucose 6-P to glucose in the ER lumen of liver and kidney cells.
6. More energy is consumed in gluconeogenesis than produced in glycolysis
The amino acids that can be converted to pyruvate or citric acid cycle intermediates are glucogenic. Net conversion of acetyl-CoA to pyruvate (the oxidative decarboxylation of pyruvate is irreversible) or oxaloacetate does not occur in mammals, thus neither Lys and Leu nor even-numbered fatty acids are glucogenic in mammals; but net conversion of acetylCoA to oxaloacetate occurs in organisms like plants and bacteria that have the glyoxylate cycle. Fatty acid oxidation provide an important energy source for gluconeogenesis.
Six high-energy phosphate groups are required when two molecules of pyruvates are converted to one glucose via gluconeogenesis pathway. Two molecules of ATP are produced when one glucose molecule is converted to two pyruvate molecules via glycolysis pathway. The NADH needed for gluconeogenesis is either provided by lactate dehydrogenation in the cytosol or exported from mitochondria matrix via malate during one path for converting pyruvate to PEP.
8. Gluconeogenesis and glycolysis are reciprocally regulated to avoid futile cycles that waste ATP consumption
If the three pairs of bypassing reactions of glucose degradation and synthesis occur simultaneously, ATP will be consumed for heat generation, being often (not always) an energy wasting process. To avoid such futile cycling processes, the two pathways are regulated coordinately and reciprocally (相反地): a common regulator molecule having opposite effect towards the pair of enzymes catalyzing the bypassing reactions.
In another path, oxaloacetate is first converted to malate in the matrix, which is then transported to the cytosol, where it is converted to oxaloacetate, and then PEP in a reaction catalyzed by cytosolic PEP carboxykinase isozyme. Both paths involve a carboxylation-decarboxylation sequence, acting as a unique way to activate pyruvate. Two high-energy phosphate equivalents must be expended to convert one pyruvate to one PEP.
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