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医学生物化学绪论生物学生物学动动物物学学植植物物学学化学化学生物学生物学生生物物化化学学微生物学微生物学2020/12/32医学生物化学是一门的边缘学科医学生物化学是一门的边缘学科医学生物化学是一门的边缘学科医学生物化学是一门的边缘学科l l是医学的主要根底课之一，已浸透到医学的各个学科是医学的主要根底课之一，已浸透到医学的各个学科是医学的主要根底课之一，已浸透到医学的各个学科是医学的主要根底课之一，已浸透到医学的各个学科l l与临床医学、药学、检验学关系亲密，开展为分子免疫学、分子遗传学、分子病理学、分子药理学与临床医学、药学、检验学关系亲密，开展为分子免疫学、分子遗传学、分子病理学、分子药理学与临床医学、药学、检验学关系亲密，开展为分子免疫学、分子遗传学、分子病理学、分子药理学与临床医学、药学、检验学关系亲密，开展为分子免疫学、分子遗传学、分子病理学、分子药理学l l研究热点：疾病相关基因、基因诊断和基因治疗，新药开发研究热点：疾病相关基因、基因诊断和基因治疗，新药开发研究热点：疾病相关基因、基因诊断和基因治疗，新药开发研究热点：疾病相关基因、基因诊断和基因治疗，新药开发2020/12/33概念：概念：概念：概念：生生生生物物物物化化化化学学学学是是是是用用用用化化化化学学学学的的的的原原原原理理理理和和和和方方方方法法法法，从从从从分分分分子子子子程程程程度度度度来来来来研研研研究究究究生生生生物物物物体体体体的的的的化化化化学学学学组组组组成成成成，及及及及其其其其在在在在体体体体内内内内的的的的代代代代谢谢谢谢转转转转变变变变规律从而说明生命现象本质的一门科学。规律从而说明生命现象本质的一门科学。规律从而说明生命现象本质的一门科学。规律从而说明生命现象本质的一门科学。生生生生物物物物化化化化学学学学是是是是研研研研究究究究生生生生命命命命化化化化学学学学的的的的科科科科学学学学，它它它它在在在在分分分分子子子子程程程程度度度度讨讨讨讨论论论论生生生生命命命命的的的的本本本本质质质质，即即即即研研研研究究究究生生生生物物物物体体体体的的的的分分分分子子子子构构构构造造造造与与与与功功功功能能能能、物物物物质质质质代代代代谢谢谢谢与与与与调调调调节节节节及及及及其其其其在在在在生生生生命命命命活活活活动动动动中中中中的的的的作作作作用用用用。生生生生物物物物化化化化学学学学是是是是高高高高等等等等医医医医药药药药院院院院校校校校临临临临床床床床医医医医学学学学专专专专业业业业的的的的必必必必修课之一。修课之一。修课之一。修课之一。2020/12/34病理生理学病理生理学病理生理学病理生理学免疫学免疫学免疫学免疫学药理学药理学药理学药理学实验诊断学实验诊断学实验诊断学实验诊断学检验学检验学检验学检验学生理学生理学生理学生理学生物化学生物化学生物化学生物化学2020/12/35医学生物化学医学生物化学l l本课程主要向学生传授生物大分子的化学组成、构造及功能；物质代谢及其调控；遗传信息本课程主要向学生传授生物大分子的化学组成、构造及功能；物质代谢及其调控；遗传信息本课程主要向学生传授生物大分子的化学组成、构造及功能；物质代谢及其调控；遗传信息本课程主要向学生传授生物大分子的化学组成、构造及功能；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；血液、肝的生物化学；钙、磷代谢与微量元素等生的贮存、传递与表达；细胞间信息传递；血液、肝的生物化学；钙、磷代谢与微量元素等生的贮存、传递与表达；细胞间信息传递；血液、肝的生物化学；钙、磷代谢与微量元素等生的贮存、传递与表达；细胞间信息传递；血液、肝的生物化学；钙、磷代谢与微量元素等生命科学内容，为医学生深化学习其他医学根底课、临床医学课程乃至毕业后的继续教育、医命科学内容，为医学生深化学习其他医学根底课、临床医学课程乃至毕业后的继续教育、医命科学内容，为医学生深化学习其他医学根底课、临床医学课程乃至毕业后的继续教育、医命科学内容，为医学生深化学习其他医学根底课、临床医学课程乃至毕业后的继续教育、医学各学科的研究工作中在分子程度上讨论疾病的病因、发病机理及疾病诊断、预防、治疗奠学各学科的研究工作中在分子程度上讨论疾病的病因、发病机理及疾病诊断、预防、治疗奠学各学科的研究工作中在分子程度上讨论疾病的病因、发病机理及疾病诊断、预防、治疗奠学各学科的研究工作中在分子程度上讨论疾病的病因、发病机理及疾病诊断、预防、治疗奠定理论与实验根底。定理论与实验根底。定理论与实验根底。定理论与实验根底。2020/12/36知其然，知其所以然知其然，知其所以然知其然，知其所以然知其然，知其所以然l l人体细胞、组织、器官发挥功能的分子根底人体细胞、组织、器官发挥功能的分子根底人体细胞、组织、器官发挥功能的分子根底人体细胞、组织、器官发挥功能的分子根底l l各种疾病的微观解释，机理说明，以及治疗方法的寻找各种疾病的微观解释，机理说明，以及治疗方法的寻找各种疾病的微观解释，机理说明，以及治疗方法的寻找各种疾病的微观解释，机理说明，以及治疗方法的寻找2020/12/37根本内容：根本内容：根本内容：根本内容：l l三大部分：生物大分子、物质代谢和遗传信息传递三大部分：生物大分子、物质代谢和遗传信息传递三大部分：生物大分子、物质代谢和遗传信息传递三大部分：生物大分子、物质代谢和遗传信息传递 l l细胞信息传递及其途径，与临床教学及应用亲密相关的内容，包括血液生化、肝胆生化细胞信息传递及其途径，与临床教学及应用亲密相关的内容，包括血液生化、肝胆生化细胞信息传递及其途径，与临床教学及应用亲密相关的内容，包括血液生化、肝胆生化细胞信息传递及其途径，与临床教学及应用亲密相关的内容，包括血液生化、肝胆生化 等等等等等等等等2020/12/38医学医学生命生命2020/12/39一、生命的定义l自我复制自我复制(self-replication)l自我装配自我装配(self-assemble)l自我调节自我调节(self-regulation)2020/12/310l一个边界一个边界l一套执行机构一套执行机构l一套遗传机构一套遗传机构2020/12/311细胞是生物体的根本构造单元 2020/12/312细胞的基本构成2020/12/313生命的的共同生命的的共同“语言语言化学化学:著名的诺贝尔奖获得者亚瑟著名的诺贝尔奖获得者亚瑟肯伯格肯伯格Arthur Kornberg在哈佛大学医学院建校在哈佛大学医学院建校100周年时说：周年时说：“所有的有生命体都有一个共同的语言，这个语言就是化学。所有的有生命体都有一个共同的语言，这个语言就是化学。2020/12/314人体的化学组成人体的化学组成n自然界所有的生命自然界所有的生命物体都由三类物质物体都由三类物质组成水、无机离子组成水、无机离子和生物分子和生物分子2020/12/315生命体的元素组成生命体的元素组成生命体的元素组成生命体的元素组成在地球上存在的在地球上存在的在地球上存在的在地球上存在的92929292种天然元素中，只有种天然元素中，只有种天然元素中，只有种天然元素中，只有28282828种元素在人体内被发现种元素在人体内被发现种元素在人体内被发现种元素在人体内被发现第一类元素：包括第一类元素：包括第一类元素：包括第一类元素：包括C C C C、H H H H、O O O O和和和和N N N N四种元素，是组成生命体最根本的元素。这四种元素约占四种元素，是组成生命体最根本的元素。这四种元素约占四种元素，是组成生命体最根本的元素。这四种元素约占四种元素，是组成生命体最根本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的了生物体总质量的了生物体总质量的了生物体总质量的99%99%99%99%以上。以上。以上。以上。第二类元素：包括第二类元素：包括第二类元素：包括第二类元素：包括S S S S、P P P P、ClClClCl、CaCaCaCa、K K K K、NaNaNaNa和和和和MgMgMgMg。这类元素也是组成生命体的根本元素。这类元素也是组成生命体的根本元素。这类元素也是组成生命体的根本元素。这类元素也是组成生命体的根本元素。第三类元素：包括第三类元素：包括第三类元素：包括第三类元素：包括FeFeFeFe、CuCuCuCu、CoCoCoCo、MnMnMnMn和和和和ZnZnZnZn。是生物体内存在的主要少量元素。是生物体内存在的主要少量元素。是生物体内存在的主要少量元素。是生物体内存在的主要少量元素。第四类元素：包括第四类元素：包括第四类元素：包括第四类元素：包括AlAlAlAl、AsAsAsAs、B B B B、BrBrBrBr、CrCrCrCr、F F F F、GaGaGaGa、I I I I、MoMoMoMo、SeSeSeSe、SiSiSiSi等。等。等。等。2020/12/316生物分子生物分子n生物分子是生物体和生命现象的构造根底和功能根底，是生物化学研究的根本对象。生物分子是生物体和生命现象的构造根底和功能根底，是生物化学研究的根本对象。n生物分子的主要类型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子生物分子的主要类型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子n维生素、辅酶、激素、神经递质、核苷酸和氨基酸等。维生素、辅酶、激素、神经递质、核苷酸和氨基酸等。n七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白质、维生素、氧七大营养要素：水、无机盐、糖、脂、蛋白质、维生素、氧2020/12/317生物体很复杂生物体很复杂生物体很复杂生物体很复杂n组成生物体的分子非常复杂，分子之间的连接非常复杂，分子内的变化更加复杂组成生物体的分子非常复杂，分子之间的连接非常复杂，分子内的变化更加复杂n生物体和物理定律：熵的减少，能量下降生物体和物理定律：熵的减少，能量下降n例外！例外！酶例外！例外！酶/遗传物质遗传物质/细胞分化细胞分化n思维思维/心理的变化：神经递质？电生理？基因表达？心理的变化：神经递质？电生理？基因表达？n中医的阴阳理论：中医的阴阳理论：cAMP/cGMP2020/12/318开展简史开展简史2020/12/3191780-1789 Lavoisier法研究法研究“生物体生物体内的燃烧，指出此类内的燃烧，指出此类“燃烧耗氧并排燃烧耗氧并排出二氧化碳。后人称他是生物化学之父。出二氧化碳。后人称他是生物化学之父。2020/12/3201830-1842 Liebig德将食物分为糖、脂、蛋白质德将食物分为糖、脂、蛋白质类，提出类，提出“代谢一词，证明动物体温形成是食物在体代谢一词，证明动物体温形成是食物在体内内“燃烧的缘故。最先写出两本生物化学相关专著。燃烧的缘故。最先写出两本生物化学相关专著。2020/12/321生物化学的创始人埃米尔生物化学的创始人埃米尔费舍尔费舍尔Emil Fischer18901902 Fischer德首次证明了蛋白质是多肽；发现德首次证明了蛋白质是多肽；发现酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的“锁锁-匙学说；合匙学说；合成了糖及嘌呤。成了糖及嘌呤。1902年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。2020/12/322汉斯汉斯克雷勃斯克雷勃斯Hans A.Krebs 1937年年 Krebs英发现三羧酸循环，英发现三羧酸循环，1953年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。2020/12/323李纳斯李纳斯鲍林鲍林Linus Pauling 1949 Pauling美指出镰刀形红细胞性贫美指出镰刀形红细胞性贫血是一种分子病，并于血是一种分子病，并于1951年提出蛋白质存年提出蛋白质存在二级构造。在二级构造。1954年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖2020/12/3241962年，马克斯年，马克斯费迪南德费迪南德佩鲁茨，约翰佩鲁茨，约翰考德里考德里肯德鲁肯德鲁n蛋白质血红蛋白如何输送氧蛋白质工程2020/12/325詹姆斯詹姆斯沃森沃森James D.Watson1953年年 Watson美与美与 Crick英提出英提出DNA分子的双螺旋构造模型，分子的双螺旋构造模型，1962年共获诺贝年共获诺贝尔奖。尔奖。弗朗西斯弗朗西斯克里克克里克Francis H.Crick2020/12/3261969-1972,Arber(瑞士瑞士),Smith(美美)与与Nathans(美美)在核酸限制酶的别离与应用方面做出突出奉献在核酸限制酶的别离与应用方面做出突出奉献,1978年共年共获诺贝尔奖。获诺贝尔奖。1972 Berg美在基因工程根底研究方面作出美在基因工程根底研究方面作出了出色成果，获了出色成果，获1980年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。1973 Cohen等美用核酸限制性内切酶等美用核酸限制性内切酶EcoR1，首次基因重组成功。，首次基因重组成功。Hamilton O.Smith Daniel Nathans Werner Arber Paul BergHerbert Boyer Stanley Cohen 2020/12/3272001 Venter美等报道完成了人类基因组草图测序。美等报道完成了人类基因组草图测序。2020/12/328弗雷德里克弗雷德里克桑格桑格 Frederick Sanger n 诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖(1958年年)n 1955年将胰岛素的氨基酸序列完好地定序出来，同时证年将胰岛素的氨基酸序列完好地定序出来，同时证明蛋白质具有明确构造。明蛋白质具有明确构造。n 诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖(1980年年)n 1975年，链终止法年，链终止法chain termination method的的技术来测定技术来测定DNA序列序列2020/12/329我国生物化学的开拓者吴宪吴宪教授蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书蛋白质研究领域内国际上最具有权威性的综述性丛书Advances in Protein Chemistry第第47卷卷1995年发年发表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈表了美国哈佛大学教授、蛋白质研究的老前辈J.T.Eddsall的文章的文章“吴宪与第一个蛋白质变性理论吴宪与第一个蛋白质变性理论1931Hsien Wu and the first Theory of Protein Denaturation(1931)，对吴宪教授的学术成就给予了，对吴宪教授的学术成就给予了极高的评价。该卷还重新登载了吴宪教授六十四年前关极高的评价。该卷还重新登载了吴宪教授六十四年前关于蛋白质变性的论文。一篇在于蛋白质变性的论文。一篇在1931年发表的论文居然在年发表的论文居然在1995年仍然值得在第一流的丛书上重新全文登载，不能年仍然值得在第一流的丛书上重新全文登载，不能不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。不说是国际科学界的一件极为罕见的大事。2020/12/330生化魅力生化魅力2020/12/331所有临床学科都不是孤立的，而是互相联络、互相补充、互相浸透，其根底就是所有临床学科都不是孤立的，而是互相联络、互相补充、互相浸透，其根底就是所有临床学科都不是孤立的，而是互相联络、互相补充、互相浸透，其根底就是所有临床学科都不是孤立的，而是互相联络、互相补充、互相浸透，其根底就是“生命的化学生命的化学生命的化学生命的化学语言。换而言之，生物化学是联络学科之间的桥梁。语言。换而言之，生物化学是联络学科之间的桥梁。语言。换而言之，生物化学是联络学科之间的桥梁。语言。换而言之，生物化学是联络学科之间的桥梁。所有的疾病都可以归结为生命体生物化学的变化。所有的疾病都可以归结为生命体生物化学的变化。所有的疾病都可以归结为生命体生物化学的变化。所有的疾病都可以归结为生命体生物化学的变化。有用有用 -临床医生临床医生2020/12/332血常规：血色素血常规：血色素血常规：血色素血常规：血色素尿常规：尿蛋白尿常规：尿蛋白尿常规：尿蛋白尿常规：尿蛋白生化全项：转氨酶生化全项：转氨酶生化全项：转氨酶生化全项：转氨酶乙肝检测：核心抗原乙肝检测：核心抗原乙肝检测：核心抗原乙肝检测：核心抗原临床检测临床检测临床检测临床检测2020/12/333有成就有成就有成就有成就 作科研工作作科研工作作科研工作作科研工作2020世纪世纪世纪世纪NobelNobel生理学与医学奖、化学奖中半数以上在生物化学领域获得重大打破生理学与医学奖、化学奖中半数以上在生物化学领域获得重大打破生理学与医学奖、化学奖中半数以上在生物化学领域获得重大打破生理学与医学奖、化学奖中半数以上在生物化学领域获得重大打破生物化学的研究是医学研究的根底和中心生物化学的研究是医学研究的根底和中心生物化学的研究是医学研究的根底和中心生物化学的研究是医学研究的根底和中心2020/12/334可获利可获利可获利可获利 商业工作商业工作商业工作商业工作无形资产无形资产无形资产无形资产-专利、成果转化专利、成果转化专利、成果转化专利、成果转化有形资产有形资产有形资产有形资产 -产品、试剂、药品新药的价格惊人产品、试剂、药品新药的价格惊人产品、试剂、药品新药的价格惊人产品、试剂、药品新药的价格惊人2020/12/335学习方法学习方法2020/12/336一条主线：医学的化学、化学的医学一条主线：医学的化学、化学的医学一条主线：医学的化学、化学的医学一条主线：医学的化学、化学的医学一个中心：医学和生物化学一个中心：医学和生物化学一个中心：医学和生物化学一个中心：医学和生物化学万能方法：理解记忆万能方法：理解记忆万能方法：理解记忆万能方法：理解记忆2020/12/337教学资料资料仅供参考