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化学生物学

chemicalbiology生物有机化学Bioorganicchemistry生物无机化学Bioinorganicchemistry生物物理化学Biophysicalchemistry生物分析化学Analyticalbiochemistry生物高分子化学Biopolymerchemistry生物化学Biochemistry参考书目教材：生物化学教程主编王镜岩.高等教育出版社出版参考书目：生物化学主编沈同，王镜岩.高等教育出版社出版生物化学教程第1篇生物分子的结构和化学第2篇新陈代谢第3篇遗传信息绪论生物化学的定义生命物质生物化学的发展简史生物化学与其他学科的关系本课内容简介与学习方法一、生物化学的定义生物化学是生物学的分支学科研究对象:生物体研究内容:生命的物质组成和功能物质代谢和能量代谢遗传信息的传递与表达细胞信号转导分子生物学研究对象：生物大分子(蛋白质、酶、核酸、多糖等）研究内容：生物大分子的结构与功能遗传信息传递与表达生物工程生物化学和分子生物学是现代生物学的带头学科学习生物化学的目的：在分子水平上研究细胞的结构、组织和功能(1)结构生物化学(2)代谢生物化学(3)分子生物学分子的极性在任何一个分子中都有一个正电荷重心和一个负电荷重心分子的极性与非极性根据正负电荷重心是否重合来划分非极性分子：分子中正电荷的重心与负电荷的重心相重合极性分子：分子中正负电荷重心不重合，则分子就因显正负两极而形成偶极偶极长度分子中正负电荷重心的距离，它与分子的极性强弱成正相关离子型分子正负电荷重心相距很远共价键与分子的极性分子的极性生物分子的常见基团很多有机分子上含有羟基-OH，如醇、糖、核酸、蛋白质等羟基与水有某些相似的性质，它是典型的极性基团，与水可形成氢键羟基与电负性大的原子如-NH中的氮能形成氢键氢键是一种比离子键弱得多的静电吸引力，容易被一些外力所破坏醇与醇的脱水缩合产物称为醚，含有-C-O-C-结构单糖分子通过半缩醛与另一分子的-OH脱水缩合后也存在-C-O-C-结构，不称醚，而特称为苷（旧称甙），淀粉、糖原等分子中的-C-O-C-称为糖苷键苯环上连接羟基的化合物称为酚羟基生物分子的常见基团醛基酮基羧基羰基C=O称为羰基羰基（酮基）在碳链中间的化合物称为酮；羰基在碳链末段，含-CHO的分子称为醛羰基在碳链末段，含-COOH的称为羧酸如果同时有2个羰基存在于苯环上称之为醌。羧基可解离产生氢离子而形成负电离子-COO-，因此，羧基是酸性基团。生物分子的常见基团酮基氨基、亚氨基氨基酸都含有氨基或亚氨基羧基上的羟基与氨脱水缩合而成-CO-NH2，这样的化合物称为酰胺碳链中间的-CO-NH-称为酰胺键（肽键）含有氨基和亚氨基的还有胍基和咪唑基氨基中的氮原子电负性较强，可以结合氢离子而成-NH3+、=NH2+，因此，氨基和亚氨基是碱性基团生物分子的常见基团氨基酰胺基胍基咪唑基巯基与二硫键带有巯基的化合物最常见的是半胱氨酸HOOC-CH(NH2)-CH2-SH、谷胱甘肽G-SH以及含半胱氨酸残基的各种蛋白质两个半胱氨酸的两个巯基可以脱氢氧化为胱氨酸而在分子中形成-S-S-结构，-S-S-称为二硫键（二硫桥）二硫键是巯基的氧化形式，二硫键可加氢再还原为巯基谷胱甘肽、巯基蛋白及巯基酶的活性基团是巯基，通过巯基参与反应。生物分子的常见基团磷酸基体内含磷酸基的化合物非常广泛2分子磷酸可以脱水缩合为焦磷酸酐（亦称焦磷酸酯），如ATP分子含有三个磷酸基，其中3个磷酸基之间含有2个磷酸酯（酐）键，此键断开时可释放大量能量，因此称为高能键。在细胞的很多代谢反应中，往往第一阶段的反应是使底物分子活化，活化的常见反应是由ATP提供一个高能磷酸基团给被活化的分子，如葡萄糖由ATP供能活化为葡萄糖-6-磷酸。生物分子的常见基团72酯、醚、酐含氧酸与醇的脱水缩合产物称为酯。羧酸与-SH形成的硫酯（-SH与-OH性质类似含氧酸与含氧酸的脱水缩合产物称为酐生物分子的常见基团二、生命物质1、生命物质的元素组成2、细胞内的主要物质细胞内的主要物质生物体的物质组成无机物有机物生命的第一大化合物生命存在的环境水无机盐新陈代谢的调节剂生命的第二大化合物生命的表现者生命的操纵者蛋白质核酸糖脂肪ATP生命的能源物质生命的备用能源生命的推动者三、发展简史1.中国：古代4200年前已开始造