生物化学大纲-临床医学类

1《生物化学》教学大纲课程编号：课程名称：生物化学学时与学分：（总学时：104学时。理论学时：56；实验学时：48。）先修课程：无机化学、有机化学、细胞生物学适应专业：临床医学、精神医学、预防医学、麻醉、检验和药学教材及参考书：1．查锡良等．生物化学．第七版．北京：人民卫生出版社．20082．童坦君等．生物化学．第一版．北京：北京大学医学出版社．20033．贾弘禔等．生物化学．第三版．北京：北京大学医学出版社．20034．王镜岩等．生物化学．第三版．北京：高教出版社．20025．AlexanderC.Brownie&JohnC.Kernohan,MedicalBiochemistry(SecondEdition),20056．DavidL.Nelson,MichaelM.Cox.LehningerPrinciplesofBiochemistry.4thed.NewYork:W.H.FremanandCompany,20057．AlexanderC.Brownie&JohnC.Kernohan,MedicalBiochemistry(SecondEdition),20058．B.D.Hames,N.M.HooperandJ.D.Houghton.InstantNotesinBiochemistry.BiosScientificPublishersLimited,1997;科学出版社(影印版).2003.7.9．JeremyBerg,JohnTymoczko,LubertStryer.Biochemistry.5thed.W.H.FreemanandCompany,NewYork.200210．K.J.Marians,ProkaryoticDNAreplication.Ann.Rev.Biocbem.1992一、课程在培养方案中的地位、目的和任务生物化学是研究生命现象及其化学本质的科学。它运用化学的理论和方法来揭示生物体的化学组成及其发展规律。生物化学是现代生物科学的理论和技术基础，是医学专业的重要基础课程，是联系基础医学和临床医学的桥梁，是医学主干学科。通过本课程的学习，要求学生较全面了解生物体的基本化学组成，理解其主要组成物质的结构、性质及这些物质在体内的合成、降解和相互转化等的代谢规律，深入了解这些代谢活动与各种重要生命现象之间的联系，学会综合运用所学的基本知识和技术来解决一些实际问题，并为学习后续课程打下坚实的基础。二、课程基本要求(一）理论知识1．生物分子的结构基础（1）掌握构件分子和生物大分子的概念及种类；（2）掌握核酸、蛋白质等重要生物大分子的结构、性质和功能；2（3）掌握糖类和脂类的性质、结构和功能；（4）掌握酶的催化特性、作用机理以及辅基、辅酶与维生素的关系及其在酶催化过程中的作用和酶的动力学特点。2．生命分子的代谢基础（1）掌握新陈代谢的概念；（2）熟悉生物体内特别是糖类相互转化的化学机制；（3）掌握糖类分解代谢的主要途径及其特点；（4）掌握生物氧化的概念与电子传递、氧化磷酸化的运行规律和机制；（5）掌握蛋白质、核酸和脂类的合成与分解过程；（6）熟悉体内主要物质代谢的相互关系及代谢的调节机制；（7）熟悉细胞间信息的传递，基因表达的调控；（8）掌握复制、转录、翻译的过程及特点；（8）熟悉肝脏生化、血液生化；（9）熟悉基因重组与基因工程、癌基因、抑癌基因与生长因子，了解基因诊断与基因治疗的原理及其应用；（10）了解分子生物学常用技术的原理及其应用。（二）基本技能1．掌握一、二种测定核酸、蛋白质等生物分子含量的方法；2．了解生物化学新的研究方法及新的研究进展；3．在教师的指导下能设计和组合实验内容，对实验结果能进行综合判断分析和解释。3三．课程基本内容及重点难点绪论目的要求明确学习生物化学的目的和学习方法以指导全课程的学习。【掌握】生物化学的概念【熟悉】生物化学研究的主要内容及其与医学的关系【了解】生物化学的发展简史重点掌握和熟悉的内容难点无教学内容第一节生物化学发展简史第二节当代生物化学研究的主要内容第三节生物化学与医学第四节本书纲要第一篇生物大分子的结构与功能体内发挥重要功能的各种大分子通常由基本结构单位按一定的排列顺序和连接方式而形成的多聚体。蛋白质和核酸是体内主要的生物大分子。第一章蛋白质的结构与功能目的要求【掌握】1.蛋白质的元素组成特点，氨基酸的结构通式，氨基酸的分类、三字英文缩写符号；2.肽、肽键与肽单元的概念；3.蛋白质一级结构的概念及其主要的化学键；2.蛋白质的二级结构的概念、主要化学键和形式：α-螺旋，β-折叠，β-转角与无规卷曲；3.蛋白质的三级结构概念和维持其稳定的化学键：疏水作用、离子键、氢键和范德华引力；4.蛋白质的四级结构的概念和维持稳定的化学键；5.蛋白质的结构与功能的关系：一级结构决定空间结构，空间结构决定生物学功能。变构效应的概念；6.蛋白质的理化性质：两性电离，胶体性质，蛋白质变性的概念和意义，紫外吸收和呈色反应。【熟悉】41.肽链的概念，多肽链的写法。生物活性肽的概念，重要的生物活性肽GSH；2.肽单元的特点；3.模体（motif）、结构域(domain)、分子伴侣的概念；4.蛋白质的分类；5.蛋白质分离和纯化技术：盐析、电泳和分子筛效应的原理。【了解】1.胰岛素分子的一级结构；2.分子伴侣对蛋白质分子空间结构形成的影响；3.蛋白质构象改变与疾病的关系，如朊病毒蛋白与疯牛病；4.多肽链中氨基酸序列分析的原理；5.蛋白质空间结构预测的原理和意义。重点蛋白质的二、三、四级结构的概念、主要化学键和形式；蛋白质的分子结构、蛋白质空间结构与功能的关系。难点蛋白质的分子结构、蛋白质空间结构与功能的关系。教学内容第一节蛋白质的分子组成蛋白质元素组成的特点（尤其是N的含量）及其应用。一、天然氨基酸是L型二、氨基酸的分类组成蛋白质的二十种氨基酸的结构通式、中文名字及英文三字缩写符号。二十种基本氨基酸的分类。部分氨基酸（Asp、Glu、Arg、Lys、His、Pro、Cys、Ser）的侧链功能基团（R基团）。三、氨基酸的理化性质氨基酸的重要理化性质（两性解离及等电点、紫外吸收、茚三酮反应）。四、肽（一）肽多肽链、肽及多肽的定义。主链和侧链、肽链两端的概念及肽链书写方法。(二)生物活性肽一些重要的生物活性肽（GSH、多肽类激素、神经肽）。第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质的一级结构蛋白质一级结构的概念、维系键、重要性。胰岛素分子的一级结构。二、蛋白质的二级结构5蛋白质二级结构的概念、维系键、主要形式。（一）肽单元肽单元的概念和重要性。（二）α-螺旋α-螺旋的定义和结构要点。（三）β-折叠β-折叠的定义和结构要点。（四）β-转角和无规卷曲β-转角结构特点和无规卷曲的概念。（五）模体模体的概念及其常见形式（锌指、HLH、HTH等）。（六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响一级结构对二级结构的决定作用及影响α-螺旋和β-折叠形成的主要因素。三、蛋白质的三级结构（一）三级结构蛋白质三级结构的概念、维系键。（二）结构域结构域的概念和特点。（三）分子伴侣分子伴侣的概念及其对蛋白质分子空间结构形成的影响。四、蛋白质的四级结构亚基的概念。蛋白质四级结构的概念、维系键。Hb分子的四级结构概况。五、蛋白质的分类蛋白质三种常用分类方法（按分子组成、分子形状、主要功能分类）。第三节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系（一）一级结构是空间构象基础一级结构是空间构象基础的实例（Rnase变性与复性）。（二）一级结构与功能的关系一级结构相似，功能相似（三）氨基酸序列提供生物进化信息物种分化越近，氨基酸序列差越小（四）重要蛋白质氨基酸序列改变引起疾病分子病的概念6二、蛋白质空间结构与功能的关系（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构Hb和Mb分子的空间结构要点。（二）血红蛋白的构象变化与结合氧Hb空间结构的改变对其结合氧的功能的影响（氧百分饱和度、氧解离曲线、协同效应及变构效应）。变构效应的概念。（三）蛋白质构象改变与疾病蛋白质构象改变与疾病的关系，如朊病毒蛋白与疯牛病。第四节蛋白质的理化性质一、蛋白质的两性电离蛋白质两性电离及等电点的概念，碱性蛋白质及酸性蛋白质的含义。二、蛋白质的胶体性质蛋白质分子的亲水胶体性质及其稳定因素。三、蛋白质变性、沉淀和凝固蛋白质变性的概念、变性因素及变性原理。蛋白质沉淀的概念及常用沉淀方法。变性蛋白质复性的概念。蛋白质变性、沉淀和凝固之间的联系。四、蛋白质的紫外吸收峰蛋白质在280nm有紫外吸收峰，可依此测浓度。五、蛋白质显色反应（一）茚三酮反应（二）双缩脲反应第五节蛋白质分离、纯化与结构分析一、透析与超滤透析概念。透析与超滤的作用二、丙酮沉淀、盐析与免疫共沉淀有机溶剂沉淀、盐析、免疫共沉淀的机制三、电泳分离电泳概念、电泳分类四、层析分离层析概念五、超速离心分离沉降系数概念六、多肽链中氨基酸序列分析多肽链中氨基酸序列分析的原理及其方法7七、蛋白质空间结构测定蛋白质空间结构测定的原理及其方法第二章核酸的结构与功能目的要求【掌握】1.掌握核酸的概念、基本组成单位，DNA、RNA组成的异同；2.核酸（DNA、RNA）的一级结构，连接键；3.Chargaff规则，DNA双螺旋结构模式的要点，DNA的超螺旋结构和功能；4.tRNA、mRNA的组成、结构特点；5.核酸的变性、复性，融解温度（Tm）、增色效应的概念。【熟悉】1.核酸与遗传、繁殖和蛋白质生物合成等生命活动的关系；2.核蛋白体RNA（rRNA）的结构与功能；3.核酸分子杂交的概念和原理；4.核酶的定义，功能。【了解】1.其他小分子RNA的种类与功能；2.核酸酶的分类与功能。重点DNA的二级结构的特点；信使RNA和转运RNA的结构特点难点B-DNA的空间结构特点、tRNA二级结构的特点教学内容第一节核酸的化学组成及一级结构一、核苷酸的结构DNA和RNA中的戊糖种类、碱基组成及其结构特点，核苷、核苷酸的结构与命名，核酸的概念及其基本组成单位。核酸、戊糖、磷酸之间的连接方式。三、DNA中脱氧核苷酸的连接方式通过3’-5’磷酸二脂键连接四、RNA中脱氧核苷酸的连接方式通过3’-5’磷酸二脂键连接四、核酸的一级结构核酸一级结构的定义，核酸中核苷酸之间的连接键，核酸一级结构的意义、书写方式。第二节DNA的空间结构与功能一、DNA的二级结构——双螺旋结构模型8（一）DNA双螺旋结构的研究背景Chargaff规则M.Wilkins和R.Franklin获得高质量的DNA分子X衍射照片（二）B-DNA双螺旋结构模型的要点ＤＮＡ是一反向平行的互补双链结构，DNA双链是右手螺旋结构，双链之间形成互补碱基配对。疏水力和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定。（三）DNA双螺旋结构的多样性B-DNA(Ｗatson-Crick模型结构)、Z-DNA、A-DNA。二、DNA的高级结构是超螺旋结构DNA的超螺旋结构（一）原核生物DNA的高级结构（二）DNA在真核生物细胞核内的组装染色体的基本单位核小体。核小体由DNA和组蛋白共同构成。组蛋白分子共有五种。三、DNA是遗传信息的物质基础基因、基因组的概念，DNA的的基本功能。第三节RNA的结构与功能真核细胞主要RNA分子的的种类和功能一、mRNA是蛋白质合成的模板真核生物成熟mRNA的结构特点，三联体密码的概念，hnRNA的结构特点、它与成熟mRNA的关系。二、tRNA是蛋白质合成的氨基酸载体tRNA一级结构的特点，tRNA二级结构的特点与功能、反密码子的概念，tRNA的三级结构。三、rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所原核生物与真核生物rRNA的种类，核糖体的组成，核糖体上重要位点。四、snmRNA参与基因表达的调控snmRNA的作用，核酶的定义和功能五、核酸在真核和原核细胞中表现不同的时空特征第四节核酸的理化性质及其应用一、核酸分子具有强烈的紫外吸收紫外吸收的来源化学键，相关物质在260nm有紫外吸收。二、DNA的变性是双链解为单链的过程DNA变性的定义，解链曲线及解链温度（Tm）的概念、碱基组成与Tm的关系，