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生物化学与分子生物学
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第14次开课
开课时间： 2025年02月17日 ~ 2025年07月04日
学时安排： 4-6小时每周
进行至第8周，共20周 已有 1811 人参加
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spContent=生物化学是研究生命化学的科学，它在分子水平上探讨生命的本质，即研究机体的分子结构与功能、代谢与调节及其在生命活动中的作用。人们通常将生物大分子结构、功能及其代谢调控的研究，称为分子生物学。因此，从广义的角度来看，分子生物学是生物化学的重要组成部分。
生物化学是研究生命化学的科学，它在分子水平上探讨生命的本质，即研究机体的分子结构与功能、代谢与调节及其在生命活动中的作用。人们通常将生物大分子结构、功能及其代谢调控的研究，称为分子生物学。因此，从广义的角度来看，分子生物学是生物化学的重要组成部分。
—— 课程团队
课程概述

《生物化学与分子生物学》是一门重要的医学基础课程，是全日制各医学专业八年制、六年制、五年制、四年制等本科生的专业基础课。生物化学与分子生物学的基础理论课和实验课为必修课。

《生物化学与分子生物学》的开设对象为各医学专业，有：临床医学八年制，临床医学六年制，临床医学、基础医学、中西医临床医学、口腔医学、医学影像学、儿科学、预防医学、法医学等五年制，医学检验技术、医学实验技术、药学、生物药学、中药学、护理学、公共事业管理、信息管理与信息系统等四年制本科生。也可供本科生报考研究生、医学生职业医师考试等全国考试复习使用，可供其他兄弟院校生物学各专业学生学习参考。

许多疾病的病因、发病机制都需要从分子水平上进行阐述；也需要用生物化学和分子生物学的方法去解决一些疾病的预防、诊断和治疗。此外，生物化学与分子生物学实验技术是自然科学研究技术的重要组成部分。

通过本课程的学习，使学生掌握生物化学与分子生物学的基础理论、基本知识和基本技术，了解本学科的新进展，同时掌握必要的专业词汇和阅读及交流能力，为后续医学课程的学习打下扎实的基础。

本课程主要是医学生物化学与分子生物学课程的理论课部分。着重介绍以下内容：生物大分子的结构与功能，人体的新陈代谢及其调节，生物体遗传信息的贮存、传递与表达，即基因信息的传递和细胞信号转导，以及专题篇：包括血液的生物化学、肝的生物化学、维生素、重组DNA技术、分子生物学常用技术的原理、癌基因和抑癌基因等。

本课程将所有学习内容，分成6个单元，即：生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节（上）、物质代谢与调节（下）、遗传信息的传递（上）、遗传信息的传递（下）、专题篇等。采取按单元形式进行发布教学内容和单元测验等。便于各专业同学按需进行学习。

授课目标

通过本课程的学习，不仅可以掌握生物化学与分子生物学的基础理论、基本知识和基本技术，还将了解本学科的新进展。学好生物化学与分子生物学将为后续医学课程的学习打下扎实的基础。

课程大纲
蛋白质的结构与功能
课时目标：一、目的和要求。 掌握蛋白质的定义及生物学重要性。掌握蛋白质的结构与功能。熟悉蛋白质的理化性质。了解蛋白质与疾病的关系。二、学习的重点和难点。 重点：蛋白质的分子组成特点和基本单位，以及蛋白质的分子结构。蛋白质的分子结构及其与功能的关系，蛋白质变性及其紫外吸收峰；DNA和RNA的化学组成，核苷酸及其衍生物的结构、功能。难点：模体、结构域、蛋白质的高级结构。蛋白质各级结构与功能的关系。
1.1 蛋白质的分子组成
1.2 蛋白质的分子结构
1.3 蛋白质结构与功能的关系
1.4 蛋白质的理化性质
核酸的结构与功能
课时目标：一、目的和要求。 掌握核酸的分类、分布及其生物学作用。掌握核酸的化学结构及理化特性。掌握核酸的高级结构及生物学功能。 二、学习的重点和难点。 重点：掌握核酸的分子组成，DNA的结构及其功能。掌握DNA的结构及其功能，RNA的结构以及三种RNA的功能掌握DNA的变性、复性、分子杂交的概念，DNA的增色效应，Tm值的概念。 难点：核酸的结构（DNA结构，几种重要的RNA的结构）
2.1 核酸的化学组成
2.2 DNA的结构与功能
2.3 RNA的结构与功能
2.4 核酸的理化性质
酶与酶促反应
课时目标：一、目的和要求。 掌握生物催化剂的概念。掌握酶的结构、功能及作用机制。掌握影响酶促反应的因素及酶的调节。熟悉酶的生物学重要性。了解酶与疾病的关系。了解酶在医学上的应用。二、学习的重点和难点。 重点：掌握酶的基本结构和酶活性中心的概念及其组成；酶促反应的特点。掌握影响酶促反应的因素。掌握可逆性抑制作用及其实践中应用，机体如何调节酶活性。难点：酶促反应的机制。米－曼氏方程的推导。抑制剂对酶活性的影响。
3.1.1 酶的分子结构和功能
3.1.2 同工酶
3.2 酶的工作原理
3.3 酶促反应动力学
3.4 酶的调节
维生素
课时目标：一、目的和要求。 通过本章学习掌握维生素的定义，生物学重要性，分类；各类维生素的化学本质、生化作用及缺乏症。二、学习的重点和难点。 重点：B族维生素在体内活性形式及生化作用；维生素A D生化作用及缺乏症。 难点：各类维生素及体内活性形式的结构。
4.1 维生素
糖代谢
课时目标：一、目的和要求。 掌握糖的生理功能、糖的吸收方式。掌握糖的无氧氧化和有氧氧化。掌握三羧酸循环的概念、亚细胞定位、反应过程，熟悉掌握三羧酸循环的调节，掌握三羧酸循环的生理意义。掌握磷酸戊糖途径的生理意义，掌握糖原代谢，掌握糖异生糖异生途径，熟悉乳酸循环，掌握血糖水平及其激素调节机制，了解糖代谢异常及临床疾病。二、学习的重点和难点。 重点：掌握糖的生理功能、糖酵解的概念和糖酵解的反应部位、步骤和关键酶、糖酵解的生理意义。掌握糖的有氧氧化的概念和反应过程。掌握三羧酸循环的各环节、有氧氧化中ATP生成数目的计算、磷酸戊糖途径的生理意义。掌握糖异生的定义、原料、部位、生理意义及糖异生途径。糖原合成与分解的概念、组织定位及生理意义。血糖的来源和去路。 难点：糖酵解的调节。糖有氧氧化的调节、糖原合成与分解的调节。糖原合成与分解的调节。激素对血糖水平的影响机制。
5.1 糖代谢概述
5.2 糖的无氧氧化
5.3.1 糖的有氧氧化
5.3.2 三羧酸循环
5.4 磷酸戊糖途径与蚕豆病
5.5 糖原的合成与分解
5.6 糖异生与乳酸循环
5.7 血糖及其调节
脂质代谢
课时目标：一、目的和要求。 掌握脂质的概念、分类及生理功能。掌握脂酸的来源及必需脂酸的概念。掌握脂质消化与吸收。掌握甘油三酯代谢，掌握脂肪酸的分解代谢，熟悉脂肪酸合成代谢。熟悉甘油磷脂的代谢。掌握胆固醇代谢。掌握血浆脂蛋白的分类与功能，熟悉血浆脂蛋白代谢概况。二、学习的重点和难点。 重点：掌握脂质的概念及分类；掌握甘油三酯的合成途径；掌握脂肪动员的概念；掌握饱和偶碳脂酸彻底氧化的主要过程及甘油三酯的氧化供能。掌握肝内生酮肝外用；掌握脂酸合成的主要部位、原料及关键酶，磷酸甘油的来源。掌握甘油磷脂的合成原料、合成途径及其降解；掌握几种甘油磷脂的名称及俗称。掌握胆固醇合成的原料和部位、限速酶及胆固醇的转化。掌握血浆脂蛋白的分类、组成特点及生理功能、脂蛋白代谢关键酶的作用。掌握载脂蛋白的重要作用。难点：脂酸β氧化的生化反应过程。脂酸合成酶催化的脂酸合成反应过程。甘油磷脂、胆固醇的合成过程。血浆脂蛋白代谢过程。
6.1 脂质的化学及功能
6.2 脂质的消化与吸收
6.3.1 脂肪动员和脂肪的分解
6.3.2 脂肪的合成
6.4 磷脂的代谢
6.5 胆固醇的代谢
6.6.1 血脂与血浆脂蛋白
6.6.2 四种脂蛋白的代谢
生物氧化
课时目标：一、目的和要求。 掌握生物氧化的概念，熟悉生物氧化的特点。掌握ATP、高能化合物。掌握氧化呼吸链的组成、排列顺序。掌握氧化磷酸化的概念，熟悉ATP生成的机制。熟悉影响氧化磷酸化的因素。熟悉其他氧化途径。二、学习的重点和难点。 重点：掌握主要是生成ATP的氧化体系、呼吸链电子传递的过程、ATP生成的方式、ATP的利用和储存形式。掌握胞液中NADH转运进入线粒体氧化的机制。难点：呼吸链的组成。氧化磷酸化的偶联机制。
7.1 生物氧化
7.2 呼吸链
7.3.1 氧化磷酸化
7.3.2 高能化合物
7.4 活性氧族与衰老
蛋白质消化吸收和氨基酸代谢
课时目标：一、目的和要求。 掌握蛋白质的生理功能。掌握氮平衡、必需氨基酸的概念。掌握蛋白质的消化，熟悉蛋白质的吸收。掌握氨基酸的脱氨基作用，α-酮酸的去路。掌握氨的代谢。掌握一碳单位的代谢，熟悉其他氨基酸的代谢。二、学习的重点和难点。 重点：营养必须氨基酸、小肠中消化蛋白质的酶类、氨基酸代谢库的来源与去路、四种脱氨基方式、-酮酸的去路。血氨的来源、运输形式和去路。α-酮酸的代谢去向及糖、脂、蛋白质的相互转变是讲授的重点也是难点。尿素合成的部位、特点。一碳单位的代谢。 难点：蛋白质降解的泛素化反应。一碳单位的来源；甲硫氨酸循环；肌酸代谢；儿茶酚胺与黑色素的合成。
8.1 蛋白质的功能与营养价值
8.2 蛋白质的消化、吸收与腐败
8.3 氨基酸的一般代谢
8.4 血氨的来源及去路
8.5.1 氨基酸脱羧基生成胺类物质
8.5.2 一碳单位代谢与胎儿畸形
8.5.3 含硫氨基酸代谢
8.5.4 芳香族氨基酸代谢与疾病
核苷酸代谢
课时目标：一、目的和要求。 掌握核苷酸的生物功能。掌握嘌呤核苷酸的合成代谢，掌握嘌呤核苷酸分解代谢的产物。掌握嘧啶核苷酸的合成代谢。熟悉核苷酸代谢的抗代谢物。 二、学习的重点和难点。 重点：核苷酸的生物学功能；嘌呤核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘌呤碱合成的元素来源；嘌呤核苷酸补救合成的定义及生理意义；脱氧核糖核苷酸的生成；6-巯基嘌呤的作用；嘌呤核苷酸分解代谢的产物。嘧啶核苷酸从头合成的定义、细胞定位及嘧啶碱合成的元素来源；UMP、CTP、TMP的合成途径；嘧啶核苷酸分解代谢的产物。 难点：IMP、AMP、GMP的合成及调节；嘧啶核苷酸的合成及调节。
9.1.1 嘌呤核苷酸的合成代谢与自毁容貌征
9.1.2 嘌呤核苷酸的分解代谢与痛风症
9.2 嘧啶核苷酸的代谢
9.3 核苷酸抗代谢物与抗肿瘤药物
代谢的整合与调节
课时目标：一、目的和要求。 掌握代谢的特点。掌握代谢的相互联系。掌握肝在代谢中的作用。掌握肝外重要组织器官的代谢特点，熟悉其联系。掌握代谢调节的主要方式。 二、学习的重点和难点。 重点：糖、脂、蛋白质代谢之间的相互联系。肝外重要器官的代谢特点。三级水平代谢调节。难点：学生需牢固掌握、应用代谢篇章的知识。
10.1 物质代谢的相互联系
10.2 肝外重要组织器官的代谢
10.3 物质代谢的调节
肝的生物化学
课时目标：一、目的和要求。 掌握肝在物质代谢中的作用。肝的生物转化作用及其影响因素。熟悉胆汁酸代谢，掌握胆汁酸的生理功能。二、学习的重点和难点。重点：生物转化的概念及生理意义，生物转化的主要类型，影响生物转化作用的主要因素。胆汁酸的分类，初级胆汁酸和次级胆汁酸的概念，胆汁酸的功能。难点：某些非营养物生物转化的具体反应。
11.1 生物转化
11.2 胆汁酸代谢
血液的生物化学
课时目标：一、目的和要求。 掌握血浆和血清的概念。熟悉血液在体内总含量及其一般理化性质。掌握血液的组成及化学成分。熟悉血浆蛋白质的分类和性质，掌握血浆蛋白的功能。了解血红蛋白的合成代谢，掌握血红素的生物合成。掌握血红素的分解代谢和黄疸。掌握成熟红细胞代谢的特点，了解红细胞脂代谢的特点。了解白细胞的代谢。二、学习的重点和难点。 重点：掌握血红素的生物合成部位、原料、限速反应、关键酶以及ALA合酶的调节。胆色素的概念，胆红素的代谢，两种胆红素的区别。难点：血红素生物合成的各步反应、高铁血红素促进血红蛋白合成的机制。胆红素代谢过程，胆色素的肠肝循环过程，三种黄疸的区别。
12.1 红细胞代谢
12.2 胆色素代谢
真核基因与基因组
课时目标：一、目的和要求。 掌握真核基因和真核基因组的组织结构特征。了解人类基因组。二、学习的重点和难点。 重点：真核基因的结构特征。真核基因组的结构特征。难点：基因的结构，真核基因组的结构特点。真核生物的重复序列，限制性片段长度多态性等概念。
13.1 真核基因
13.2 真核基因组
DNA的合成
课时目标：一、目的和要求。 掌握遗传的中心法则，DNA复制的定义、规律、DNA复制的酶学、DNA复制的基本过程以及了解逆转录现象和逆转录酶。二、学习的重点和难点。 重点：掌握遗传信息传递的规律，掌握DNA半保留复制、半不连续复制的概念及意义，掌握参与DNA复制的物质及功能。掌握DNA复制的方向，掌握逆转录和逆转录酶的概念。难点：DNA半保留复制、半不连续复制的概念及意义，参与DNA复制的酶及功能。DNA半不连续复制的过程，端粒及端粒酶的概念。
14.1 DNA复制的特征及酶学
14.2.1 原核DNA复制的过程
14.2.2 真核DNA复制的过程
14.3 逆转录
DNA损伤与损伤修复
课时目标：一、目的和要求。 掌握突变、DNA损伤和损伤修复的概念。熟悉DNA损伤的因素和类型。熟悉DNA损伤修复的种类，掌握切除修复。二、学习的重点和难点。 重点：掌握突变、DNA损伤修复的概念，掌握切除修复的过程。难点：DNA损伤修复的种类及其基本过程。
15.1 DNA损伤与修复
RNA的合成
课时目标：一、目的和要求。 掌握转录的定义，转录的过程。掌握复制和转录的异同。了解真核生物的转录后的修饰。二、学习的重点和难点。 重点：掌握结构基因的概念，参与转录的物质及其功能，掌握启动子的概念，掌握原核生物的转录过程、转录的方向及转录的终止。掌握真核生物的顺式作用元件、反式作用因子的概念，掌握真核生物的转录终止与RNA的转录后加工是偶联的，掌握mRNA帽子结构及尾部修饰的特点，掌握断裂基因、外显子、内含子的概念，掌握核酶的概念。 难点：不对称转录的涵义，原核生物的转录过程。真核生物的顺式作用元件、反式作用因子的概念和种类。
16.1 原核生物的转录
16.2 真核生物的转录
16.3 真核生物转录后加工
蛋白质的合成
课时目标：一、目的和要求。 掌握翻译的概念。掌握蛋白质的生物合成体系和过程。了解抗生素对翻译过程的作用。二、学习的重点和难点。 重点：掌握翻译、顺反子、单顺反子、多顺反子、遗传密码的概念，掌握蛋白质合成体系及三种RNA在蛋白质生物合成过程中的功能。掌握肽链延长（核糖体循环）的三步反应（进位、成肽和转位），掌握蛋白质空间结构的修饰。难点：tRNA与氨基酸的活化，原核生物与真核生物在蛋白质生物合成过程起始阶段的异同。原核生物和真核生物在蛋白质生物合成过程上的差异，蛋白质合成后的加工修饰和输送机制。
17.1 蛋白质生物合成体系
17.2 蛋白质生物合成过程
基因表达调控
课时目标：一、目的和要求。 掌握基因表达调控的基本原理。掌握原核生物转录调控的操纵子模式：掌握操纵子概念、掌握细菌的乳糖操纵子的作用机制。了解其它的调控方式。掌握真核生物基因表达调控的特点，了解基因表达的时空性及表达方式，掌握原核生物与真核生物基因表达调控异同点。了解真核生物复杂的转录后调控。了解翻译水平的调控。二、学习的重点和难点。 重点：掌握基因表达的概念，掌握转录水平的调控是基因表达调控的最重要环节，掌握操纵子、顺式作用元件、反式作用因子的概念。掌握原核生物乳糖操纵子模型，掌握顺式作用元件的分类、反式作用因子的分类及结构。难点：基因转录激活调节的要素。原核生物乳糖操纵子调控机制、真核生物调控作用机制。
18.1 基因表达调控的特点
18.2.1 乳糖操纵子
18.2.2 色氨酸操纵子
18.3.1 真核基因表达特点
18.3.2 顺式作用元件与反式作用因子
细胞信号转导的分子机制
课时目标：一、目的和要求。掌握细胞间信息物质的概念、分类及作用方式。掌握细胞内信息物质、第二信使、第三信使的概念。掌握受体的分类、一般结构、功能及作用的特点。熟悉受体活性的调节方式及常见调节机制。掌握膜受体介导的信息传递的几种主要途径。熟悉胞内受体介导的信息传递。二、学习的重点和难点。 重点：细胞间信息物质的概念及分类；细胞内信息物质的概念，第二信使的概念及种类。受体和配体的概念，受体的分类，G蛋白的概念及活化，受体作用的特点。膜受体介导的信号转导途径的种类，cAMP-蛋白激酶途径，cAMP的作用机制，Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径。难点：G蛋白的种类及作用。酪氨酸蛋白激酶途径。信号转导途径的交联对话的表现方式和特点。
19.1 细胞信号转导概述及规律
19.2.1 细胞内信号分子
19.3.1 胞内受体信号通路
19.3.2 cAMP-PKA通路
19.3.3 IP3/DAG-PKC通路
19.3.4 MAPK通路和JAK-STAT通路
常用分子生物学技术的原理
课时目标：一、目的和要求。 掌握PCR技术的概念及原理。掌握核酸分子杂交技术的概念及原理。掌握印迹技术和探针的概念，熟悉分子杂交技术的种类。了解核酸序列分析技术。熟悉蛋白质分离纯化技术。二、学习的重点和难点。 重点：掌握分子杂交与印迹技术的原理。掌握PCR技术的原理和过程。难点：印迹技术的类别及应用。PCR技术的工作原理。基因文库、生物芯片技术、生物大分子相互作用研究技术。
20.1 分子杂交与印迹技术
20.2 PCR技术
重组DNA技术
课时目标：一、目的和要求。 掌握DNA克隆及重组DNA技术的概念，熟悉限制性内切核酸酶，了解基因工程常用的工具酶。掌握载体、目的基因。掌握基因工程的基本步骤。二、学习的重点和难点。重点：掌握载体和基因工程工具酶。DNA克隆概念，重组DNA技术的概念、限制性内切酶的定义及其特点，目的基因的概念、重组DNA技术的基本过程，掌握插入失活的概念和互补筛选的方法。难点：限制性内切酶的作用特点，基因载体的种类；目的基因的获取方法，外源基因与载体连接的方法，重组DNA导入受体菌的方法，重组体的筛选方法，以及原核和真核表达体系的优缺点比较。
21.1.1 重组技术的工具酶与载体
21.1.2 重组DNA技术的基本原理
癌基因和抑癌基因
课时目标：一、目的和要求。 熟悉致癌因素。掌握癌基因、原癌基因的概念及癌基因被激活的方式。掌握抑癌基因的基本概念。了解抑癌基因TP53基因及其作用机制。熟悉生长因子的概念及生长因子的作用方式。二、学习的重点和难点。 重点：癌基因、原癌基因、细胞癌基因、病毒癌基因、生长因子和细胞凋亡的基本概念及区别。抑癌基因、生长因子的基本概念。难点：癌基因激活的机理。
22.1 癌基因与肿瘤
22.2 肿瘤抑制基因
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预备知识

学习本课程的同学需先修有机化学和细胞生物学（普通生物学）等课程

参考资料

（一）教材

1. 周春燕、药立波主编，《生物化学与分子生物学》第9版，北京：人民卫生出版社，2018年。

2.  査锡良、药立波主编，《生物化学与分子生物学》第8版，北京：人民卫生出版社，2013年。（视频录制主要参考教材，录制时间的原因）

（二）参考资料

1. David L. Nelson and Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry (7th). New York: W. H. Freeman and Company, 2017

2. Victor Rodwell, David Bender, Kathleen Botham, Peter Kennelly, P. Anthony Weil. Harper’s Illustrated Biochemistry (31st). New York: McGraw-Hill Co., 2018

3. Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Gregory J Gatto Jr, Lubert Stryer. Biochemistry (8th). New York: W. H. Freeman and Company, 2015

4. Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick. Lewin’s Genes XII. New York: Jones and Bartlett Publishers, 2017

5. David L. Nelson and Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry (6th). New York: W. H. Freeman and Company, 2012

6. Feng Zuohua, Qu Shen, 《Biochemistry and Molecular Biology》（英文教材）, 北京：人民卫生出版社，2007年。

7. 汤其群等改编，《生物化学》（英文改编版第2版），北京：科学出版社，2019年

8. (美)J.D.沃森等编著；杨焕明等译，《基因的分子生物学》第7版，北京：科学出版社，2016年

9. (美)德夫林等编，王红阳等译，《生物化学：基础理论与临床》（原书第6版），北京：科学出版社，2008年

10. 朱圣庚、徐长法主编，《生物化学》第4版，北京：高等教育出版社，2017

11. 杨荣武主编，《生物化学原理》第3版，北京：高等教育出版社，2018

12. 孙军、何凤田主编，《图表生物化学与分子生物学》第3版，北京：人民卫生出版社，2020年

13. 査锡良、药立波主编，《生物化学与分子生物学》第8版，北京：人民卫生出版社，2013年。

14. 冯作化、药立波主编，《生物化学与分子生物学》（8年制用）第3版，北京：人民卫生出版社，2015年。

15. 陈娟、孙军主编，《医学生物化学与分子生物学》第3版，北京：科学出版社，2016年

16. 张迺蘅主编，《生物化学》第二版，北京：北京医科大学出版社，2002年

（三）学习网址

1. https://www.icourse163.org/course/HUST-1003444003（生物化学与分子生物学国家级线上一流本科课程网站）

2. https://www.icourses.cn/sCourse/course_2566.html（生物化学国家级精品资源共享课网站）

3. https://www.xuetangx.com/course/hust10011003036intl/4076297（生物化学与分子生物学国际化课程学堂在线网站）

常见问题

本课程的视频是早于9版教材制作。故有些知识点按照8版教材录制，与9版教材的知识点存在差异，请谅解。

华中科技大学
9 位授课老师
孙军

孙军

教授

段秋红

段秋红

教授

袁萍

袁萍

副教授

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