spContent=生物化学是运用化学方法揭示生命现象的科学,生物体是由哪些物质构成的?为什么各种生物会千差万别?生老病死、记忆、导航的内在规律是什么,如何调节控制?蜘蛛结网和春蚕吐丝的差别在哪里?烫发为什么能保持很长时间?转氨酶偏高意味着什么?如果你想刨根问底,就从学习生物化学开始吧!
生物化学是运用化学方法揭示生命现象的科学,生物体是由哪些物质构成的?为什么各种生物会千差万别?生老病死、记忆、导航的内在规律是什么,如何调节控制?蜘蛛结网和春蚕吐丝的差别在哪里?烫发为什么能保持很长时间?转氨酶偏高意味着什么?如果你想刨根问底,就从学习生物化学开始吧!
—— 课程团队
课程概述
生物化学是运用化学、物理学和生物学等方法揭示生命现象的科学。它主要研究各类生物分子的结构与功能,在分子水平上阐明生命的本质、原理和规律。它是生理学、微生物学、遗传学、细胞学等各学科的基础,在分子生物学、基因-蛋白质组学、生物信息学等新兴学科中占有特别重要的位置。因此《生物化学》课程是我国高等院校生物学类和大多数非生物学类专业学生的学科基础课,是后继一系列重要课程的专业基础,在生物类研究生招生中被大多数学校列为必考科目。
本课程的教学内容主要有以下三个方面:(1)生物大分子(包括糖类、脂类、蛋白质、酶及核酸等)的分子结构、主要理化性质,并在分子水平上阐述其结构与功能的关系;(2)物质代谢(包括糖类、脂类、蛋白质及核酸的降解和核苷酸代谢),重点阐述主要代谢途径,生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律;(3)阐明遗传信息的传递和表达。
教学组织以课堂讲授为主,多媒体手段辅助,结合在线学习开展课堂讨论。要求学生课前预习,课后复习。各章节围绕教学重点安排作业。根据教学实际情况,采用面授答疑和网络辅导等形式进行辅助教学。
授课目标
使学生了解生物体化学组成成分的分子结构及其性质,生命活动中发生的化学变化和调控规律,以及与生理功能的关系。通过本课程的学习,使学生掌握生物化学的基础理论、基本知识和基本技能,为学习后续课程奠定必要的基础。
课程大纲
绪论
课时目标:熟练掌握生物化学的概念;掌握生物化学在生物科学中的地位及作用;了解生物化学的研究对象和主要任务;了解生物化学的学习方法;了解生物化学的发展历史;培养和引导学生的学习兴趣及爱国情怀、团结合作、坚忍不拔的精神。
1、生物化学的发展历史
2、生物化学的概念、研究对象和主要任务
3、生物化学在生物科学中的地位及作用
4、生物化学的学习方法
糖类化学
课时目标:熟练掌握糖的化学概念和分类;熟练掌握单糖结构理论;掌握单糖的性质;掌握重要单糖、寡糖和多糖的结构;了解糖类的生物学作用;了解单糖的命名方法和构象概念;了解重要寡糖和多糖的基本性质;了解糖复合物结构和功能。从甜与糖不对等关系,分析不能只看事物表面,要深入讨论看本质。
脂质化学
课时目标:熟练掌握脂肪与磷脂的组成、结构和基本理化性质;掌握脂质的化学概念和分类;掌握固醇的核心结构;了解脂类的重要性;了解神经酰胺糖脂(脑苷脂和神经节苷脂)和甘油醇糖脂的组成、结构和功用;了解胆固醇和麦角固醇的结构和功能。商家把DHA夸大虚假宣传,冠以时髦用语脑黄金来诱导消费者。
1、脂质的概念和类别
2、单脂
3、复脂
4、固醇
蛋白质化学
课时目标:熟练掌握氨基酸的结构通式、氨基酸的分类和酸碱性质、肽的结构和命名;熟练掌握蛋白质的一级结构、二级结构、超二级结构和结构域、三级结构和四级结构的定义及特征;掌握氨基酸化学通性及在蛋白质化学中的应用;掌握蛋白质一级结构测定的基本原理和一般方法;掌握蛋白质的重要性质和一般组成;了解氨基酸分析常用技术和方法、天然存在的活性肽、肽的人工合成、蛋白质的分类、蛋白质结构与功能的关系;了解蛋白质的修饰、糖蛋白、脂蛋白和免疫球蛋白等基本概念;了解蛋白质分离、纯化和鉴定的一般技术和方法。凯氏定氮法测定蛋白质含量的缺陷导致三聚氰胺掺入奶粉事件,引入职业操守、道德规范、法治意识。
1、蛋白质的重要性和一般组成。
2、氨基酸
3、肽
4、蛋白质的分类。
5、蛋白质的结构
6、蛋白质的重要性质
7、蛋白质的结构和功能
8、蛋白质修饰
9、糖蛋白和脂蛋白
10、免疫球蛋白
11、蛋白质的分离、纯化和鉴定
核酸化学
课时目标:熟练掌握核酸的类别、分布和组成;熟练掌握核苷和核苷酸的结构和性质;熟练掌握提出DNA双螺旋结构模型的主要根据、DNA双螺旋结构模型的内容;掌握DNA分子中核苷酸之间的连接方式、与DNA结构研究有关的工具酶;掌握DNA的三级结构;了解真核细胞染色体DNA结构;掌握RNA的一级结构、tRNA的二级结构和三级结构;掌握核酸的基本性质;了解DNA分钟核苷酸序列测定的方法;了解DNA双螺旋种类、左手螺旋、DNA三链结构和四链结构;了解核酸的生物功能和实践意义;了解核酸的分离、合成和鉴定原理。以DNA双螺旋结构模型的提出讲述继承、积累、创新、科学精神。
1、核酸的概念和重要性
2、核酸的类别、分布和组成
3、核苷与核苷酸
4、DNA的结构
5、RNA的结构
6、核酸的性质
7、核酸的生物功能和实践意义
8、核酸的分离、合成和鉴定原理
酶化学
课时目标:熟练掌握酶的分类、各大类酶的典型作用、酶蛋白的结构、酶的作用特点;掌握辅酶的结构和功能、酶的催化作用;掌握酶的结构和功能、酶的专一性;掌握酶的分离纯化和活力测定;掌握酶的反应速率和影响反应速率的因素;了解酶的作用机制;了解调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合物的概念、了解溶菌酶、尿激酶和超氧化物歧化酶;了解固定化酶以及酶在人类生活中的重要性。酶的活性中心需要特定的微环境才能完成催化,读懂“孟母三迁”感悟人生哲理。
1、酶的概念、命名和分类。
2、酶的化学本质和结构
3、酶的特性
4、酶的结构和功能
5、酶的专一性
6、酶的作用机制
7、酶的分离纯化和活力测定
8、酶的反应速率和影响反应速率的因素
9、调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合体。
10、个别酶:溶菌酶、尿激酶和超氧化物歧化酶
11、固定化酶
12、酶在人类生活中的重要性
维生素化学
课时目标:掌握脂溶性维生素和水溶性维生素生理作用和机制;掌握水溶性维生素的结构特点与辅酶的关系;了解维生素在医疗卫生和保健上的重要性、了解维生素的制备和测定;了解维生素的拮抗作用。分析2元钱维生素 C药片和百元维生素C保健品功能是否有区别,培养学生具有科学的判断能力,对待事情要客观理性,不盲目、不盲从。
1、维生素的概念和类别
2、脂溶性维生素
3、水溶性维生素
4、维生素作用机制
5、维生素在医疗卫生和保健上的重要性
6、维生素的制备和测定
7、维生素的拮抗作用
激素化学
课时目标:掌握激素的概念;掌握激素的作用机制的一般性理论;了解人体及脊椎动物激素的化学本质和生理功能的基本知识;了解植物激素的基本知识。了解激素在医药卫生和农林水产上实践意义。
1、激素的概念和类别
2、动物激素
3、植物激素
4、激素的作用机制
5、激素的制备和鉴定
6、激素在医药卫生和农林生产上的实践意义
糖代谢
课时目标:熟练掌握糖原的分解和葡萄糖的分解;掌握葡萄糖的生物合成;基本掌握光合作用、糖原、淀粉、蔗糖和乳糖的生物合成;掌握糖代谢的调节;了解糖的酶水解;了解糖中间代谢基本概念;了解人类及高等动物的糖反常代谢——糖尿。通过糖尿病的介绍,告诫培养良好的生活习惯、关心自身和他人健康。
1、糖的酶水解
2、糖中间代谢概述
3、糖的分解代谢
4、糖的合成代谢
5、糖代谢的调节
6、人类及高等动物的糖反常代谢
脂质代谢
课时目标:熟练掌握脂肪的分解代谢和脂肪的合成代谢;掌握磷脂分解和生物合成代谢过程;了解脂质代谢的意义和重要性;脂质的酶水解、脂质的吸收、转移和储存;了解糖脂的代谢、固醇的代谢、脂质代谢的调节和脂质代谢反常引起的常见疾病。分析市场上五花八门的减肥产品和减肥方法, 引导同学们应用所学知识辩证分析问题,合理饮食。
1、脂质代谢的意义和重要性
2、脂质的酶水解
3、脂质的吸收、转移和储存
4、脂肪中间代谢概述
5、脂肪的分解代谢
6、脂肪的合成代谢
7、磷脂的代谢
8、糖脂的代谢
9、固醇的代谢
10、脂质代谢的调节
11、脂质代谢反常引起的常见疾病
生物氧化
课时目标:熟练掌握生物氧化的涵义及其与物质代谢的关系;掌握生物氧化的一般原理、二酶及多酶氧化还原体系;基本掌握生物氧化与能量的产生和转移;了解一酶生物氧化体系、重要的生物氧化酶类。DNP曾经作为瘦身药,合理饮食,科学减肥。
1、生物氧化的涵义及其与物质代谢的关系
2、氧化还原电位和自由能的变化
3、生物氧化的一般原理
4、生物氧化体系的类型
5、重要的生物氧化酶类
6、生物氧化与能量的产生与转移
物质代谢的互相联系和调节控制
课时目标:掌握物质代谢的相互联系和酶水平的调节;熟悉激素调节和神经调节。人作为社会的一个基本单位,必然受到约束,不能追求无限制的自由,从而培养学生的法治精神。
1、物质代谢的相互联系
2、代谢调节的重要性。
3、酶的调节
4、激素的调节
5、神经的调节
DNA的生物合成
课时目标:掌握DNA的复制、DNA的损伤和修复等内容;了解逆转录和DNA复制的忠实性。DNA的半保留复制中有保留有创新,理解中华优秀传统文化的继承与发展。
1、DNA的复制
2、逆转录
3、DNA的损伤和修复
4、DNA复制的忠实性
RNA的生物合成
课时目标:掌握以DNA为模板合成RNA;掌握RNA生物合成的抑制剂。了解RNA的复制;了解多核苷酸磷酸化酶。引入施一公团队解析高分辨率酵母剪接体的研究,使同学们了解中国科学家的科学精神,增强文化自信和认同感。
1、以DNA为模板合成RNA
2、RNA的复制
3、多核苷酸磷酸化酶
4 、RNA生物合成的抑制剂
蛋白质的生物合成
课时目标:掌握遗传密码的特性、蛋白质合成的分子机制;了解遗传密码的破译、蛋白质定向转运、蛋白质生物合成抑制剂及没有核糖体参加的多肽合成。抗生素的严重滥用问题,导致病原菌耐药性的产生和超级细菌的诞生,使他们认识到要遵守自然规律,维持生态平衡的重要性。
1、遗传密码
2、蛋白质的生物合成
3、蛋白质的定向转运
4、蛋白质生物合成抑制剂
5、没有核糖体参加的多肽合成
基因表达的调控
课时目标:掌握原核生物基因表达的调控;了解真核生物基因表达的调控。诱导和阻遏作用,培养学生辩证思维。
1、原核生物基因表达的调控
2、真核生物基因表达的调控
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预备知识
参考资料
1. 张冬梅等. 普通生物化学(第6版). 北京:高等教育出版社,2021
2. 王镜岩等. 生物化学教程. 北京:高等教育出版社,2008
3. 张丽萍等. 生物化学简明教程 第四版. 北京:高等教育出版社,2009
4. 杨荣武等. 生物化学原理(第2版). 北京:高等教育出版社,2012
5. 杨荣武等. 生物化学学习指南与习题解析. 北京:高等教育出版社,2007
6. Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. W.H. Freeman and Company, 2006
7. Laurence A. Moran, Robert A. Horton, Gray Scrimgeour and Marc Perry. Principles of Biochemistry. 5th ed. Pearson Education, Inc., 2011