spContent=在本课程中，我们将一同研究生物大分子的基本化学组成、结构、功能、性质以及相互关系，生物大分子在生物体内代谢规律、调节方式及其与重要生命现象之间的联系。通过学习您将能综合运用所学知识和技术解决生命科学、食品科学、生物工程中的一些问题，并从分子水平上理解生命过程中所发生的现象。
在本课程中，我们将一同研究生物大分子的基本化学组成、结构、功能、性质以及相互关系，生物大分子在生物体内代谢规律、调节方式及其与重要生命现象之间的联系。通过学习您将能综合运用所学知识和技术解决生命科学、食品科学、生物工程中的一些问题，并从分子水平上理解生命过程中所发生的现象。
—— 课程团队
课程概述
一、课程性质和任务
《生物化学》是研究生命现象及其化学本质的科学，揭示了生物体的化学组成及其发展规律，是现代生物科学的理论和技术基础，通过本课程的学习，使学生掌握生物大分子的基本化学组成、结构、功能和性质以及相互关系，掌握生物大分子在生物体内的代谢规律、调节方式及其与重要生命现象之间的联系，同时及时了解国内外有关生物化学的先进理论和成就，综合运用所学的基本知识和技术解决食品科学、食品安全、生物工程中的一些问题，并从分子水平上理解生命过程中所发生的现象，是学习食品科学与工程类、生物工程类及相关专业类专业课程的重要基础。
二、课程教学目标
课程教学目标体现为专业知识、专业技能和专业素质三方面的目标。
1. 专业知识目标
1.1 掌握氨基酸、肽、蛋白质、核酸、酶的基本概念、理化性质、结构、生理功能和生物学意义，掌握蛋白质、核酸一级结构与高级结构的关系，理解蛋白质空间结构折叠途径与疾病关系，了解酶促反应动力学特征；
1.2 理解生物氧化、呼吸链和能量代谢的概念、氧化类型、作用机制，了解化学渗透假说机制，理解各种物质代谢的基本途径，特别是糖酵解、三羧酸循环、糖异生、脂肪酸β-氧化、脂肪酸合成、蛋白质合成与分解、核苷酸代谢等代谢途径，理解各代谢途径的反应机制、关键酶及生理意义和主要调节环节及相互联系；
1.3 了解生物体内重要的生物化学反应过程，同时对生物体内的各种反应的规律有一个基本的认识。
2. 专业技能目标
2.1 运用结构和代谢生物化学原理和方法，理解生命过程中所发生的现象；
2.2 运用代谢生物化学的原理和方法，理解代谢异常与临床疾病的关系；
3.专业素质目标
3.1 具备良好的生物化学逻辑思维能力，从生物化学角度分析解决相关问题；
3.2 具备基本的从事生物化学科学研究的专业素质和技能。
三、课程教学内容安排
本着降低结构生物化学比重、弱化分子生物学内容、突出代谢生物化学地位的原则，本课程共设置8章，包括结构生物化学3章和代谢生物化学5章，共计50个知识点。结构生物化学包括蛋白质化学、核酸化学和酶化学，介绍包括氨基酸、肽、蛋白质、核酸、酶的结构、生理功能，蛋白质、核酸一级结构与高级结构的关系，蛋白质物质结构与功能之间的关系，酶促反应动力学特征等内容。代谢生物化学是本课程重点内容，包括化学渗透假说机制，生物氧化类型，糖酵解、三羧酸循环、糖异生、脂肪酸β-氧化、脂肪酸合成、氨基酸分解、核苷酸合成等代谢途径关键酶及生理意义。通过运用结构和代谢生物化学原理和方法，理解生命过程中所发生的现象；运用代谢生物化学的原理和方法，理解代谢异常与疾病的关系。具体安排如下。
四、生物化学导学图
授课目标
通过生物化学在线开放课程的学习，全面了解、重点掌握生物化学的基本理论知识和学科发展新内容，为以后学习其它专业知识和科研实践奠定基础，为从事生物科学、生物工程、食品科学、食品质量与安全等工作者提供全面、便利的学习平台，为教师开展教学提供借鉴与参考。
课程大纲
蛋白质化学
课时目标：（1）教学内容及要求 掌握氨基酸的结构、种类及其理化性质；运用并掌握蛋白质的重要性质、结构及其理化性质；理解蛋白质的结构特点及其与功能的关系。（2）重点与难点 重点：氨基酸的结构、种类及其理化性质，蛋白质的结构特点及其与功能的关系； 难点：蛋白质的结构特点及其与功能的关系。（3）学习任务 查阅全俊《在炼金术之后：诺贝尔化学奖获得者100年图说》中关于弗雷德里克·桑格的介绍，学习两种稀有的氨基酸是什么？如何区分疏水、亲水氨基酸？酸性、碱性氨基酸等电点计算有什么简便方法？如何计算半胱氨酸的等电点？Sanger试剂有什么作用？弗雷德里克·桑格的故事对你有什么启示。 查阅托马斯·哈格《20世纪的科学怪杰鲍林》，回答Sanger试剂有什么作用？弗雷德里克·桑格的故事对你有什么启示；什么是肽键？肽平面有什么特点？蛋白质有几种结构？分别是什么？靠什么作用力维系？你是如何理解α-螺旋的？看了鲍林的传奇故事，你有什么感想？β折叠分为哪两种类型？列举几个纤维状蛋白的例子，它们有什么特点？ 查阅陈之藩《剑河倒影》、艾芙·居里《居里夫人传》、程民治《亨利·布拉格父子：为诺贝尔奖颁奖史刷新了两项记录》和马克斯·佩鲁茨《真该早些惹怒你—关于科学、科学家和人性随笔》，回答都有哪些科学家为X射线晶体衍射技术做出了突出的贡献？谈谈布拉格父子、佩鲁茨在肌红蛋白结构解析方面的贡献吧。说说那所神秘的卡文迪什实验室吧，有哪些你熟悉的科学大师？血红蛋白结构与功能之间有什么关系？它有哪三种效应？ 查阅全俊《在炼金术之后：诺贝尔化学奖获得者100年图说》中关于克里斯蒂安·安芬森的介绍，回答共价键和非共价键都有什么作用？疏水作用力为什么特别重要？蛋白质具有四级结构有什么好处？查看安芬森在蛋白质变性与复性中的贡献，谈谈你对“科学发现存在偶然中的必然”这句话的理解。
1.1 氨基酸的分类
1.2 氨基酸的两性解离
1.3 氨基酸的化学性质
1.4 肽键和肽平面
1.5 蛋白质的结构
1.5.1 蛋白质的二级结构- α-螺旋基本特征
1.5.2 蛋白质的二级结构- β折叠
1.5.3 蛋白质的三级结构—作用力
1.5.4 蛋白质的四级结构
1.6 纤维状蛋白
1.7 球状蛋白—肌红蛋白
1.8 球状蛋白—血红蛋白
1.9 蛋白质的变性与复性
核酸化学
课时目标：（1）教学内容及要求 运用并掌握核酸的组分：碱基、核苷和核酸的结构和理化性质；了解重要核酸的生理功能。（2）重点与难点 重点：核酸的结构、性质； 难点：核酸的生理功能。 （3）学习任务 查阅罗伯特·奥尔贝《通往双螺旋之路：DNA的发现》和詹姆斯·沃森《双螺旋》，回答核苷酸都有哪些基本组成单元？DNA和RNA有什么区别？在发现DNA双螺旋的历史中，富兰克林、威尔金斯、鲍林、沃森、克里克之间，到底发生了些什么？面对双螺旋模型，你是否体会到了“万物之始，大道至简，衍化至繁”的含义？DNA的三级结构与生物学功能发挥有什么关系？蛋白质、核酸的变性与复性有什么区别？
2.1 核苷酸的结构
2.2 DNA的结构特征
2.3 DNA的三级结构
2.4 核酸的变性与复性
酶化学
课时目标：（1）教学内容及要求 理解酶的命名、分类和活性测定方法；运用并掌握酶的本质及在生物化学中重要作用，影响酶促反应的因素；了解重要的酶和功能。（2）重点与难点 重点：酶的结构、性质、功能，酶促反应动力学； 难点：酶促反应动力学。 （3）学习任务 查阅郭保章《20世纪化学史》，举个例子说明诱导契合模型的原理。回答常见的辅酶有哪些？辅酶Ⅰ、Ⅱ有什么异同？举例说明六大类酶的特点。米氏方程有哪些限定条件？Km、Vmax代表什么含义？三种可逆性抑制里，分析Km、Vmax如何变化？谈谈天字第一号抗生素—青霉素吧。
3.1 酶的专一性
3.2 酶的组成
3.3 酶的分类
3.4 米氏方程
3.5 可逆性抑制
3.6 不可逆性抑制
生物氧化
课时目标：（1）教学内容及要求 理解生物氧化、呼吸链和能量代谢的概念、氧化类型、作用机制；生物氧化中有关酶及能量的产生和转移特点；了解化学渗透假说机制及其论证实验。（2）重点与难点 重点：生物氧化的特点、类型、有关酶及能量的产生和转移特点，化学渗透假说机制； 难点：化学渗透假说机制。（3）学习任务 查阅彼得·米切尔提出化学渗透假说的历史，回答呼吸链的组分有哪些？呼吸链复合体的结构是怎样的？又一位传奇式的科学大师—米切尔，谈谈他有什么贡献吧。炸药=减肥药？DNP是什么？
4.1 呼吸链的组分
4.2 呼吸链复合体
4.3 氧化磷酸化
4.4解偶联与抑制作用
糖代谢
课时目标：（1）教学内容及要求 掌握糖的分解代谢途径和合成代谢途径；了解糖的有氧代谢和无氧代谢；掌握重要的糖代谢途径：糖酵解、三羧酸循环的反应和生理意义；了解糖异生等糖代谢途径的生理意义。（2）重点与难点 重点：糖酵解途径，三羧酸循环途径，糖异生途径； 难点：糖代谢途径机制与能量计算。 （3）学习任务 查阅刘锐《糖酵解过程的发现史》，回答葡萄糖为什么要磷酸化？为什么说第一步反应是诱导契合学说的经典例子？葡萄糖为什么再次磷酸化？糖酵解的发现过程对你有什么启发？谈谈你对“糖酵解是种古老而又重要的代谢方式”这句话的理解。哪些物质有助于饥饿时维持血糖浓度稳定？查阅TCA循环的发现过程及汉斯·克雷布斯被Nature拒稿的经过，回答三大循环代谢的发现者—克雷布斯采用了什么共同的方法研究代谢？试着用生物化学逻辑思维理解第一步反应。试着用生物化学逻辑思维理解推导后续七步反应。试着用生物化学逻辑思维记忆TCA循环全部反应。原核生物、真核生物计算葡萄糖被彻底氧化产生的ATP数量时有什么不同？ 查阅蛋白质的可逆磷酸化研究历史，结合蛋白质磷酸化研究，谈谈糖酵解的完善调控系统吧。
5.1 糖酵解第一步不可逆反应机制
5.2 糖酵解第二步不可逆反应机制
5.3 糖酵解第三步不可逆反应机制
5.4 糖酵解的生理意义
5.5 TCA循环准备阶段
5.6 TCA循环第一次不可逆反应
5.7 TCA循环第二次不可逆反应
5.8 TCA循环第三次不可逆反应
5.9 TCA循环化学总计算
5.10 糖异生
5.11 糖酵解的调控
脂代谢
课时目标：（1）教学内容及要求 掌握脂肪酸的分解代谢途径和合成代谢途径：脂肪酸的β-氧化和从头合成途径；掌握脂肪合成和分解的限速步骤。（2）重点与难点 重点：脂肪酸的β-氧化和从头合成途径； 难点：脂肪合成和分解的限速步骤。（3）学习任务 查阅弗朗茨·克诺普发现脂肪酸氧化的过程，回答β氧化与哪种代谢途径惊人相似？除了β氧化还有哪些氧化途径？详细解释一下。酸中毒是怎么回事？酮体真的是一无是处吗？脂肪酸氧化与合成有什么异同？总结一下生物体的羧化反应类型吧。为什么说哺乳动物脂肪酸合酶体现了生物的进化？反式脂肪酸为什么有害？脂肪酸合成代谢如何调控呢？
6.1 脂肪酸的β氧化
6.2 酮体
6.3 乙酰CoA转运
6.4 丙二酸单酰CoA的合成
6.5 脂肪酸链合成
蛋白质代谢
课时目标：（1）教学内容及要求 掌握蛋白质的分解类型；掌握直接脱氨基、转氨基、联合脱氨基三种氨基酸分解方式；了解氨的代谢途径，了解尿素循环途径；了解氨基酸的合成方式和特点。（2）重点与难点 重点：联合脱氨作用、尿素循环； 难点：氨基酸的合成方式和特点。 （3）学习任务 查阅尿素循环研究过程，回答泛素是什么？蛋白酶体和伴侣蛋白是相同的吗？氨基的降解有几种方式？尿素、尿酸，你能分得清吗？谷氨酰胺合成酶是如何调控的？又见克雷布斯，了解一下他的第一个循环发现吧。
7.1 蛋白质的降解
7.2 氨基和碳链的降解
7.3 铵离子的解毒
7.4 尿素循环
核苷酸代谢
课时目标：（1）教学内容及要求 掌握核苷酸的从头合成和补救合成途径；了解核苷酸的分解途径，了解嘌呤和嘧啶核苷酸结构中各原子的来源。（2）重点与难点 重点：核苷酸的从头合成和补救合成途径； 难点：嘌呤和嘧啶核苷酸结构中各原子的来源。（3）学习任务 查阅核糖核苷酸还原酶研究进展，回答嘌呤核苷酸从头合成与补救途径，你能区分吗？自残又是怎么回事？嘧啶核苷酸从头合成与补救途径如何记忆？RNA世界真的存在吗？令人折服的核糖核苷酸还原酶的催化和调控机制是怎样的？
8.1 嘌呤核苷酸的合成代谢
8.2 嘧啶核苷酸的合成代谢
8.3 核苷酸合成代谢的调控
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预备知识
本课程前期学科基础课主要为有机化学，生物化学是研究与生物体新陈代谢相关的有机大分子，如糖类、脂类、蛋白质、核酸等物质的分子结构和代谢规律，因此应具备有机化学课程相关知识后学习本课程。
参考资料
1. 《普通生物化学》，陈钧辉主编，高等教育出版社，2015年第5版；
2. 《生物化学原理》，杨荣武主编，高等教育出版社，2018年第3版；
3. 《生物化学》，朱圣庚，徐长法主编，高等教育出版社，2016年第4版；
4. 《食品生物化学》，赵国华主编，中国农业大学出版社，2019年第1版；
5. 《分子生物学》，杨荣武主编，高等教育出版社，2017年第2版；
6. 《Lehninger Principles of Biochemistry》, Nelson DL, Cox MM, W.H.Freeman & Co Ltd, 2017, 7th ed.;
7. 《Biochemistry》, Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer. W.H. Freeman and Company, 2015,8th ed.
常见问题
Q : 生物化学五期开课较前四期内容有哪些变化吗？
A : 五期开课我们在前四期内容基础上，在以下方面作了改进：
1. 建立学生qq群，并在第一周公告栏中公布，方便选课学生与团队教师联系，促进学生相互学习；
2. 建立教师qq群，为选课教师开展线下教学提供平台交流，致力于提高教学质量，改进教学方法。
B：每个知识点按照布鲁姆教育目标分类法设定讨论题，用于混合式教学开展，供师生参考。
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