《生物化學(xué)》課程教學(xué)大綱

第頁(yè)課程編號(hào)：030403Z1課程名稱(chēng)：生物化學(xué)英文名稱(chēng)：Biochemistry學(xué)時(shí)與學(xué)分:72/4.5先修課程要求：普通生物學(xué)，普通化學(xué)適應(yīng)專(zhuān)業(yè)：生物工程、生物技術(shù)參考教材：1.GarrettRH,etal.,Biochemistry,3ndedition,McGraw-HillCompanies/高等教育出版社，2005（影印版）2.王鏡巖等，生物化學(xué)（上下冊(cè)），高教出版社，2002；3.BruceAlbertsetal.,Molecularbiologyofthecell,4thed.,GarlandSciencePublishers，2002；4.MadiganMTetal.,BrockBiologyofMicroorganisms,10thed.,PearsonEducation,Inc.,2003課程簡(jiǎn)介：本課程是重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，主要針對(duì)微生物細(xì)胞，闡釋其生命活動(dòng)的基本化學(xué)規(guī)律、生物化學(xué)反應(yīng)的基本原理及其工業(yè)應(yīng)用。它的目的和任務(wù)是使學(xué)生理解和掌握生物分子的結(jié)構(gòu)﹑性質(zhì)和功能的關(guān)系,生物分子在體內(nèi)的代謝和調(diào)節(jié),生物能的轉(zhuǎn)化和利用,生物信息分子的復(fù)制﹑轉(zhuǎn)錄﹑表達(dá)和調(diào)節(jié)等，同時(shí)與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程一道培養(yǎng)學(xué)生基本的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)課程奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)?；緝?nèi)容有：蛋白質(zhì)和酶、生物膜結(jié)構(gòu)與功能、核酸、糖類(lèi)、生物氧化、新陳代謝、遺傳的分子基礎(chǔ)和代謝的調(diào)節(jié)與控制等。課程重點(diǎn)在蛋白質(zhì)和酶、分解代謝和氧化磷酸化。課程難點(diǎn)包括生物大分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)過(guò)程中酶分子的空間構(gòu)型及其空間特異性、基因轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)調(diào)控等。課程教學(xué)大綱：一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)本課程是重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，主要針對(duì)微生物細(xì)胞，闡釋其生命活動(dòng)的基本化學(xué)規(guī)律、生物化學(xué)反應(yīng)的基本原理及其工業(yè)應(yīng)用。它的目的和任務(wù)是使學(xué)生理解和掌握生物分子的結(jié)構(gòu)﹑性質(zhì)和功能的關(guān)系,生物分子在體內(nèi)的代謝和調(diào)節(jié),生物能的轉(zhuǎn)化和利用,生物信息分子的復(fù)制﹑轉(zhuǎn)錄﹑表達(dá)和調(diào)節(jié)等，同時(shí)與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程一道培養(yǎng)學(xué)生基本的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)課程奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)。

二、課程的基本要求認(rèn)識(shí)生物生命活動(dòng)的基本化學(xué)規(guī)律，從分子水平上搞清（微）生物生理和生物催化作用的原因，明了生物化學(xué)的基本原理及其工業(yè)應(yīng)用，掌握基本的生物化學(xué)研究方法。學(xué)生必須具有較好的生物學(xué)﹑物理學(xué)和化學(xué)方面的基礎(chǔ)，能夠?qū)⑦@些基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用到生物化學(xué)的學(xué)習(xí)中；能從生物大分子的組成﹑結(jié)構(gòu)和性質(zhì)去認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、物質(zhì)代謝和能量代謝的關(guān)系以及代謝調(diào)節(jié)的意義、生物信息表達(dá)的分子基礎(chǔ)。三、課程的基本內(nèi)容以及重點(diǎn)難點(diǎn)基本內(nèi)容有：蛋白質(zhì)和酶、生物膜結(jié)構(gòu)與功能、核酸、糖類(lèi)、生物氧化、新陳代謝、遺傳的分子基礎(chǔ)和代謝的調(diào)節(jié)與控制等。課程重點(diǎn)在蛋白質(zhì)和酶、分解代謝和氧化磷酸化。課程難點(diǎn)包括生物大分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)過(guò)程中酶分子的空間構(gòu)型及其空間特異性、基因轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)調(diào)控等。1.緒論：生物化學(xué)研究的對(duì)象及內(nèi)容、生物化學(xué)的主要研究方法和技術(shù)，生物化學(xué)的基礎(chǔ)地位及與其它學(xué)科的關(guān)系。生命體、細(xì)胞、細(xì)胞器與生物分子的關(guān)系，生物化學(xué)反應(yīng)的特征，生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能特征，如何學(xué)習(xí)生物化學(xué)。重點(diǎn)在生物化學(xué)反應(yīng)的特征；難點(diǎn)在生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能特征。2.氨基酸：氨基酸的基本結(jié)構(gòu)與分類(lèi)，氨基酸的酸堿平衡，氨基酸的典型反應(yīng)，氨基酸的光學(xué)活性和立體化學(xué)，氨基酸混合物的分離和分析。重點(diǎn)在氨基酸的離解作用和等電點(diǎn)計(jì)算，難點(diǎn)在氨基酸光學(xué)異構(gòu)體的立體化學(xué)3.蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能與一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的基本組成和結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的分類(lèi)，蛋白質(zhì)生物分離方法的基本原理，蛋白質(zhì)測(cè)序，以及蛋白質(zhì)的純化和測(cè)定方法（自學(xué)）。重點(diǎn)在肽單元結(jié)構(gòu)特征和蛋白質(zhì)測(cè)序，難點(diǎn)在末端分析4.蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)：影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類(lèi)型和超二級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)折疊和三級(jí)結(jié)構(gòu)（自學(xué)），蛋白質(zhì)的亞基相互作用和四級(jí)結(jié)構(gòu)（自學(xué)）。重點(diǎn)在蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，難點(diǎn)在蛋白質(zhì)的-折疊5.碳水化合物：糖類(lèi)化合物的類(lèi)型，命名法和基本特征，單糖的衍生反應(yīng)，雙糖和糖苷鍵類(lèi)型，多聚糖的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。重點(diǎn)在單糖的基本結(jié)構(gòu)特征。難點(diǎn)在單糖的立體化學(xué)。6.脂質(zhì)：脂肪酸、三酰甘油、甘油磷脂、鞘脂等結(jié)構(gòu)特征。重點(diǎn)在甘油磷脂，難點(diǎn)在脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)間的區(qū)別。7.膜和細(xì)胞表面：生物膜的模型和基本特征，膜的功能和組成。重點(diǎn)在膜蛋白，難點(diǎn)在錨定蛋白的結(jié)構(gòu)8.膜的傳輸：小分子的傳輸類(lèi)型(被動(dòng)擴(kuò)散，主動(dòng)傳輸)，大分子或顆粒的傳輸（胞吞作用和胞吐作用）。重點(diǎn)在主動(dòng)傳輸，難點(diǎn)在區(qū)分協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)傳輸?shù)臋C(jī)制9.核苷酸和核酸：核苷酸的基本類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和組成，核酸的基本結(jié)構(gòu)、類(lèi)型，核酸的水解。重點(diǎn)在核苷酸的結(jié)構(gòu)，難點(diǎn)在核酸的限制性酶解。10.核酸結(jié)構(gòu)：DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)和DNA測(cè)序，DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，DNA的變性與復(fù)性。重點(diǎn)在DNA測(cè)序原理和基本二級(jí)結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)在A，B，Z三種DNA結(jié)構(gòu)的區(qū)別和聯(lián)系。11.重組DNA：重組DNA的基本原理，克隆載體與表達(dá)載體的基本組成元件，基因文庫(kù)和cDNA文庫(kù)構(gòu)建的基本原理，PCR的原理。重點(diǎn)在克隆載體和表達(dá)載體的基本組成，難點(diǎn)在基因文庫(kù)構(gòu)建的基本原理。12.酶的動(dòng)力學(xué)：酶學(xué)導(dǎo)論，酶活性的影響因素，酶的動(dòng)力學(xué)和酶的抑制。重點(diǎn)在酶的動(dòng)力學(xué)方程的詮釋?zhuān)y點(diǎn)在酶的抑制類(lèi)型間的區(qū)別13.酶的特異性和調(diào)控：酶的特異性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，酶作用的調(diào)控（基因表達(dá)調(diào)控，酶的活性調(diào)節(jié)）。重點(diǎn)在酶的活性調(diào)節(jié)，難點(diǎn)在變構(gòu)調(diào)控的原理與特征。14.糖酵解：糖酵解途徑，NAD+/NADH的循環(huán)，糖酵解途徑的調(diào)控。重點(diǎn)在糖酵解途徑的生物化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，難點(diǎn)在糖酵解的調(diào)控原理15.檸檬酸循環(huán)：檸檬酸循環(huán)的中心作用，檸檬酸循環(huán)的生物化學(xué)反應(yīng)的原理，檸檬酸循環(huán)的調(diào)控，檸檬酸循環(huán)與其它代謝途徑的關(guān)系。以醛酸循環(huán)。重點(diǎn)在檸檬酸循環(huán)的生化反應(yīng)機(jī)理，難點(diǎn)在弄清楚循環(huán)中幾種脫氫作用的區(qū)別和聯(lián)系。16.電子傳遞和氧化磷酸化：電子傳遞鏈的基本組成和電子傳遞原理，氧化磷酸化的原理（化學(xué)滲透假說(shuō)），ATP產(chǎn)生數(shù)量的計(jì)算，氧化磷酸化的調(diào)控。重點(diǎn)在電子傳遞鏈和電子傳遞的基本原理，難點(diǎn)在電子傳遞的驅(qū)動(dòng)力的解釋。17.光合作用：光合作用的概述，光反應(yīng)過(guò)程機(jī)制，暗反應(yīng)過(guò)程和卡爾文循環(huán)（C3途徑），CO2固定的調(diào)控，光呼吸，C4途徑。重點(diǎn)在光反應(yīng)過(guò)程機(jī)制和Rubisco反應(yīng)，難點(diǎn)在CO2固定的調(diào)控原理。18.糖異生作用和戊糖磷酸途徑：糖異生作用途徑，草酰乙酸的傳輸，丙酮酸羧化酶的活化，糖酵解和糖異生的相互調(diào)節(jié)。戊糖磷酸途徑的氧化階段，戊糖磷酸途徑的非氧化階段中轉(zhuǎn)醛和轉(zhuǎn)酮作用，重點(diǎn)在丙酮酸的羧化作用和草酰乙酸的傳輸、戊糖磷酸途徑的氧化階段的反應(yīng)原理與作用，難點(diǎn)在轉(zhuǎn)醛作用與轉(zhuǎn)酮作用。19.脂肪酸分解代謝：飽和脂肪酸的-氧化（-降解的活化，脂肪酰輔酶A的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，飽和脂肪酸的氧化途徑的生物化學(xué)反應(yīng)機(jī)理），非飽和脂肪酸的-氧化，酮體。重點(diǎn)在飽和脂肪酸的-氧化，難點(diǎn)在脂肪酰輔酶A的形成和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)20.脂質(zhì)的生物合成：脂肪酸合成與分解的區(qū)別，脂肪酸合成的物質(zhì)準(zhǔn)備原理（乙酰輔酶A的跨膜轉(zhuǎn)換，NADPH的生成，丙二酰輔酶A的形成的原理和意義），乙酰輔酶A羧化酶的反應(yīng)機(jī)理和調(diào)控原理，脂肪酸合成的主要反應(yīng)的機(jī)理，脂肪酸合成和分解調(diào)控的關(guān)聯(lián)性。重點(diǎn)在脂肪酸合成的物質(zhì)準(zhǔn)備原理，難點(diǎn)在乙酰輔酶A的調(diào)控原理。21.氮的固定化和氨基酸的代謝：氮的循環(huán)，硝酸鹽吸收的酶學(xué)原理，氮固定的酶學(xué)原理，氨吸收途徑，氨基酸生物合成途徑（轉(zhuǎn)氨作用原理，氨基酸合成的家族分類(lèi)），尿循環(huán)的生物化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，氨基酸分解代謝與TCA等途徑的關(guān)聯(lián)。重點(diǎn)在氮的固定和氨的生物轉(zhuǎn)化，難點(diǎn)在尿循環(huán)的反應(yīng)機(jī)理。22.DNA復(fù)制和修復(fù)：DNA復(fù)制的基本特征，DNA聚合物酶，DNA復(fù)制的基本步驟，反轉(zhuǎn)錄酶，DNA修復(fù)的分子機(jī)制。重點(diǎn)在DNA聚合物酶和原核生物DNA復(fù)制的基本原理，難點(diǎn)DNA修復(fù)的分子機(jī)制。23.轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)調(diào)控：原核生物的基因轉(zhuǎn)錄原理，原核生物轉(zhuǎn)錄的調(diào)控原理（lac操縱子）。重點(diǎn)在基因轉(zhuǎn)錄的起始和終止原理，lac操縱子的結(jié)構(gòu)和調(diào)控原理。難點(diǎn)理解lac操縱子的正負(fù)調(diào)控原理的異同。24.蛋白質(zhì)合成：基因的密碼子和開(kāi)放閱讀框，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)和工作原理，核糖體的構(gòu)成和工作原理。重點(diǎn)在基因密碼子和開(kāi)放閱讀框，難點(diǎn)在核糖體的工作原理。四、實(shí)驗(yàn)要求生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)另立課程，即：生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)（32學(xué)時(shí)）。五、課程學(xué)時(shí)分配章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)其中實(shí)驗(yàn)（上機(jī)學(xué)時(shí)）備注緒論（Introduction）2PartI細(xì)胞分子組成（Molecularcomponentsofcells）共26學(xué)時(shí) Cellsandtheirstructure2氨基酸(Aminoacids)2蛋白質(zhì)（Proteins）6糖（carbohydrates）4脂質(zhì)(lipids)與膜4核酸4重組DNA4PartII蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)共8學(xué)時(shí) 酶動(dòng)力學(xué)(Enzymekinetics)4酶的特異性和調(diào)控4PartIII代謝及其調(diào)控（Metabolismanditsregulation）共28學(xué)時(shí) 代謝總論2糖酵解(Glycolysis)4三羧酸循環(huán)（TCA）4電子傳遞鏈和氧化磷酸化(Electrontransportandoxidativephosphorylation)4光合作用（Photosynthesis）4糖異生作用和戊糖磷酸途徑（Gluconeogenesisandpentosephosphatepathway）4脂肪酸代謝（Fattyacidmetabolism）4氮代謝(Nitrogenmetabolism)2Part