生物化学
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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。
—— 课程团队
课程概述

   《生物化学》是研究生命现象及其化学本质的科学,全面系统地介绍了生物化学的基本概念、基本理论和基本技术方法,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。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。


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

一、课程的性质和任务

《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其它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

   本课程共分8章,包括静态生物化学3章和动态生物化学5章,共计50个知识点,课程学习总时长15周,其中授课12周,期末复习与考试3周。

   

章节与知识点

开课周次

蛋白质化学

1.1 氨基酸的分类

第一周

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

第二周

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

第三周

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

开课周次

2.1 核苷酸的结构

第四周

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

开课周次

3.1 酶的专一性

第五周

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

第六周

3.6 不可逆性抑制

生物氧化

开课周次

4.1 呼吸链的组分

第六周

4.2 呼吸链复合体

4.3 氧化磷酸化

第七周

4.4解偶联与抑制作用

糖代谢

开课周次

5.1 糖酵解第一步不可逆反应机制

第七周

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

第八周

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

第九周

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

开课周次

6.1 脂肪酸的β氧化

第十周

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

开课周次

7.1 蛋白质的降解

第十一周

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

开课周次

8.1 嘌呤核苷酸的合成代谢

第十二周

8.2 嘧啶核苷酸的合成代谢

8.3 核苷酸合成代谢的调控

考试

开课周次

期末复习与考试

第十三周至第十五周


四、重点和难点 

重点:代谢生物化学是本课程重点内容,包括生物氧化类型、作用机制;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,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,理解代谢异常与临床疾病的关系;本课程适当降低结构生物化学比重,精选重点内容,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。

难点:蛋白质空间结构类型;酶促反应动力学特征;化学渗透假说机制,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反应机制、主要调节环节及相互联系;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。

五、生物化学导学图

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。

证书要求




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,2012年第2版;

3. 《生物化学》,王镜岩主编,高等教育出版社,2007年第3版;

4. 《食品生物化学》,陈晓平主编,郑州大学出版社,2011年第1版;

5. 《现代分子生物学》,朱玉贤主编,北京:高等教育出版社,2007年第三版;

6. Lehninger Principles of Biochemistry, Nelson DL, Cox MM, W.H.Freeman & Co Ltd, 2013, 6th ed.;

7. Biochemistry, Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer. W.H. Freeman and Company, 2006,6th ed.




常见问题

Q :  生物化学二期开课较一期内容有哪些变化吗?

A :  二期开课我们在一期内容基础上,作了以下改进:1. 细化了每章学习任务单中的资料,便于学生课外参考学习;2.每章增加了生物化学前沿进展,方便学生把握学科最新研究动态;3.增加了考研知识点总结,辅助考研学生学习;4. 更换了部分课件和视频,适当降低了作业数量,调整了答案提交次数。

  

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