四川农业大学本科课程教学大纲

四川农业大学本科课程教学大纲课程名称：生物化学（生物类）总学时(学分)：72，其中讲授72学时，实验（单列）学时，课程实习天面向专业：生物科学、生物技术一、课程的性质、地位和任务生物化学是一门研究生命现象的化学本质的学科。课程教学的目标是在分子水平上探讨构成生物体的基本物质（如糖、脂、蛋白质、核酸、酶、维生素、和激素等）的结构、性质和功能，这些物质在生物体内的代谢规律及其与复杂的生命现象如生长、生殖、衰老、运动、免疫等之间的关系。生物化学既是各门生物学科的基础，又是现代生物学中发展最快的一门前沿学科。分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学、免疫学、病毒学、进化论甚至分类学的研究都离不开生物化学的理论和方法。生物化学又是作物遗传育种学、动物遗传育种学、动物营养学、预防兽医学、药学与制药工程、植物保护、食品和营养等学科的基础。它与人类的健康，疾病的诊断与治疗，工农业生产及国防建设等密切相关。生物化学以其明显的基础性、先进性、实践性等特征对学生知识结构的构建、能力素质的培养具有直接的和长远的影响。二、课程教学目标与基本要求主要讲授生物体化学组成、物质及能量代谢、遗传信息的物质结构、传递和表达调控。在加强基础知识、基本理论的同时，力争较全面地反映当代生物化学研究热门领域的重大成就和发展趋势。达到打好基础、拓宽视野的目的。作好有关课程间的协调，尽量避免不必要的重复。在传授知识的同时，尤其要注重创新意识和科学思维方法以及自学能力的培养。帮助学生将生物化学的研究成果、逻辑思维和研究方法，生物科学专业课程学习的整个过程中。三、教学内容（一）教学大纲绪论（1学时）教学说明:了解生物化学的概念、研究内容、学科发展历史和前景及其与其它学科的关系，对本课程的内容、进度和要求作具体安排。一、生物化学的概念及研究内容二、生物化学的发展三、生物化学的应用四、课程学时安排第一章蛋白质化学（8学时）教学说明：介绍蛋白质的构件单位氨基酸的结构、分类、性质及肽的概念，重点掌握蛋白质的结构、性质以及结构和功能的相互关系。第一节蛋白质通论一、蛋白质的化学组成与分类二、蛋白质的大小与分子量三、蛋白质的构象四、蛋白质功能的多样性第二节蛋白质的构件分子氨基酸一、常见的蛋白质氨基酸的结构通式二、二十种常见的蛋白质氨基酸分类及结构三、不常见的蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸四、氨基酸的性质五、蛋白质的水解第三节蛋白质的共价结构一、蛋白质中氨基酸的连接方式二、肽和肽键的结构三、肽的物理化学性质四、天然存在的活性肽五、蛋白质一级结构的测定第四节蛋白质的三维结构一、研究蛋白质构象的方法二、多肽主链折叠的空间限制三、R基团间的相互作用及稳定蛋白质三维构象的作用力四、二级结构与超二级结构五、纤维蛋白质的结构六、球状蛋白质的三级结构和结构域七、亚基缔合和四级结构第五节蛋白质的分子结构与功能一、同源细胞色素c的种属差异与分子进化二、肌红蛋白和血红蛋白的结构与功能三、肌红蛋白和血红蛋白的结构与功能四、免疫球蛋白的结构与功能第六节蛋白质的性质一、两性解离性质及等电点二、蛋白质胶体性质三、蛋白质的沉淀四、蛋白质的变性与复性五、蛋白质的紫外吸收特性六、蛋白质呈色反应第六节蛋白质结构与功能研究进展一、结构研究手段焕然一新二、蛋白质组学研究三、生物信息学的介入第二章核酸化学（5学时）教学说明：介绍核苷酸和核酸的分类和化学组成，重点讨论DNA和RNA的结构特征，初步认识核酸的结构特征与其功能的相关性；介绍核酸的主要理化性质和核酸研究的一般方法第一节核酸通论一、核酸的发现和研究简史二、核酸的种类和分布三、DNA储存遗传信息的证实第二节核酸的基本构件分子核苷酸一、碱基、核苷和核苷酸二、核苷酸的生物学功能第三节DNA结构一、核酸分子中的共价键二、DNA一级结构三、DNA碱基组成的Chargaff规则四、DNA的二级结构五、DNA的三级结构六、DNA与蛋白质复合物的结构第四节RNA的种类和结构一、RNA的种类和一级结构二、tRNA三、mRNA四、rRNA第五节核酸的物理化学性质一、核酸的两性解离性质二、核酸的紫外吸收（¦Ëmax=260nm）三、核酸的变性、复性和分子杂交四、核酸的熔解温度（Tm）五、核酸的沉降性质第六节人类基因组计划（HGP）简介一、HGP概况二、HGP取得的成绩三、HGP面临的挑战第三章酶学（6学时）教学说明：介绍酶的概念、作用特点和分类、命名，讨论酶的结构特征和催化功能以及酶专一性及高效催化的策略，进而讨论影响酶作用的主要因素。对酶的应用作一般介绍。第一节酶的概念及作用特点一、酶及生物催化剂概念的发展二、酶作用的特点三、酶的化学本质四、酶专一性类型第二节酶的命名和分类一、酶的命名二、酶的国际系统分类法第三节酶催化作用的结构基础和高效催化的策略一、酶催化的中间产物理论二、酶的活性中心和必需基团三、酶作用专一性机理四、酶高效催化有关的策略第四节酶促反应的动力学一、酶的活力与测定二、底物浓度对反应速度的影响三、酶浓度的影响四、温度对酶促反应速度的影响五、pH的影响六、激活剂的影响七、抑制剂的影响第五节重要的酶类及酶活性的调节控制一、多酶体系(multienzymesystem)二、别构酶(allostericenzyme)三、共价调节酶(covalentregulatoryenzyme)四、酶原(enzymogen或proenzyme)的激活五、同工酶(isoenzyme)六、抗体酶(abzyme)第六节酶工程简介一、化学酶工程二、生物酶工程第四章维生素与辅酶（2学时）教学说明：了解维生素（vitamin）的分类、结构特点和主要功能，重点掌握水溶性维生素和辅酶的关系，以及相应辅酶的作用机理。第一节维生素的概念与分类一、维生素的一般概念和重要性二、维生素的分类和与辅酶的关系第二节重要的脂溶性维生素一、维生素A二、维生素D三、维生素K四、维生素E第三节重要的水溶性维生素-一、维生素C二、维生素B1和焦磷酸硫胺素（TPP）三、维生素B2和FMN、FAD四、泛酸与辅酶A（CoA）五、烟酸、烟醚胺和NAD、NADP六、维生素B6及其磷酸吡哆醛（胺）七、生物素-八、叶酸和四氢叶酸(FH4)九、维生素Bu和B，z辅酶十、硫辛酸第四节作为辅酶的金属离子-第五章生物膜的结构与功能（2学时）教学说明：掌握生物膜的结构特点和功能。生物膜在生命活动中的功能是多方面的，其主要功能是：物质运输功能，能量转换功能和信号转导功能。第一节生物膜的组成一、膜脂二、膜蛋白三、糖类第二节生物膜的结构和特点一、生物膜中分子间的作用力二、生物膜结构的主要特征三、生物膜分子结构模型第三节生物膜的功能一、生物膜与物质运送二、生物膜与能量转换三、生物膜与信号转导第六章新陈代谢引论和生物能学概述（4学时）教学说明：了解新陈代谢的概念和研究方法，生物能力学的基本内容和高能化合物的概念和特点。第一节新陈代谢通论一、新陈代谢概念二、能量代谢在新陈代谢中的重要地位三、新陈代谢的调节四、代谢中常见的有机反应机制第二节新陈代谢研究方法一、同位素示踪法二、酶抑制剂的应用三、气体测量法四、核磁共振波谱法五、利用遗传缺陷症研究代谢途径第三节生物能学一、有关热力学的一些基本概念二、自由能的概念三、化学反应中自由能的变化和意义四、生物体的能流和能量产生的三个阶段第四节高能化合物一、高能化合物的概念二、高能磷酸化合物的类型三、ATP是生物体中自由能的流通货币第七章糖与糖代谢（6学时）教学说明：了解糖类的生物学作用和重要的单糖、寡糖、多糖、复合糖的分类和结构。讨论糖的分解与合成，重点掌握以葡萄糖为代表的单糖的分解与合成的主要途径。第一节糖类化学概述一、糖类的生物学作用二、单糖的立体结构三、重要的单糖及衍生物四、重要的寡糖五、重要的多糖六、复合糖第二节单糖的代谢一、葡萄糖的主要代谢途径及细胞定位二、糖酵解（EMP）三、丙酮酸的去路：无氧降解和有氧降解途径四、三羧酸循环（TCA）五、磷酸戊糖途径（PPP）六、糖的异生七、乙醛酸循环第三节糖原的分解和生物合成一、糖原的分解二、糖原的生物合成三、糖原代谢的调控第四节糖代谢的调节一、糖酵解途径的调节血糖浓度的调节二、三竣酸循环的调节三、磷酸戌糖途径的调节四、糖异生作用的调节五、糖原代谢的调节第八章生物氢化电子传递和氧化磷酸化作用(4学时)教学说明：介绍生物氧化的概念。重点讨论线粒体电子传递体系的组成、电子传递机理和氧化磷酸化机理。对非线粒体氧化体系作一般介绍。第一节生物氧化概述一、生物氧化的特点二、生物氧化过程中CO2的生成三、生物氧化过程中H2O的生成四、有机物在体内氧化释能的三个阶段第二节线粒体生物氧化体系一、线粒体结构特点二、电子传递呼吸链的概念三、呼吸链的组成四、机体内两条主要的呼吸链及其能量变化五、电子传递抑制剂第三节氧化磷酸化作用一、氧化磷酸化和磷氧比（P/O）的概念二、氧化磷酸化的偶联机理三、氧化磷酸化的解偶联和抑制四、线粒体外NADH的氧化磷酸化作用五、葡萄糖彻底氧化生成ATP的总结算六、能荷第四节非线粒体氧化体系第九章脂类代谢(4学时)教学说明：了解脂类（主要是脂肪）物质在生物体的分解及合成代谢。重点掌握脂肪酸在生物体内的氧化分解途径—β-氧化和从头合成途径，了解脂类物质的功能和其他的氧化分解途径。第一节概述一、脂类的一般概念二、脂肪的消化和吸收三、脂类转运和脂蛋白的作用第二节脂肪的分解代谢一、脂肪的水解二、甘油的转化三、脂肪酸的分解代谢四、酮体的代谢第三节脂肪的生物合成一、脂肪酸的生物合成二、磷酸甘油的生物合成三、三酰甘油的生物合成脂肪酸的生物合成第四节磷脂和糖脂的代谢一、磷脂的结构及降解二、磷脂的生物合成三、糖脂的合成与分解第五节胆固醇的代谢一、胆固醇的生物合成二、胆固醇的去路第六节脂肪代谢的调节一、激素对脂代谢的调节二、脂肪酸合成的调节第十章蛋白质的酶促降解和氨基酸的代谢(3学时)教学说明：着重讨论蛋白质在机体内的降解，重点掌握氨基酸的分解和合成的共同代谢途径。第一节蛋白质的酶促降解一、蛋白水解酶二、食物中蛋白质的消化吸收三、细胞内蛋白质降解第二节氨基酸的分解与转化一、氨基酸代谢的概况二、氨基酸的脱氨基作用三、氨基酸的脱羧基作用三、氨基酸降解产物的去向第三节氨基酸的生物合成一、必需氨基酸和非必需氨基酸二、生物固氮的生物化学三、氨基酸碳骨架的来源四、氨基酸生物合成的调节第十一章核酸的酶水解和核苷酸代谢(2学时)教学说明：本章重点讨论核酸酶的类别和特点，对核苷酸的生物合成和分解代谢作一般介绍。第一节核酸和核苷酸的分解代谢一、核酸的酶水解二、嘌呤碱的分解代谢三、嘧啶碱的分解代谢第二节核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的生物合成二、嘧啶核苷酸的生物合成三、脱氧核糖核苷酸的生物合成第十二章DNA的复制、修复和重组(3学时)教学说明：重点掌握遗传中心法则和DNA的半保留复制的过程和机理，对DNA的损伤和修复、突变和重组作一般了解。第一节遗传信息传递的中心法则第二节DNA的半保留复制一、DNA半保留复制的概念和实验证明二、催化DNA复制的酶类三、原核细胞DNA的复制的起始点和方式四、原核细胞DNA半保留半不连续复制的过程五、DNA复制的忠实性七、真核细胞DNA的合成第三节DNA的损伤和修复一、直接修复（光复活）二、切除修复三、重组修复四、诱导修复（SOS）第四节DNA突变一、突变的类型二、突变剂的作用第五节DNA的遗传重组一、同源重组（homologousrecombination）二、特异位点重组（site-specificrecombination）三、转座重组（transpositionalrecombination））第十三章RNA的生物合成(3学时)教学说明：重点讨论以DNA为模板的RNA的合成和RNA的加工及周转(分解代谢)，以RNA为模板，DNA为产物的逆转录过程。这样，信息途径被扩展，完成一个完整的循环。作为信息载体的DNA与RNA的相互转换，最终导致一个生物信息讨论。第一节在DNA指导下的RNA合成一、转录的概念二、RNA聚合酶及催化反应三、RNA合成过程四、启动子和转录因子五、终止子和终