生物化学研究的

結束放映目錄結束放映生物化學是一門應用科學，其主要是應用化學的理論和技術來研究生物，因此，又可稱為生命的化學(chemistryoflife)。結束放映1.1生物化學的涵義生物化是一門以生物體(包括病毒、微生物、動物、和人體等)為對象，研究生命本質的科學。在生物化學的發展中，產生了若干分支。1.依據研究對象的不同：可分為動物生化(AnilmailBiochemistry)、植物生化(PlantBiochemistry)和微生物生化(MicrobialBiochemistry)等。結束放映2.依據生物化學應用領域的不同：分為工業生化(AnimalBiochemistry)、農業生化(AgricultrueBiochemistry)、醫學生化(MedicineBiochemistry)、食品生化(FoodBiochemistry)等。結束放映3.依據生命科學研究領域的不同：從分子結構探討有機體與免疫的關係，稱為免疫學或稱免疫生物化學(Immunobiochemistry)；以生物不同進化階段的化學特徵為研究對象，稱為進化生物化學(EvolutionaryBiochemistry)或稱比較生物化學(ComparativeBiochemistry)；以細胞和組織器官分化的分子基礎為研究內容，稱為分化生物學(BiochemistryofDevelopment)等。結束放映1.2生物化學的研究內容普通生物化學(OrdinaryBiochemistry)或基礎生物化學(BasicBiochemistry)，內容包括：1.構成生物有機體的物質基礎2.生命物質在生物有機體中的運動規律3.生命物質的結構、功能與生命現象的關係結束放映1.3生物化學與其他生命科學的關係從1940年以來，生命科學從組織器官及細胞的研究深入到分子結構的探討，其成就鼓舞並促進了其他生命科學向分子結構研究邁進。順應這種發展趨勢，生物學科中的一些分支又互相交叉衛生出一門嶄新的學科一分子生物學(MolecularBiology)，其是以生物化學為基礎，結合了細胞生物學、遺傳學和微生物學的最新研究而發展成的獨立學科。結束放映沒有生物化學對大分子(核酸和蛋白質)結構與功能的闡明，沒有遺傳密碼(geneticcode)以及訊息傳遞途徑的發現，就沒有今天的分子生物學與分子遺傳學；沒有生物化學對限制性核酸內切脢(restrictionendonuclease)的發現及純化，也就沒有今天的生物工程(Biotechnology)。可見，生物化學與各門生物學科的關係是非常密切的。結束放映1.4生物化學與現代工業和技術的關係生物化學不僅是一門理論性科學，也是一門重要的技術性學科。由於許多酵素被分離純化，已逐步應用於皮革、紡織、印染、日用化工、釀造等化工工業；蛋白質(包括酵素)、糖、脂肪、核酸等生命物質的研完成就及應用，已使傳統食品、醫藥工業發生了根本性的變化。結束放映1970年代以來，在新技術革命中崛起的生物技術(Biotechnology)是生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等生命科學發展的必然產物。這些學科發展的新成就與現代工業、農業、醫學實務緊秷結合在一起，開創了一個新的經濟技術革命的嶄新時代。結束放映目錄結束放映除了病毒以外，目前已知的生物都以細胞作為基本結構單位。細胞是一個自給自足的自主單位，但在多細胞生中，細胞間還會透過協調機制達到分工合作的目的。依據細胞結構的複雜性，細胞生物可分為原核生物(prokaryoticcell)，如細菌、藍綠藻等與真核生物(eukaryoticcell)，包括原生動物、動植物均為真核生物。結束放映Lactococcislactis(乳酸球菌)結束放映Meth-anosarcina(古細菌)結束放映Bloodcells結束放映Largesinglecell:dinosaureggs結束放映Neuroncells結束放映Plantcells,celluloseskeleton結束放映Humaneggvs.sperm1012cellsMulticellularorganismsunicellularorganisms結束放映(噬菌體)結束放映(菸草鑲嵌病毒)(腺病毒)結束放映結束放映真核生物細胞的結構細胞藉由細胞膜與外界隔離，細胞內部結構一般可分為細胞核與細胞質(cytoplasm)兩部分，細胞質包含各種不同功能的次細胞結構，與細胞核合稱為胞器(organele)：細胞內除了胞器以外的可溶性部分稱為胞質液(cytosol)。結束放映動物細胞結束放映1.細胞膜(cellmembrane)亦稱為質膜(plasmamembrane)包在細胞外面的薄膜，由雙層磷脂質層和蛋白質構成(phospholipidbilayer)功能:進行細胞內外物質的運輸與訊息傳遞結束放映2.細胞核(nucleus)對真核細胞而言，細胞核呈球形。核膜(nuclearmembrane)核仁(nucleolus)染色質(chromatin/chromosome)功能:負責調控細胞的基因訊息表現，調節細胞代謝、分化與繁殖結束放映3.粒腺體(mitochondia)外膜(outermembrane)內膜(innermembrane)嵴(cristae):內膜向內凹陷成嵴基質(matrix)功能:•內膜與基質中散佈著與呼吸作用相關的酵素•是細胞的發電廠，產生細胞能量ATP的所在位置結束放映4.內質網(endoplasmicreticulum,ER)平滑內質網(smoothER):與代謝和細胞解毒有關如：肝細胞內含豐富的smoothER粗糙內質網(roughER):表面具有顆粒狀的核糖體(ribosome)，合成細胞中結構性與分泌性的蛋白質結束放映5.高基氏體(Golgicomplexapparatus)聚集、濃縮與儲存新合成蛋白質的囊泡狀結構，其形狀可變為顆粒狀、囊泡狀、桿狀及其他形狀。功能:與ER緊密相關，可將ER的蛋白質進一步進行蛋白質修飾及加工，以便使蛋白質送至到細胞內外的目的地。結束放映5.溶酶體(lysosome)具有單層膜的囊泡狀結構，內含酸性水解酶。PH值5。功能:分解外來性營養物質分解侵入性的有害物質分解衰老的胞器結束放映6.核糖體(Ribosome)由RNA(核糖核酸)和幾十種蛋白質所構成，外層沒有包膜有的游離在細胞質中，有的附在roughER上功能:細胞內蛋白質合成的場所結束放映7.微小體(Microbody;peroxisomeinanimal)具有薄膜的胞器，幫助lysosome做清除作用結束放映植物細胞結束放映8.葉綠體(Chloroplast)綠色植物和藻類才有的胞器具有膜狀結構，雙層磷脂質層膜內含葉綠餅(Grana)功能:植物進行光合作用(photosynthesis)的場所9.微小體(Microbody;glyoxysomeinplant)植物中的微小體，與醣代謝、醋酸代謝有關結束放映動物細胞結束放映結束放映原核生物細胞結構原核細胞最典型的特徵是沒有核膜，因此沒有明顯的細胞核。除了核糖體外，沒有其他胞器。表面具有鞭毛(flagella)和纖毛(cilia)，鞭毛由鞭毛蛋白(flagellin)的蛋白質構成。具有運動的功能。纖毛能幫助細菌吸附在其他表面。結束放映3.3細胞的組成元素依據細胞對組成元素需要量的不同，可將細胞內的組成元素分為生物分子所需元素、主要元素和微量元素三類。結束放映結束放映結束放映大多數生物無法直接利用大自然無機形式的碳，必須依賴有機化合物作為碳的來源，稱為異營性生物(heterotrophs)。在主要元素和微量元素中，除鈉、鉀離子外，多數元素在細胞活動中扮演著輔的角色，可分為下列幾個類別：結束放映1.基礎物質(basalsubstance)：如蛋白質(protein)和核酸(nucleicacid)等。2.能源物質(energysourcesubstance)：如醣(saccharides)和脂質(lipids)等。3.活性物質(activesubstance)：如酶(enzyme)、維生素(vitamin)和激素(hormone)等。4.次級代謝物質(submetabolicsubstance)：如抗生素(antibiotic)和生物鹼(alkaloid)等。結束放映目錄結束放映21.1層析法一、起源層析法是俄國植物學家MichealTswett(MikhailSemenovichTsvett,1872-1919)於1906年創建的，最原始的濾紙層析可追溯到西元前500年。1944年Consden描述了濾紙層析法（簡寫PC），而且發明了氣－液層析法(GLC)，它是利用裝在細柱中的吸附劑(absorbent)分離氣體化合物或易揮發化合物的方法。結束放映層析法(chromatography)主要是利用欲分離之樣品中各組成成分間化學性質或物理性質的差異，使各成分以不同程度分布在兩種介質（又稱為相(phase)）中。這兩個相中的一個被固定在一定的支持物上，稱為固定相或靜相(stationaryphase)；另一個是移動的，稱為移動相或動相(mobilephase)。固定相可以是固體或液體，移動相可以是液體或氣體。結束放映二、常見層析法簡介(一)濾紙層析(PaperChromatography)當一種溶質（例如胺基酸）在兩種不互溶或幾乎不互溶的溶劑中時，在一定溫度下達到平衡後，此溶質在兩相中的濃度比值與在這兩種溶劑中的溶解度比值相等，稱為分配定律(partitionlaw)。這個比值是一個常數，稱為分配係數(partitioncoefficient)。結束放映墨水水酒精濾紙層析結束放映結束放映濾紙層析是以濾紙（層析專用）為支持物，紙纖維所吸附的水為固定相，以水飽和的有機溶劑為移動相。將樣品（胺基酸的混合液）點在濾紙上，當有機溶劑經過樣品時，混合物中的各種胺基酸就在有機溶劑和水中分配。結束放映各種物質在層析中前進的速率可用Rf值（比移值），移動率來表示：結束放映1.上行／下行層析：一般多用上行，對於難分離的樣品則用下行。下行可進行較長時間。結束放映圖21-1上行濾紙層析裝置結束放映圖21-2下行濾紙層析裝置結束放映2.單向／雙向層析：較常用雙向層析。結束放映圖21-3胺基酸單向濾紙層析圖譜結束放映圖21-4胺基酸雙向濾紙層析圖譜結束放映層析分離效果與溶劑系統、pH、溫度有關，在一定溶劑系統中層析時，最好保持恆溫。不同胺基酸的層析行為，主要取決於分子本身結構。結束放映(二)薄膜層析(FilmChromatography)此法類似於濾紙層析，但其原理不完全相同。常用的聚醯胺薄膜層析，使用聚醯胺薄膜代替濾紙。聚醯胺(polyamide)是一種化學纖維原料，又叫尼龍(nylon)，把它製成薄膜，比濾紙更均勻，質地更優越，對被分離物質產生阻力小，層析速度更快，靈敏度更高。結束放映(三)薄層層析(Thin-layerChromatography)薄層層析（簡稱TLC）是將吸附劑(absorbent)，如矽膠(silicagel)、矽藻土(hyflowsupercal)、礬土（alumina，即氧化鋁）、纖維素(cellulose)等粉末塗布在玻璃板或塑膠板上，使成均勻的薄層，被分離物質在其上進行層析，吸附劑對不同物質具有不同吸附能力，使各物質得以分離。現在，已有可反覆使用的薄層層析板之商品出售，減少自己製備TLC板的麻煩。與濾紙層析比較，薄層層析具有更高的分辨力、更快的分離速度和選擇吸附劑的範圍廣等優點。結束放映(四)離子交換層析(Ion-ExchangeChromatography)離子交換層析是將一定量的離子交換劑(ion-exchangeagent)填裝於玻璃柱、有機玻璃柱或不銹鋼柱中，利用不同物質在一定pH下所帶電荷的差異，而與交換劑的離子交換行為不同，而加以分離的層析技術。結束放映1.胺基酸的離子交換分離：離子交換(ion-exchange)樹脂是具有酸性或鹼性基團的人工合成的聚苯乙烯(polysterol)等高分子化合物。陽離子交換樹