《生物化学》课程教学大纲

《生物化学》课程教学大纲（biochemistry）课程编号：学分：5学时：98（其中：讲课学时：68实验学时：30上机学时：0）先修课程：无机化学、有机化学。后续课程：微生物学、细胞生物学、分子生物学、遗传学、适用专业：生物技术开课部门：生物与食品工程学院一、课程的性质与目标生物化学是生命的化学,是介于生物学与化学之间的一门边缘科学。生物化学是用物理学、化学和生物学的现代技术来研究生物体的物质组成和结构，物质在生物体内发生的化学变化，以及这些物质结构的变化与生理机能之间的关系的科学。学习和研究生物化学的目的在于阐明生命活动的化学、物质基础，并与其他学科配合，来揭示生命活动的本质和规律。生物化学课程为其它生物学课程提供必要的理论基础，是生物学专业的必修课。生物化学课程的任务是使学生掌握蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结构、性质及功能；生物膜的结构及特性；生物能量的产生及生物大分子前体的生物合成；遗传信息的储存、传递及表达等基本理论知识。为学生进一步学习专业课打下坚实的基础。进入80年代以来，新兴起的生物技术已成为技术革命的优先发展领域，它包括：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程四大部分，其在二十一世纪的生命科学时代有着广阔的发展前景，但它们的发展都需要生物化学的理论作指导。二、课程的主要内容及基本要求第一章绪论（2学时）[知识点]第一节生物化学的研究内容第二节生物化学的发展简史第三节生物化学的知识框架和学习方法[重点]生物化学的概念和内容。[难点]生物化学的概念和内容。[基本要求]本章要求学生了解生物化学课程的主要内容、研究方法；生物化学的发展简史和现状；生物化学与各学科的关系及其在国民经济中的意义。[实践与练习]复习本次课所讲内容。第二章蛋白质（6学时）第一节蛋白质的分类第二节蛋白质的组成单位------氨基酸一、氨基酸的结构通式二、氨基酸的分类三、氨基酸的理化性质第三节肽一、肽的结构二、生物活性肽的功能三、活性肽的来源四、活性肽的应用第四节蛋白质的结构一、蛋白质的一级结构二、蛋白质分子的空间结构第五节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系二、蛋白质构象与功能的关系第六节蛋白质的性质与分离、分析技术一、蛋白质的性质二、蛋白质的分离、分析技术三、蛋白质分子中氨基酸序列的确定[重点]蛋白质的结构和性质。[难点]蛋白质的结构与功能的关系[基本要求]一、了解蛋白质是生命活动物质基础的含义，掌握蛋白质的重要生理功能。二、掌握蛋白质的化学组成：元素组成特点；基本结构单位——氨基酸，组成蛋白质常见氨基酸的基本结构。掌握蛋白质结构与功能的关系：一级结构与功能的关系；空间结构与功能的关系。三、熟悉蛋白质的重要理化性质；两性解离及等电点；高分子性质；变性、沉淀等概念。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业1、5题。第三章核酸（6学时）[知识点]第一节核酸的组成成分一、戊糖二、含氮碱三、核苷四、核苷酸五、核苷酸第二节核酸的一级结构第三节DNA的二级结构一、双螺旋结构模型的实验依据二、DNA双螺旋结构模型的要点三、DNA二级结构的其他类型第四节DNA的高级结构环状DNA的超螺旋结构一、真核生物染色体的结构第五节DNA和基因组一、基因和基因组的概念二、病毒和细菌基因组的特点三、真核生物基因组的特点第六节RNA的结构与功能一、tRNA二、rRNA三、mRNA与hnRNA四、snRNA与asRNA五、asRNA和RNAi六、非编码RNA的多样性一、一般理化性质二、核酸的紫外吸收性质三、核酸结构的稳定性四、核酸的变性五、核酸的复性六、分子杂交一、链终止法测序技术二、焦磷酸测序技术[重点]核酸的结构和性质。[难点]DNA和基因组[基本要求]一、熟悉核酸的分类、细胞分布及其生物学功能。二、核酸的分子组成：熟悉核酸的元素组成、平均磷含量及其与核酸含量之间的换算。核苷酸、核苷和碱基的基本概念及其结构。熟记常见核苷酸的缩写符号。掌握两类核酸（DNA与RNA）分子组成的异同。熟悉体内重要的环化核苷酸——cAMP和cGMP三、核酸的分子结构：掌握多核苷酸链中单核苷酸之间的连接方式——磷酸二酯键，并通过这种连接方式理解多核苷酸链的方向性。熟悉DNA的一级结构；掌握DNA二级结构的双螺旋结构模型要点、碱基配对规律；了解DNA的三级结构——核小体。熟悉rRNA、mRNA和tRNA三类核糖核酸的结构特点及功能。熟悉tRNA二级结构特点——三叶草形结构。四、核酸的理化性质：熟悉核酸的紫外吸收性质，核酸特别是DNA变性、复性及杂交等概念。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业2、4、7、8题。第四章糖类（2学时）[知识点]第一节单糖一、单糖的构型二、单糖的结构三、单糖的构象第二节重要单糖及其衍生物第三节寡糖第四节多糖第五节多糖代表物的简要介绍第六节糖复合物[重点]多糖的功能。[难点]多糖的结构。[基本要求]一、了解糖类化合物在生命活动中的重要性。二、掌握几种重要多糖代表物的结构和性质。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业4题。第五章脂类和生物膜（2学时）第一节三酰甘油一、三酰甘油的结构二、三酰甘油的理化性质第二节脂肪酸一、脂肪酸的种类二、天然脂肪酸的结构特点三、必需脂肪酸第三节磷脂一、甘油磷脂二、几种重要的甘油磷脂第四节鞘脂类一、鞘磷脂类二、脑苷脂类三、神经节苷脂第五节类固醇一、胆固醇第六节生物膜一、细胞中的膜系统二、生物膜的化学组成三、生物膜的结构[重点]生物膜的结构和功能[难点]脂类的结构。[基本要求]一、了解脂类化合物的结构和在生命活动中的重要性。二、掌握生物膜的结构和功能。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业4、6题。第五章酶（6学时）[知识点]第一节酶的概念与特点一、酶的概念二、酶的特点第二节酶的化学本质与组成一、酶的化学本质二、酶的化学组成三、酶的类型第三节酶的命名与分类一、酶的命名二、酶的分类第四节酶的专一性一、酶专一性的类型二、酶专一性的假说第五节酶的作用机制一、酶的活性部位二、酶与底物复合物的形成三、酶具有高催化效率的分子机制四、酶作用机制的实例第六节酶促反应动力学一、酶促反应速率的概念二、底物浓度对酶促反应的影响三、酶促反应的动力学方程式第七节影响酶促反应速度的因素一、抑制剂的影响作用二、温度的影响作用三、pH的影响作用四、激活剂的影响作用第八节酶活性的调节一、酶活性的调节方式二、酶的别构调节三、可逆的共价修饰调节四、酶原的激活第九节核酶、抗体酶与同工酶一、核酶二、抗体酶三、同工酶第十节酶的研究方法与酶工程一、酶活力的测定方法二、酶的分离纯化三、酶工程[重点]酶的催化机理；酶促反应动力学。[难点]使酶具有高催化效率的因素；酶的可逆抑制。[基本要求]一、掌握酶的化学本质；酶的特异性（专一性）。二、掌握酶的化学组成。结合蛋白酶〔全酶〕的酶蛋白与辅助因子〔辅酶与辅基〕之间的关系；酶的活性中心和必需基团。酶原的激活；同工酶和变构酶。三、了解酶促反应的机理、活化能、中间产物学说的概念。四、掌握酶促反应动力学的基本内容：温度、ｐＨ、酶浓度、底物浓度、竞争性抑制、非竞性抑制物及激活剂对酶促反应速度的影响；米氏方程、米氏常数意义；三种抑制作用对最大反应速度和Km的影响。五、掌握酶活性测定的基本原则，酶活性单位的概念。六、了解酶在医学中的应用和酶的命名及分类。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业1、4、7、9题。第七章维生素与辅酶（2学时）[知识点]第一节脂溶性维生素一、维生素A二、维生素D三、维生素E四、维生素K第二节水溶性维生素一、维生素B1和硫胺素焦磷酸二、维生素B2和黄素辅酶三、泛酸和辅酶A四、维生素PP与辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ五、维生素B6和B6辅酶六、生物素和羧化酶辅酶七、叶酸和叶酸辅酶八、维生素B12和B12辅酶九、硫辛酸十、维生素C[重点]维生素的辅酶形式和缺乏症。[难点]辅酶的生理功能。[基本要求]掌握维生素的辅酶形式、生理功能和缺乏症。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业1、2题。第八章新陈代谢总论与生物氧化(4学时)[知识点]第一节新陈代谢总论一、新陈代谢的研究方法二、生物体内能量代谢的基本规律三、高能化合物与ATP的作用四、肌酸磷酸是高能磷酸键五、辅酶A的递能作用第二节生物氧化一、生物氧化的特点二、呼吸链的组成及电子传递顺序三、氧化磷酸化作用四、胞液中NADH的跨膜运转[重点]呼吸链的组成和作用；线粒体外NADH的穿梭作用。[难点]氧化磷酸化作用机理。[基本要求]一、了解生物氧化的概念及有关酶类。二、熟悉呼吸链的主要组成成份以及电子传递顺序。了解线粒体外NADH转运进入线粒体的机制。三、掌握氧化磷酸化作用的概念、偶联部位及影响因素。了解氧化磷酸化的机制。四、熟悉ATP的生理功用。五、熟悉线粒体外生物氧化体系的主要场所，酶体系的作用和意义。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业2、3题。第九章糖代谢(8学时)[知识点]第一节多糖和低聚糖的酶促降解第二节糖的分解代谢一、糖酵解二、糖的有氧分解三、乙醛酸循环——三羧酸循环支路四、磷酸戊糖途径五、葡糖醛酸代谢途径第三节糖原的合成代谢一、糖原的合成二、蔗糖的合成三、淀粉的合成四、糖异生作用[重点]糖的无氧酵解和有氧氧化；糖原异生作用；磷酸戊糖途经。[难点]三羧酸循环；糖代谢ATP计算。[基本要求]一、了解糖的重要生理功能及在人体内的消化与吸收。二、掌握维持人体血糖浓度相对恒定的各种途径（来源与去路）、组织器官（肝脏、肌肉）和激素对血糖的调节作用。三、掌握糖酵解的基本反应过程、限速酶、ATP的生成、生理意义及调节。四、掌握糖有氧氧化的基本反应过程、限速酶、ATP的生成、生理意义及调节。五、熟悉糖原合成与分解的基本反应过程，掌握其生理意义及调节。六、熟悉糖异生的概念与基本反应过程，掌握糖异生途径的限速酶、生理意义与调节。七、了解磷酸戊糖途径的基本过程及其生理意义。八、了解高血糖与低血糖，掌握糖尿病时糖代谢的障碍。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业1、5、6、8题。第十章脂类代谢(6学时)[知识点]第一节脂质的酶促水解一、三酰甘油的酶促水解二、磷脂的酶促水解三、胆固醇酯的酶促水解第二节三酰甘油的分解代谢一、甘油的氧化二、脂肪酸的β－氧化三、脂肪酸氧化的其它途经四、酮体的生成与利用第三节三酰甘油的合成代谢一、甘油-α-磷酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成第四节磷脂的代谢第五节胆固醇的代谢[重点]脂肪酸的β－氧化；脂肪酸的生物合成。[难点]酮体的生成和利用。[基本要求]一、了解人体内脂类的生理功能、消化与吸收。二、熟悉血脂种类和含量、血浆脂类的分类方法与组成、载脂蛋白，各类脂蛋白的生理功能。了解脂蛋白的代谢与高脂蛋白血症。三、了解甘油三酯的水解。掌握甘油三酯水解的关键酶，脂肪酸活化、转运和β氧化过程，酮体生成、氧化和生理意义及酮症。了解脂肪酸合成的基本过程及合成的最终产物。四、熟悉甘油代谢。了解合成甘油三酯的基本途径和甘油三酯的代谢调节。五、熟悉磷脂酰胆胺和磷脂酰胆碱合成。了解其它甘油磷脂的合成。六、胆固醇代谢。熟悉合成部位。原料、基本过程及其调节。熟悉胆固醇的转化及排泄。[实践与练习]复习本次课所讲内容。完成课后作业1、2题。第十一章蛋白质的降解和氨基酸代谢（6学时）[知识点]第一节蛋白质的酶促降解第二节氨基酸的分解代谢一、脱氨基作用二、脱酸基作用三、氨的代谢去路四、α---酮酸的代谢去路第三节氨基酸合成代谢概况一、氨基酸合成途径的类型二、氨基酸与一碳单位三、氨基酸与某些重要生物活性物质的合成[重点]氨基酸的联合脱氨基作用；尿素的合成。[难点]NH3的转化[基本要求]一、了解氨基酸的主要生理功用；蛋白质的消化，吸收与腐败作用。了解个别氨基酸代谢异常引起的遗传性疾病。二、掌握体内氨基酸代谢概况；氨基酸的脱氨基作用——转氨基作用及转氨酶。三、掌握氨代谢——体内氨的来源，转运和去路，尿素合成的主要部位，主要过程，限速酶，氨中毒，谷氨酰胺的生成与分解。四、熟悉α－酮酸的代谢。五、熟悉氨基酸的脱羧基作用；具有生理活性的胺和多胺。六、个别氨