课程名:生物化学(1)(Biochemistry) 学分:3 学时:48
课程类别:专业教育基础必修课
开课学院:食品学院 所属基层教学组织:
曾任课教师:蒋霞云(副教授) 李燕(副教授) 王晓辉(讲师(高校)) 陶妍(教授)
课程大纲:
一、课程性质与目的
本课程是为食品科学与工程、食品质量与安全、水产养殖、环境科学等专业本科生开设的专业基础课,其任务是介绍生物大分子的结构与性质、结构与功能的关系,以及生物大分子的代谢与调控,使学生掌握生物化学的基础理论知识和研究方法。
二、课程简介
生物化学是研究生命化学组成与化学变化的学科,用化学术语解释生命本质的科学。它在分子水平探讨生命现象的本质,既研究生物体的基本组成成分——蛋白质、核酸、酶等物质的结构、性质和功能,以及糖、蛋白质、脂肪等在物质代谢过程中的变化规律,包括核酸和蛋白质这两类生物大分子的合成及在信息传递中的作用。
三、教学内容
序 言 (1学时)
一、生物化学的概念、研究对象和内容
二、生物化学的发展简史
三、生物化学与其它学科的关系
四、生物化学的应用和发展前景
五、怎样学习生物化学
第一章 蛋白质化学 (7学时)
一、蛋白质的生物学意义
二、蛋白质的元素组成
三、蛋白质的氨基酸组成
1.蛋白质氨基酸的一般结构特点及分类
2.氨基酸的理化性质
四、肽
1.肽键、肽链、肽单位、氨基酸残基的概念:肽的命名、方向和书写方式
2.重要的寡肽及其应用:谷胱甘肽、脑啡肽、加压素等
五、蛋白质的分子结构
(一)蛋白质的一级结构
(二)蛋白质的空间结构:
1.蛋白质的二级结构:概念;α-螺旋、β-折叠(平行的和反平行的)、β-转角、无规则卷曲
2.超二级结构和结构域:概念、举例
3.蛋白质的三级结构:概念;特点;举例(如肌红蛋白)
4.蛋白质的四级结构:亚基的概念;四级结构的概念;实例(如血红蛋白)
(三)蛋白质分子中的共价键与次级键
六、蛋白质结构与功能的关系
七、蛋白质的性质:两性解离、等电点和电泳、胶体性质、盐析和盐溶、透析、变性与复性、呈色反应。
*八、蛋白质的分类:简单蛋白、结合蛋白
第二章 核酸的化学 (4学时)
一、酸的概念和重要性
二、酸的组成成分
核糖和脱氧核糖;嘌呤碱基和嘧啶碱基;基本核苷与一些稀有核苷的结构、命名和符号;常见核苷酸的结构、命名和符号,核苷酸的连接方式。
三、DNA的结构
1.DNA的分子结构
DNA的碱基组成——Chargaff规则;多核苷酸链中脱氧核糖核苷酸残基的连接方式、排列顺序及表示方法
2.DNA的二级结构
Watson-Crick双螺旋模型的要点和稳定双螺旋结构的力;DNA二级结构的多态性(A-、B-、Z-DNA等);DNA三股螺旋。
3.DNA的三级结构
四、RNA的结构与功能
五、核酸的理化性质及分离提纯:一般理化性质、紫外吸收性质、核酸结构的稳定性、核酸的变性、 核酸的复性、核酸的分离提纯、分子杂交
*六、核酸的序列测定
第三章 酶 (6学时)
一、酶的概念
二、酶的分类与命名
1.酶的分类:氧化-还原酶类;转移酶类;水解酶类;裂合酶类;异构酶类;合成酶类。
2.酶的命名:习惯命名法;系统命名法
三、酶的化学本质:大多数酶是蛋白质、酶的辅因子、单体酶、寡聚酶和多酶复合体的概念
四、酶的结构与功能的关系:酶的活性中心和必需基因、酶原的激活、同工酶
五、酶作用的专一性:结构专一性、立体异构专一性
六、酶的作用机制
七、酶促反应速度和影响酶促反应速度的因素:酶浓度、底物浓度、pH、温度、激活剂、抑制剂、酶的别构(变构)效应
八、酶活力的测定
第四章 维生素与辅酶 (2学时)
一、维生素B1和羧化辅酶
二、维生素B2和黄素辅酶
三、泛酸和辅酶A
四、维生素B5和辅酶I、辅酶II
五、维生素B6和磷酸吡哆醛
六、生物素
七、叶酸和叶酸辅酶
八、维生素Vc(抗坏血酸)
第五章 新陈代谢总论与生物氧化 (3学时)
一、新陈代谢总论
二、生物氧化:生物氧化的特点、生物氧化中CO2的生成、生物氧化中水的生成
三、氧化磷酸化作用
1.ATP的生成:底物水平磷酸化、电子传递体系磷酸化
2.胞液中的NADH的氧化磷酸化:α-磷酸甘油穿梭作用
3.氧化磷酸化的作用机制:化学渗透学说
第六章 糖类代谢 (6学时)
一、多糖和低聚糖的酶促降解
二、糖的分解代谢
(一)糖的无氧酵解:概念、化学反应过程、生物学意义
(二)糖的有氧分解——三羧酸循环
(三)乙醛酸循环——三羧酸循环支路
*三、 糖的合成代谢:蔗糖的合成、淀粉的合成、糖元的合成、糖元的异生作用
第七章 脂类的代谢 (4学时)
一、脂类的酶促水解
二、脂肪的分解代谢
三、脂肪酸的降解及转化:β-氧化反应过程、肉毒碱的作用、不饱和脂肪酸的氧化
第八章 氨基酸代谢 (3学时)
一、蛋白质的酶促降解:蛋白酶的种类和专一性;肽酶的种类和专一性;蛋白质的酶促降解二、氨基酸的一般代谢
(一)脱氨基作用:氧化脱氨基、转氨基作用、联合脱氨基作用
(二)脱羧基作用
(三)氨基酸分解产物的代谢:氨的代谢转变、α-酮酸的代谢转变
第九章 核酸的生物合成 (4学时)
一、DNA的生物合成
1.DNA的半保留复制
2.原核细胞DNA的复制(DNA指导下的DNA合成)
3.反转录作用(RNA指导下的DNA合成)
4.基因重组与DNA“克隆”
5.聚合酶链式反应(PCR)技术与DNA扩增
二、RNA的生物合成
1.转录(DNA指导下的RNA合成)
2.RNA的复制(RNA指导下的RNA合成)
第十章 蛋白质的生物合成 (4学时)
一、遗传密码
遗传密码的概念和密码表的破译;密码表的基本性质(无间断、简并性、变偶性、通用性);起始密码子和终止密码子。
二、核糖体
三、转移RNA的功能
四、蛋白质生物合成的分子机制
第十一章 物质代谢的相互联系和调节控制 (2学时)
一、物质代谢的相互联系
1.糖代谢与脂肪代谢的相互联系
2.糖代谢与蛋白质代谢的相互联系
3.脂肪代谢与蛋白质代谢的相互联系
4.核酸与其它物质代谢的相互联系
二、代谢的调节
(一)酶水平的调节
(二)酶在细胞内的集中存在与隔离分布
四、教学基本要求
教师在课堂上采用多媒体结合板书教学,详细讲授每章的重点、难点内容;通过作业的完成加深学生对有关概念、理论等内容的理解。重要术语用英文单词标注。
本课程安排有一定学时的自学内容,包括糖化学和脂类化学两个章节,主要是动态生物化学部分有关背景资料的内容,教师布置自学提纲或有关思考题供学生掌握自学要点。
平时安排有作业或完成读书报告。在主要章节讲授完后,布置一定量的作业习题、分析讨论或撰写读书报告等,加深学生对所学知识的理解、运用,拓宽学生的知识面。
五、教学方法
本课程每一章节由理论授课、研讨、自学、作业或者读书报告等方式构成。采用的教学媒体主要有:文字教材(包括主教材和学习指导书)、课件(包括主讲老师对全书的系统讲授,还有重要内容的文字提示与电子教学幻灯片)、音像教材(磁带、光盘)以及网上辅导(主要采用E-MAIL等形式)。
生物化学在整个一学期中安排期中和期末考试。试题中采取以能力题、客观题为主的判断、填充、选择、综合题等形式,其中至少60分为基础内容,再以平时课堂问答、讨论和测验等各环节综合评出学生的最终成绩。
本课程考试主要采用闭卷方式,考试范围涵盖所有讲授及自学的内容,考试内容能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度,对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。
总评成绩:平时作业、课堂讨论等占20%、期中和期末考试闭卷考试成绩分别占30%和50%。
六、参考教材和阅读书目
教材:
1.生物化学简明教程(高等教育出版社,罗纪盛主编)
2.生物化学原理(高等教育出版社,张楚富主编)
3.Biochemistry (高等教育出版社, B.D.Hames, N.M.Hooper)
4.生物化学(高等教育出版社,杨志敏等主编)
5.生物化学(中国农业大学出版社,张曼夫主编)
6.生物化学(化学工业出版社,张洪渊等主编)第二版
参考书目:
1.生物化学(高等教育出版社,王镜岩,朱圣庚,徐长法等编)
2.基础生物化学(高等教育出版社,郑集,陈均辉主编)
3.生物化学习题解析(科学出版社,陈钧辉,杨荣武等编)
4.生物化学技术原理及应用(科学出版社,赵永芳主编)
5.Principles of Biochemistry (Third Edition)
H.R.Horton, L.A.Moran, R.s.Ochs, J.D.Rawn,K.G.Scrimgeour
6.Biochemistry (Second Edition)
Reginald H. Garrett, Chaarles M. Grisham
7.生物化学实验设计与实践(高等教育出版社,蒋立科主编)
七、本课程与其它课程的联系与分工
本课程为专业基础课,先修课程为基础化学、有机化学和仪器分析课程。通过该课程的学习使学生掌握生物化学方面的理论、实验技术原理和手段,为进入专业课学习打好基础。
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