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生物化学教学大纲
生物化学教学大纲
临床医学五年制、预防医学、法医学专业
复旦大学上海医学院
生物化学与分子生物学系
2011.6
生物化学临床五年制教学大纲
前言
根据查锡良教授主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材、卫生部规划教材、全国高等医药教材建设研究会规划教材《生物化学》第七版内容,编写了本教学大纲,供基础医学、临床医学、预防医学等专业的学生使用。
为了使学生能掌握好这门基础医学知识,进一步深入学习基础医学其他各课程及临床医学,学生可以依据本教学大纲来指导学习,帮助复习。
本大纲以章为单位,提出学习要求,将教学内容分为三级:
1.掌握的内容:
学生必须深刻理解、记忆并且要求前后章节的内容能融会贯通;
2.熟悉的内容:
要求学生理解其概念、特点及意义等;
3.了解的内容:
应了解其概况及一般规律。
各章还列出应掌握的生化专业的英文名词,学生应熟记,有助于通顺阅读有关专业英文书刊,以推动学业的发展。
生物化学是一门重要的医学基础课程,主要阐述大分子结构和功能、物质代谢与能量代谢及基因信息传递,还包括部分与临床医学结合紧密的生化知识。
通过系统的生化理论教育,使学生对生物化学与分子生物学的内容有比较全面的掌握,为学习其他基础医学和临床医学有关课程奠定基础。
此外,生物化学中的理论的提出和确立均来自于严谨的实验结果,而且只有生化新技术新方法的创立才使生化理论飞速发展。
因此本课程还包括一定量的实验教学,使学生独立完成蛋白质定量、酶活性测定、电泳、高速离心等生化常用方法学的过程中,熟悉实验设计、实验原理及生化常用仪器操作,并根据实验结果做出结论,书写实验报告,提高动手能力和解决问题的能力。
生物化学课程内容
章次
内容
绪论
一
蛋白质的结构与功能
二
核酸的结构与功能
三
酶
四
糖代谢
五
脂类代谢
六
生物氧化
七
氨基酸代谢
八
核苷酸代谢
九
物质代谢的联系与调节
十
DNA的生物合成
十一
RNA的生物合成
十二
蛋白质的生物合成
十三
基因表达调控
十四
基因重组与基因工程
十五
细胞信息转导
十六
血液的生物化学
十七
肝的生物化学
十八
维生素与无机物
十九
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
二十
癌基因、抑癌基因与生长因子
二十一
常用分子生物学的技术原理及其应用
绪论
目的要求:
1.了解生物化学的发展历史及生物化学研究的基本内容。
2.认识学习生物化学对未来医药卫生工作者的必要性和重要性。
教学内容
一、生物化学的发展简史
1.叙述生物化学阶段
2.动态生物化学阶段
3.分子生物学时期DNA双螺旋、DNA克隆、基因组学及其他组学
4.我国科学家对生物化学发展的贡献
二、当代生物化学研究的主要内容
1.生物分子的结构与功能
2.物质代谢及其调节
3.基因信息传递及其调控
三、生物化学与医学
1.生物化学已成为生物学各学科之间、医学各学科之间相互联系的共同语言
2.生物化学为推动医学各学科发展作出了重要的贡献
中、英文专业词汇
biochemistry
生物化学
molecularbiology
分子生物学
geneknockout
基因剔除
ribozyme,RNAenzyme
核酶
humangenomeproject,HGP
人类基因组计划
biomolecules
生物大分子
proteomics
蛋白质组学
transcriptomics
转录组学
smallnon-messengerRNA
非mRNA小RNA
RNomics
RNA组学
metabolomics
代谢组学
glycomics
糖组学
参考书:
1.JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer.Biochemistry.6thed.NewYork:
W.H.Freeman,2007
2.RobertH.GlewandMiriamD.Rosenthal.Clinicalstudiesinmedical
biochemistry.3rded.NewYork:
OxfordUniversityPress,2007.
3.DavidL.Nelson,MichaelM.Cox.LeningerPrinciplesofBiochemistry.4thed.NewYork:
WorthPublishers,2004.
4.DonaldVolt,JudithG.Volt.Biochemistry.3rded.JohnWiley&SonsInc.,2004.
5.药立波,冯作化,周春燕。
医学分子生物学。
第三版,人民卫生出版社,2008。
6.BenjaminLewin.GeneVIII.NewJersey:
PearsonEducationInc,UpperSaddleRiver,2004.
第一章蛋白质的结构与功能
目的要求:
1.了解蛋白质的分子组成。
2.重点掌握蛋白质的基本结构、空间结构及其与功能的关系。
3.熟悉氨基酸和蛋白质的理化性质。
4.了解蛋白质的分离纯化、多肽链中氨基酸序列分析及蛋白质空间结构测定的基本原理。
教学内容:
一、蛋白质的分子组成
1.组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸
2.氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类中、英文名称及缩写符号。
3.20种氨基酸具有共同或特异的理化性质氨基酸的两性解离、等电点、紫外吸收、与茚三酮反应等。
4.蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链肽、肽链与肽键,重要的生物活性多肽。
二、蛋白质的分子结构
1.氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构
2.多肽链的局部主链构象为蛋白质的二级结构肽链局部的空间排布、肽单元、α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲、模体、锌指结构、分子伴侣。
3.在二级结构的基础上多肽链进一步折叠形成蛋白质三级结构整条肽链的三维空间排布、次级键、结构域。
4.含有两条以上多肽链的蛋白质具有四级结构亚基之间的三维空间排布。
5.蛋白质的分类单纯蛋白质和结合蛋白质,纤维状蛋白质和球状蛋白质。
6.蛋白质组学
三、蛋白质结构与功能的关系
1.蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础一级结构对空间结构和蛋白质功能的决定性、一级结构与物种进化、一级结构变异与分子病。
2.蛋白质的功能依赖特定空间结构肌红蛋白与血红蛋白的结构特征、血红蛋白与氧结合的正协同效应理论、变构效应、构象病。
四、蛋白质的理化性质
1.蛋白质具有两性电离性质
2.蛋白质具有胶体性质
3.蛋白质空间结构破坏而引起变性蛋白质的变性与复性,变性与沉淀
4.蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰
5.应用蛋白质呈色反应可测定蛋白质溶液含量茚三酮反应,双缩脲反应。
五、蛋白质的分离、纯化与结构分析
1.透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物
2.丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法
3.利用荷电性质可用电泳法将蛋白质分离
4.应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离
5.利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离
6.应用化学或反向遗传学方法可分析多肽链的氨基酸序列
7.应用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构测定
中、英文专业词汇:
protein
蛋白质
biomacromolecule
生物大分子
isoelectricpoint,pI
等电点
aminoacid
氨基酸
peptide
肽
peptidebond
肽键
oligopeptide
寡肽
polypeptide
多肽
aminoterminal
氨基末端
carboxylterminal
羧基末端
residue
残基
glutathione,GSH
谷胱甘肽
pyroglutamicacid
焦谷氨酸
neuropeptide
神经肽
conformation
空间构象
primarystructure
一级结构
aminoacidsequence
氨基酸序列
secondarystructure
二级结构
peptideunit
肽单元
α-helix
α-螺旋
β-pleatedsheet
β-折叠
β-turn
β-转角
randomcoil
无规卷曲
motif
模体
zincfinger
锌指结构
tertiarystructure
三级结构
domain
结构域
chaperon
分子伴侣
chaperonin
伴侣蛋白
nucleoplasmin
核质蛋白
subunit
亚基
quaternarystructure
四级结构
homodimer
同二聚体
heterdimer
异二聚体
homology
同源性
cytochromeC
细胞色素C
keratin
角蛋白
myoglobin
肌红蛋白
hemoglobin,Hb
血红蛋白
positivecooperativity
正协同效应
tensestate
紧张态
relaxedstate
松弛态
allostericeffect
变构效应
Huntingtondisease
亨丁顿舞蹈病
prionprotein,PrP
朊病毒蛋白
denaturation
变性
renaturation
复性
proteincoagulation
蛋白质凝固作用
ninhydrinreaction
茚三酮反应
biuretreaction
双缩脲反应
dialysis
透析
saltprecipitation
盐析
electrophoresis
电泳
chromatography
层析
gelfiltration
凝胶过滤
ultracentrifugation
超速离心法
sedimentationcoefficient,S
沉降系数
circulardichroism,CD
圆二色光谱
X-raydiffraction
X-射线衍射法
nuclearmagneticresonance,NMR
核磁共振技术
isoleucine
异亮氨酸
tryptophan
色氨酸
threonine
苏氨酸
valine
缬氨酸
leucine
亮氨酸
lysine
赖氨酸
phenylalanine
苯丙氨酸
methionine
蛋氨酸
histine
组氨酸
arginine
精氨酸
tyrosine
酪氨酸
cysteine
半胱氨酸
alanine
丙氨酸
glycine
甘氨酸
serine
丝氨酸
asparticacid
天冬氨酸
asparagine
天冬酰胺
glutamicacid
谷氨酸
glutamine
谷氨酰胺
proline
脯氨酸
第二章核酸的结构与功能
目的要求:
1.掌握核苷酸的分子结构,了解连接键及分子表达式
2.重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能
3.了解DNA的理化性质与结构的关系
4.了解DNA的高级结构
教学内容:
一、核酸的化学组成及一级结构
1.核苷酸是构成核酸的基本组成单位嘌呤与嘧啶、戊糖
2.DNA是脱氧核苷酸通过3′,5′-磷酸二酯键连接形成的大分子
3.RNA也是具有3′,5′-磷酸二酯键的线性大分子
4.核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序
二、DNA的空间结构与功能
1.DNA的二级结构是双螺旋结构Chargaff规则、B-双螺旋结构模型特点和Z-DNA。
2.DNA的高级结构是超螺旋结构染色质、核小体、组蛋白
3.DNA是遗传信息的物质基础基因
三、RNA的结构和功能
1.mRNA是蛋白质合成的模板hnRNA、真核生物mRNA的帽子和尾巴
2.tRNA是蛋白质合成的氨基酸载体稀有碱基、茎环结构、反密码环
3.以rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所大亚基、小亚基
4.snmRNA参与了基因表达的调控
5.核酸在真核细胞和原核细胞中表现了不同的时空特性
四、核酸的理化性质
1.核酸分子具有强烈的紫外吸收
2.DNA变性是双链解离为单链的过程增色效应、融解温度
3.变性的核酸可以复性或形成杂交双链分子杂交
五、核酸酶
中、英文专业词汇:
nucleicacid
核酸
deoxyribonucleicacid,DNA
脱氧核糖核酸
ribonucleicacid,RNA
核糖核酸
nucleotide
核苷酸
deoxyribonucleotide
脱氧核苷酸
ribonucleotide
核糖核苷酸
base
碱基
purine
嘌呤
pyrimidine
嘧啶
adenine,A
腺嘌呤
guanine,G
鸟嘌呤
cytosine,C
胞嘧啶
uracil,U
尿嘧啶
thymine,T
胸腺嘧啶
pentose
戊糖
ribose
核糖
nucleoside
核苷
deoxynucleoside
脱氧核苷
N-glycosidicbond
N-糖苷键
anti-conformation
反式构象
nucleosidemonophosphate,NMP
核苷一磷酸
nucleosidediphosphate,DMP
核苷二磷酸
nucleosidetriphosphate,TMP
核苷三磷酸
phosphodiesterlinkage
磷酸二酯键
polydeoxynucleotide
多聚脱氧核苷酸
nucleotidesequence
核苷酸序列
basesequence
碱基序列
basepair
碱基对
spatialstructure
空间结构
doublehelix
双螺旋
anti-parallel
反向平行
right-handedhelix
右手螺旋
backbone
骨架
majorgroove
大沟
minorgroove
小沟
complementbasepair
互补碱基对
complementstrand
互补链
overlapping
重叠
basestakinginteraction
碱基堆积力
left-handedhelix
左手螺旋
triplex
三链结构
tetraplex
四链结构
superhelixorsupercoil
超螺旋
positivesupercoil
正超螺旋
negativesupercoil
负超螺旋
nucleoid
类核
chromatin
染色质
chromosome
染色体
nucleosome
核小体
histone
组蛋白
coreparticle
核心颗粒
solenoid
螺线管
gene
基因
genome
基因组
messengerRNA,mRNA
信使RNA
heterogeneousnuclearRNA
不均一核RNA
capsequence
帽结构
capbindingprotein,CBP
帽结合蛋白
poly(A)tail
多聚A尾
poly(A)tailbindingprotein,PABP
poly(A)结合蛋白
codon
密码子
tripletcode
三联体密码
openreadingframe,ORF
开放阅读框
exon
外显子
intron
内含子
transferRNA,tRNA
转运RNA
rarebase
稀有碱基
pseudouridine
假尿嘧啶
stem-loop
茎环结构
hairpin
发夹结构
cloverleaf
三叶草
acceptorstem
接纳茎
anticodonloop
反密码环
ribosomalRNA,rRNA
核糖体RNA
ribosomeprotein
核糖体蛋白
ribosome
核糖体
largesubunit
大亚基
smallsubunit
小亚基
aminoacylsite
氨基酰位
peptidylsite
肽酰位
exitsite
排出位
smallnuclearRNA,snRNA
核内小RNA
smallnucleolarRNA,snoRNA
核仁小RNA
smallcytoplasmaRNA,scRNA
胞质小RNA
smallcatalyticRNA
催化性小RNA
smallinterferingRNA,siRNA
小片段干扰RNA
hyperchromiceffect
增色效应
meltingcurve
解链曲线
meltingtemperature
融解温度
annealing
退火
heteroduplex
杂化双链
hybridization
分子杂交
probe
探针
deoxyribonuclease,DNase
DNA酶
ribonuclease,RNase
RNA酶
exonuclease
核酸外切酶
endonuclease
核酸内切酶
restrictionendonuclease
限制性核酸内切酶
第三章酶
目的要求:
1.掌握酶与辅酶、活性中心的结合基团与催化基团、酶-底物复合物、酶原、同工酶的概念、Km、Vmax的意义。
2.熟悉酶的特异性,pH和温度对反应速度的影响、竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的区别、酶活性的变构调节。
3.了解酶促反应的机制,Km、Vmax的测定、酶的命名与分类、酶与疾病的关系及其在医学上的应用。
教学内容:
一、酶的分子结构与功能
1.酶的分子组成中常含有辅助因子单纯酶与结合酶、酶蛋白与辅助因子、辅酶与辅基。
2.酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位必需基团与活性中心、结合基团与催化基团。
3.同工酶是催化相同化学反应但一级结构不同的一组酶同工酶的概念、乳酸脱氢酶及肌酸激酶同工酶的组织分布、同工酶测定的临床意义。
二、酶的工作原理
1.酶反应特点高效率、高特异性、可调节性。
2.酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率活化能、过渡态、诱导契合作用、邻近效应与定向排列、表面效应、多元催化。
三、酶促反应动力学
1.底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线米-曼氏方程式、Km、Vmax的意义。
2.底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系
3.温度对反应速率的影响具有双重性最适温度。
4.pH通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率最适pH。
5.抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率不可逆性抑制、可逆性抑制、竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制。
6.激活剂可加快酶促反应速率必需激活剂、非必需激活剂。
四、酶的调节
1.调节酶实现对酶促反应速率的快速调节酶原激活、变构调节、共价修饰。
2.酶含量的调节包括对酶合成与分解速率的调节诱导和阻遏、酶的降解速度。
五、酶的命名与分类
1.酶可根据其催化的反应类型予以分类氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类。
2.每一种酶均有其系统名称和推荐名称
六、酶与医学的关系
1.酶和疾病密切相关酶与疾病的发生、诊断及治疗的关系、酶活性测定的要求、国际单位。
2.酶在医学上的应用领域广泛酶在临床检验、治疗、科学研究及生产中的应用、固定化酶、抗体酶的概念。
中、英文专业词汇:
biocatalyst
生物催化剂
enzyme
酶
substrate
底物
monomericenzyme
单体酶
oligomericenzyme
寡聚酶
multienzymesystem
多酶体系
multifunctionalenzyme
多功能酶
tandemenzyme
串联酶
simpleenzyme
单纯酶
multielementcatalysis
多元催化
monomericenzyme
单体酶
conjugatedenzyme
结合酶
apoenzyme
酶蛋白
cofactor
辅助因子
holoenzyme
全酶
metalloenzyme
金属酶
metalactivatedenzyme
金属激活酶
coenzyme
辅酶
prostheticgroup
辅基
essentialgroup
必需基团
activecenter
活性中心
activesite
活性部位
bindinggroup
结合基团
catalyticgroup
催化基团
isoenzyme,isozyme
同工酶
lactatedehydrogenase,LDH
乳酸脱氢酶
creatinekinase,CK
肌酸激酶
turnovernumber
转换数
specificity
特异性,专一性
absolutespecificity
绝对特异性
relativespecificity
相对特异性
proteinkinase
蛋白激酶
consensussequence
共有序列
stereospecificity
立体异构特异性
activationenergy
活化能
transitionstate
过渡态
induced-fit
诱导契合
proximityeffect
邻近效应
orientationarrange
定向排列
surfaceeffect
表面效应
generalacid-basecatalysis
一般酸碱催化作用
covalentcatalysis
共价催化作用
nucleophiliccatalysis
亲和催化作用
kineticsofenzyme-catalyzedreaction
酶促反应动力学
rectangularhyperbola
矩形双曲线
Michaelisequation
米氏方程式
maximumvelocity,Vmax
最大反应速度
Michaelisconstant,Km
米氏常数
doublereciprocalplot
双倒数作图法
Lineweaver-Burkplot
林-贝氏作图法
optimumtemperature
最适温度
polymerasechainreaction,PCR
聚合酶链反应
optimumpH
最适pH
inhibitor
抑制剂
irreversibleinhibition
不可逆
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