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,这些物质在生物体的代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、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
课程的容、进度和要求作具体安排。
一、生物化学的概念及研究容 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(|?max=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(multienzyme system) 二、别构酶(allosteric enzyme)
三、共价调节酶(covalent regulatory enzyme) 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 新代引论和生物能学概述(4学时)
教学说明:了解新代的概念和研究方法,生物能力学的基本容和高能化合物的概念和特点。 第一节 新代通论 一、新代概念
二、能量代在新代中的重要地位 三、新代的调节
四、代中常见的有机反应机制 第二节 新代研究方法 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(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