食品生物化学课件.ppt

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1、 食品生物化学一生物化学定义 生物化学：就是以物理、化学及生物学的现代技术去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，以及这些物质的结构和变化与生物的生理机能之间的关系，进而在分子水平上深入揭示生命现象本质的一门科学，即生命的化学。食品生物化学：它是运用生物化学的原理阐述食品物料中人体所需的主要营养成分的化学组成、结构、性质和加工过程中的变化及其在人体内的代谢过程，进而从分子水平认识物质的化学组成、生命活动中所进行的化学变化及其调控规律等生命现象本质的科学。 绪论二生物化学的研究范畴（一）生物体的组成物质生物分子的结构与功能：生物分子的结构与功能：探讨探讨生物体的物质组成以及分

2、子结生物体的物质组成以及分子结构、性质和功能构、性质和功能。复杂性组成物质多；分子大；空间结构复杂。规律性元素构件小分子聚合物（生物大分子）；结构与功能相适应。无机小分子无机小分子（H2O、CO2、Ca2+、Mg2+等）等）代谢中间物代谢中间物（丙酮酸、柠檬酸、苹果酸等）（丙酮酸、柠檬酸、苹果酸等）构构 件件 分分 子子 （氨基酸、核苷酸、单糖等）（氨基酸、核苷酸、单糖等）生物大分子生物大分子 （核酸、蛋白质、聚糖等）（核酸、蛋白质、聚糖等）超超 分分 子子 （核糖体、酶复合体、微管等）（核糖体、酶复合体、微管等）细细 胞胞 器器 （细胞核、线粒体、高尔基体等）（细胞核、线粒体、高尔基体等）生

3、物分子生物分子（二）物质和能量代谢 物质代谢及其调节：物质代谢及其调节：物质代谢的规律、能量转物质代谢的规律、能量转化及其调节控制。化及其调节控制。复杂性 多步化学反应构成代谢途径； 多条代谢途径相互交织成网； 物质代谢和能量代谢相互交织； 调节控制有条不紊。 规律性 反应类型不多； 反应机理符合有机化学理论； 调节控制与生物学功能相适应。 （三）信息分子的生物合成 基因信息传递规律及其调控：基因信息传递规律及其调控：DNA复制、复制、RNA转录、转录、蛋白质翻译等。蛋白质翻译等。 通常将生物大分子结构、功能及其代谢调控的研究称通常将生物大分子结构、功能及其代谢调控的研究称为为分子生物学。分子

4、生物学。从分子水平研究遗传学，并运用这些规律去改造自从分子水平研究遗传学，并运用这些规律去改造自然，称然，称基因工程。基因工程。复杂性 合成过程复杂； 调节控制复杂； 与生命现象的关系复杂。规律性 遗传密码已经破译；基因表达的基本过程已经清楚； 生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰； 研究方法日新月异。 三.生物化学同生产实践的关系 启蒙阶段 食品选择和加工； 医疗。发展阶段 维生素、抗生素医疗； 代谢食品、医疗； 分子生物学 基因工程、蛋白质工程。发展前景 生物制品； 转基因动植物； 基因芯片； 基因诊断； 基因治疗。四四. .生物化学的发展史生物化学的发展史 起始阶段：起始阶段：18世纪世纪

5、20世纪初。世纪初。研究了脂类、研究了脂类、糖类及氨基酸；发现了核酸；酵母发酵中的糖类及氨基酸；发现了核酸；酵母发酵中的“可溶性催化剂可溶性催化剂”-酶的概念等酶的概念等 快速发展阶段：快速发展阶段：20世纪初世纪初下叶。下叶。必需氨基酸、必需氨基酸、维生素的发现；酶的蛋白质本质揭示；多种维生素的发现；酶的蛋白质本质揭示；多种激素的发现；主要物质代谢途径的确定等激素的发现；主要物质代谢途径的确定等 分子生物学的崛起阶段：分子生物学的崛起阶段： 20世纪下叶世纪下叶今。今。生物化学重大发展年代表生物化学重大发展年代表1897年 Buchner 发现酵母细胞质能使糖发酵1902年 Fischer

6、肽键理论1926年 Sumner结晶得到了脲酶,证明酶就是蛋白质1935年 Schneider将同位素应用于代谢的研究 1944年 Avery等人证明遗传信息在核酸上 1953年 Sanger的胰岛素氨基酸序列测定 Waston-Click提出DNA双螺旋模型 1958年 Perutz等解明肌红蛋白的立体结构 1970年 发现了DNA限制性内切酶 1972年 DNA重组技术的建立 1978年 DNA双脱氧测序法的成功 1990年 人类基因组计划的实施,2003年完成,进入 后基因组时代生物化学中的关键技术生物化学中的关键技术 电泳（电泳（19231923） 生物大分子的分离、分析生物大分子的分

7、离、分析 超离心（超离心（19251925）蛋白质、细胞亚器官的）蛋白质、细胞亚器官的 分离；分子量的确定分离；分子量的确定 同位素标记（同位素标记（19341934）物质代谢途径、生）物质代谢途径、生物大分子结构测定物大分子结构测定 层析（层析（1944 1944 ） 生物大分子的分离纯化生物大分子的分离纯化 X-X-光衍射、光衍射、NMRNMR：生物大分子结构测定生物大分子结构测定五生物化学同有关学科的关系 生物化学与分子生物学是生物学的最深层次； 生物化学与分子生物学是化学的最高层次； 生物化学与分子生物学为农学、医学和食品科学提供理论依据和研究手段； 物理学、信息科学和数学为生物化学与

8、分子生物学提供研究手段。生命系统的结构基础细胞 细胞的两大类原核细胞真核细胞原核细胞(prokaryotic cells)是最简单、最小的细胞，如细菌。它的外部是一层起保护作用的细胞壁(cell walls)在细胞壁内是一层细胞膜，也称为质膜。细胞膜内包裹着细胞质以及核也称为核质或拟核 真核细胞(eukaryotic cells)真核细胞区别于原核细胞的最主要特征是它们具有被双层膜所包裹的、有固定形状的、结构复杂的细胞核。它比原核细胞大得多，也复杂得多。它存在于所有植物、动物以及真菌之中。动物、植物和真菌都是真核细胞构成的生物，简称真核生物。真核细胞与原核细胞的另一区别是它们具有被内部膜所包裹

9、的细胞器 1.真核细胞的核 2.线粒体 3.内质网4.高尔基体5.溶酶体6.胞浆 7.细胞膜 细胞核真核细胞的核中包含了几乎所有的细胞DNA动物和植物细胞中，细胞核都被中间有一层狭窄空间的双层膜所包裹。两层膜上有许多核膜孔,通过这些小孔，各种物质可以在核与细胞质之间穿过在核的内部是核仁(nucleoli)核的其他部分含有染色质(chromatin)核内进行DNA复制、RNA转录等生物化学反应线粒体 线粒体是三羧酸循环、生物氧化、氧化磷酸化等生物化学反应的场所嵴(crista)核糖体（Ribosomes）基质(matrix)内质网粗糙内质网膜上散布着核蛋白体，蛋白质在结合内质网上的核蛋白体中合成

10、之后，可通过膜进入液泡的空间，有些暂时贮存在细胞内，有些则最后输送到细胞外滑面内质网在代谢和解毒上有重要作用高尔基体高尔基体的形态有所不同，不过它们大多数是一群由平滑的单层膜包裹的小泡 高尔基体具有聚集、浓缩和储存蛋白质的作用溶酶体是细胞中由膜包裹的球状小泡，它们大小不一，内含许多不同的酶，它们能水解消化细胞中不再需要的蛋白质、多糖和脂。由于这些酶对细胞的其他部分有损害，所以它们被隔离在溶酶体中。蛋白质和其他物质能选择性地进入溶酶体，再水解为组成它们的氨基酸等小分子化合物，然后又重新释放回细胞质胞浆是蛋白质、核酸、糖类及其它代谢物组成的胶体溶液。许多代谢反应如糖酵解、氨基酸活化和脂肪酸合成在胞

11、浆中进行细胞膜含大量脂类、蛋白质的双分子层结构使细胞成型，有通透、屏蔽等作用课外阅读书籍 LehningerLehninger ：Principles of BiochemistryPrinciples of Biochemistry StryerStryer：BiochemistryBiochemistry 王镜岩生物化学王镜岩生物化学 沈仁权生物化学教程沈仁权生物化学教程 郑集普通生物化学郑集普通生物化学 Garrett,and Grisham: Biochemistry (Garrett,and Grisham: Biochemistry (影印版影印版) ) 罗纪盛等罗纪盛等 生物化学简明教程生物化学简明教程 朱玉贤朱玉贤 李毅李毅 现代分子生物学现代分子生物学 Robert F.Weaver: Molecular biology (Robert F.Weaver: Molecular biology (影印版影印版) )六学习方法 积极培养学习的兴趣； 记忆与理解相互促进； 注重阅读和练习； 注重学习科学思维的方法和实验技能； 注重与数理化特别是化学知识的联系； 注重与生物学功能的联系。