《动物生物化学》教学大纲.docx
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《动物生物化学》教学大纲
2008-2009《动物生物化学》教学大纲
课程编号:
课程名称：
动物生物化学
英文名称：
AnimalBiochemistry
课程类型:
必修课
总学时：
54 讲课学时：
54
学 分：
3
适用对象:
动物医学、动物药学、动物科学、水产养殖
先修课程：
生物学及相关课程，普通化学等
一、教学目标及任务
《动物生物化学》是为高等农业院校动物医学和动物科学等专业本科开设的重要的专业基础课，也是一门实验性课程。
学生通过学习该课程后，在知识和能力等方面应达到以下要求
1、清楚认识生命有机体的化学基础和基本特征
2、掌握动物机体的化学组成，主要是蛋白质、核酸和糖类的组成与结构以及生物膜的组成、结构与物质运输的方式，以生物大分子的结构和功能的关系为基本出发点，认识蛋白质、核酸和生物膜在动物机体中的作用。
3、清楚认识和掌握机体的中间代谢过程，包括生物催化剂---酶、主要营养物质糖、脂类、蛋白质（氨基酸）和核苷酸在动物体内的代谢过程以及与之相伴随的能量的产生、转移和利用；物质代谢的相互关系及代谢的细胞调节机制等。
4、掌握遗传大分子核酸的功能，即DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的生物合成及其调节机制；简要了解核酸的一些基本技术。
5、适当了解动物机体主要组织和器官的生物化学组成与功能。
二、教学内容、教学要求及学时安排
第1章绪论（2学时）
重点难点
1动物生物化学的定义、任务和主要内容
2动物生物化学的发展简史
目的要求
掌握动物生物化学的定义、主要内容；了解生物化学的发展历史以及动物生物化学动物生产与健康中的地位和作用。
课程安排
1.1生物化学的概念
1.2生物化学的发展历史及其任务
1.2.1生物化学的研究内容
1.2.2生物化学和动物生产与健康
1.3生物化学与动物生产及动物健康的关系
习题要点
1生物化学的定义、分类
2生物化学经历的几个发展阶段。
第一部分生命有机体的化学
第2章生命的化学特征（1小时）
重点难点
1生物大分子与化学键
2生物能量学
目的要求
了解生命有机体的与无机界的区别，认识其基本化学特征；理解生物大分子和生物能量学的概念；掌握生物体系中的非共价作用力及其作用；了解水在生命活动过程中的作用。
课程安排
2.1生命物质中的元素
元素组成及其特征
2.2生物体系中的非共价作用力
4种非共价键
2.3生物大分子
组成生物有机体的30种小分子前体
2.4生物能量学
ATP、机体能量的来源和转移
2.5水
水在生命中的作用
习题要点
1生物大分子的主要非共价作用力及其在维持生物大分子结构稳定中的重要性。
2ATP在生命有机体能量传递、贮存和利用中的作用？
第3章蛋白质（4学时）
重点难点
1蛋白质的分子组成（氨基酸和肽的结构、分类）
2蛋白质的结构层次及结构与功能的关系
目的要求
了解蛋白质对于生命活动的重要性和分类；掌握蛋白质的化学组成（氨基酸的重要性质）、基本结构单位和结构层次；蛋白质的结构与生物学功能的关系。
理解蛋白质的理化性质（结合实验）
课程安排
3.1蛋白质在生命活动中的重要作用（1学时）
3.2蛋白质分类
3.3蛋白质的化学组成
3.3.1元素组成，
3.3.2基本结构单位---氨基酸（分类、两性性和等电点等性质）
3.4蛋白质的化学结构（3小时）
肽的概念、肽键的形成与性质
肽链与肽单位
一级结构及其测定
3.5蛋白质的高级结构
高级结构---构象（二面角，非共价键）
二级结构及其种类（α-螺旋，β-折叠，β和γ-转角，无规卷曲）
超二级结构和结构域
三级、四级结构和超级结构
3.6多肽、蛋白质结构与功能的关系
一级结构与功能的关系，蛋白质结构的种族差异和分子进化
蛋白质变性与复性
蛋白质的变构作用与血红蛋白的输氧功能
3.7蛋白质的理化性质（结合实验）
习题要点
1、存在于蛋白质内的20种氨基酸在结构上共同点、分类。
2、氨基酸的等电点和意义。
3、肽键、肽链、氨基酸残基和酞酰胺平面的概念
4、蛋白质的一、二、三和四级结构的概念以及它们之间的区别。
5、变构和变性的概念。
血红蛋白氧解离曲线呈S形的生理意义。
超二级结构、结构域、非共价相互作用力、肽单位、两面角、蛋白质构象、亚基、分子伴侣
第4章核酸（2学时）
重点难点
1核酸的分子组成（戊糖、碱基、核苷和核苷酸）
2DNA的分子结构，特别是双螺旋结构的由来和特点
3RNA的种类和分子结构
目的要求
掌握DNA和RNA的化学组成；理解DNA的分子结构及其生物学功能；理解RNA的种类、结构特点和生物学功能。
了解核酸的一些理化性质及其应用。
课程安排
4.1核酸的化学组成
4.2DNA分子的结构
核酸的一级结构及其表示方法
DNA的双螺旋模型和高级结构
4.3RNA分子的结构
tRNA的二、三级结构
4.4DNA的一些性质
分子大小、紫外吸收、核酸的变性与复性、分子杂交
习题要点
1DNA和RNA的化学组成、分子结构、分布及生物学作用。
2、DNA双螺旋结构的特点及生物学意义。
3、tRNA的分子组成、结构特点与功能。
4、核酸的变性和杂交。
5、磷酸二酯键分子杂交探针碱基配对核小体
第五章糖类（1学时）
重点难点
1单糖的结构和性质（重点是葡萄糖的结构、功能和性质）
2双糖的结构和还原性
3多糖的组成、结构、主要性质和生理功能
目的要求
了解糖的分类、构象以及糖类的生理功能；理解重要同多糖（淀粉、糖原和纤维素）的结构和主要性质；掌握重要单糖、双糖的结构和性质。
课程安排
5.1单糖与寡糖
5.2寡糖
5.3多糖
5.4复合糖
习题要点
1单糖的主要理化性质。
2乳糖、麦芽糖、蔗糖在结构和性质上的异同点。
3糖原的组成和结构。
4糖蛋白中糖和蛋白质的结合方式。
第6章生物膜与物质运输（2学时）
重点难点
1生物膜的化学组成与结构特点
2物质的跨膜运输：
小分子和离子的跨膜运输和大分子的跨膜转运
目的要求
了解动物细胞的生物化学形态；掌握生物膜的化学组成和结构特点；理解物质的跨膜运输方式和机理。
重点掌握膜在物质转运中的作用。
课程安排
6.1动物细胞形态的生物化学
6.2生物膜的化学组成
包括膜脂、膜蛋白和膜糖，强调膜成分的双亲特点
6.3生物膜的结构特点
膜的流动镶嵌模型，膜的流动性及影响因素，膜脂与膜蛋白的关系，膜的不对称性
6.4物质的跨膜运输
小分子和离子的过膜运输（包括简单扩散、促进扩散和主动运输）；其次介绍大分子物质的过膜转运（包括内吞、外排和分泌蛋白的过膜转运）
习题要点
1构成生物膜的化学成分、生物膜的结构特点及功能。
2流动镶嵌学说的要点。
3生物膜物质转运的方式。
4Na+/K+泵及其生理功能。
第二部分动物机体的中间代谢
第7章生物催化剂——酶（5学时）
重点难点
1酶的组成和结构及与功能的关系
2酶促反应动力学：
温度、pH、酶浓度、底物浓度、激活剂和抑制剂的影响
3酶活性的调节方式与机制
目的要求
了解酶作为生物催化剂在生命活动中的意义、酶的命名、分类、活性测定及在生产中的作用。
掌握酶的特点、酶的化学本质和分子结构，酶的作用机理以及酶反应的动力学因素，酶活性的调控机理。
课程安排
7.1酶的一般概念（2学时）
酶的概念、命名、分类、酶活性和比活力的概念；重点介绍酶的特点
7.2酶的化学组成
酶的化学本质（单体酶、寡聚酶与多酶复合体等）；结合酶及其辅因子的作用维生素与辅酶
7.3酶的结构与功能的关系（3学时）
酶的活性中心与必需集团，酶原的激活等概念
7.4酶的作用机理
反应活化能，过渡态与中间产物学说（锁钥学说、诱导切合学说等），酶催化机理简介
7.5酶反应的动力学
温度、pH、酶浓度、底物浓度以及激活剂和抑制剂，重点是米氏动力学、竞争性和非竞争性抑制作用对酶反应速度的影响。
7.6酶活性调节
反馈控制、同工酶，重点介绍变构调节和酶的共价修饰调节
7.7酶的分类与命名
7.8酶的实际应用
习题要点
全酶、多酶复合体、同工酶、活性中心、必需基团、变构酶、酶的共价化学修饰
1、酶的概念及其特点。
2、酶蛋白与辅酶（辅基）的相互关系。
维生素与辅酶（或辅基）的相互关系
3、酶能加速化学反应速度的机理。
4、米氏方程式和米氏常数、三种抑制作用的特点及意义。
5、酶活性的可调性
第8章糖代谢（6学时）
重点难点
1糖的分解代谢（糖的无氧氧化、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径）的主要过程和生理意义
2糖原的合成、分解和糖异生作用的主要过程和生理意义
3各糖代谢途径之间的联系与调节
目的要求
了解糖代谢的概况，血糖的意义。
掌握糖代谢中的基本概念、糖的分解代谢和糖原异生的过程及糖原合成途径的基本过程。
掌握糖在体内代谢的主要途径及其相互联系与调节，理解其生理意义。
了解主要单糖和双糖的代谢。
课程安排
8.1概述（2学时）
代谢的概念（包括中间代谢、代谢途径），简要介绍糖代谢的概况及血糖及其调节
8.2糖原的合成与分解
主要结合酶活性的调节介绍酶活性的放大机制---肾上腺素对肌糖原分解的调节
8.3葡萄糖的分解代谢
糖酵解途径及意义
TCA循环及生理意义（2学时）
8.4葡萄糖异生作用（2学时）
8.5磷酸戊糖途径
8.6一些重要双糖与单糖的代谢
8.7糖代谢各途径的联系与调节
习题要点
糖酵解、丙酮酸脱氢酶系、三羧酸循环、丙酮酸羧化支路
1、糖原合成及分解的过程。
糖原分解代谢的两种机制。
2、比较糖酵解与有氧氧化进行的部位、反应条件、关键酶、产物、能量生成及生理意义。
3、糖异生作用及其生理意义。
4、磷酸戊糖途径的过程及生理意义。
第9章生物氧化（2学时）
重点难点
1生物氧化的概念、特点和方式
2生物氧化中水和CO2的生成方式。
3呼吸链的组成与呼吸链传递体排列
4ATP的生成和机理
目的要求
了解生物氧化的特点，理解生物氧化的概念、呼吸链和能量代谢。
掌握通过电子呼吸链生成水的基本过程以及ATP的产生、贮存和利用的机理；了解其他氧化体系的意义。
课程安排
9.1氧化还原酶类
非线粒体生物氧化体系（需氧脱氢酶、过氧化氢酶与过氧化物酶，加氧酶与SOD）
9.2生物氧化中二氧化碳的生成
9.3生物氧化中水的生成
呼吸链、呼吸链的组成、类型及传递电子的方式
9.4生物氧化中ATP的生成
高能键、高能磷酸键的概念；ATP的生成，重点介绍氧化磷酸化作用（ATP的生成数目与部位）；胞液中NADH的氧化（两种穿梭机制）；一般了解化学渗透学说
习题要点
1生物氧化与体外燃烧的区别
2、生物氧化中二氧化碳的生成
3、呼吸链的排列顺序及氧化磷酸化的偶联部位、阻抑作用和解偶联作用。
4、化学渗透学说的要点。
5、胞液中的NADH进入线粒体的穿梭机制。
铁硫中心、细胞色素C氧化酶、α-磷酸甘油穿梭作用、苹果酸穿梭作用、高能键、高能化合物、需氧脱氢酶、P/O
第10章脂代谢（6学时）
重点难点
1脂类的分类及生理功能
2脂肪的分解代谢（脂肪的动员、β-氧化、酮体的生成和利用、甘油代谢）
3脂肪的合成代谢（脂肪酸合成、甘油三酯的合成）
4类脂的代谢（磷脂和胆固醇的代谢）
5脂类在体内运转的概况
目的要求
了解脂类的分类及生理功能和在体内转运的大致方式。
掌握脂肪分解和合成的基本途径与调节机理；掌握类脂代谢（主要是磷脂和胆固醇）及功能。
课程安排
10.1脂类及其生理功能（2学时）
10.2脂肪的分解代谢
脂肪的动员，甘油的分解，Knoop实验以及β-氧化的提出，奇数脂酸、偶数脂酸、不饱和脂酸的氧化，酮体的生成、利用及其生理意义。
10.3脂肪的合成代谢（2学时）
脂肪酸合成方式与酶系，脂肪酸合成途径与β-氧化的比较，不饱和脂肪酸和必需脂酸，甘油三酯的合成方式
10.4脂肪代谢的调控
10.5类脂的代谢（2学时）
类脂的概念和分类，磷脂的分解与合成，胆固醇的合成及其在体内的转变
10.6脂类在体内运转的概况
脂蛋白分类、结构及其功能
习题要点
1、脂肪的动员，动物体内脂肪酸分解代谢的主要途径
2、酮体的产生和利用及其生理和病理意义。
3、反刍动物丙酸的氧化过程。
4、脂肪酸分解和合成途径的主要区别。
5、血浆脂蛋白的种类、来源、化学组成特点及主要生理功能。
6、胆固醇的转变和排出。
7、磷脂的分类和主要的生物学功能。
β-氧化，酮体，脂肪的动员，血脂，血浆脂蛋白，柠檬酸-丙酮酸循环，必需脂肪酸，ACP-SH
第11章含氮小分子的代谢（6学时）
重点难点
1氨基酸的一般代谢（脱氨基作用和脱羧作用）
2氨的代谢（来源、转运和去向）
3氨基酸的合成代谢（脂肪酸合成、甘油三酯的合成）
4个别氨基酸的代谢（含硫和芳香族氨基酸的代谢）
5嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢
目的要求
了解蛋白质的生理功能、氮平衡的意义和在体内氨基酸的来源去路。
掌握氨基酸的一般分解代谢途径及其代谢终产物的生成。
对个别氨基酸代谢有一般的了解。
掌握核苷酸的合成与分解代谢。
认识含氮小分子之间的联系
课程安排
11.1蛋白质的营养作用（2学时）
营养作用，氮平衡，生理价值和互补作用
11.2氨基酸的一般分解代谢
氨基酸在体内的来源和去路，脱氨和脱羧，重点为脱氨作用
12.3氨的代谢（2学时）
重点为尿素循环，其次为谷氨酰胺代谢等
12.4α-酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成
氨基化，生糖、生酮与氧化分解
11.5个别氨基酸代谢
主要介绍芳香族氨基酸、含硫氨基酸的代谢与转变，一碳基团和肌酸的合成
11.6核苷酸代谢（2学时）
包括嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸，脱氧核苷酸的合成和分解
习题要点
1、动物体内脱氨基作用的几种主要形式及其意义。
2、体内解除氨毒的机理。
α-酮酸代谢与脂肪、糖和氨基酸代谢之间的相互联系。
3、色氨酸、苯丙氨酸和甲硫氨酸可产生的生理活性物质和它们的终产物。
4、核苷酸的生物学功能。
核苷酸合成的“从头合成”和“补救”合成途径。
5、嘌呤和嘧啶分子中各原子的来源及合成特点。
必需氨基酸，氧化脱氨基，转氨基，联合脱氨基，一碳基团载体
第12章物质代谢的联系与调节（3学时）
重点难点
1三大营养物质代谢之间的相互关系
2物质代谢的调节，包括细胞、激素和整体水平的调节。
目的要求
了解代谢的基本特点和目的。
掌握糖、脂、蛋白质及核苷酸等物质代谢之间的相互关系，理解代谢调节的方式和原理；重点掌握细胞信号传递的方式、受体类型和若干过膜信号传递系统的特点及机理
课程安排
12.1物质代谢的基本目的（1小时）
12.2物质代谢的相互联系
糖、脂和氨基酸和核苷酸代谢之间的关系（交汇点、相互转变和相互影响）
12.3动物代谢调节的一般原理
实质、基本方式和分类
12.4代谢调节信号的细胞传导机制
激素的作用与受体，受体的分类、一般结构及功能，受体作用的调节，G蛋白偶联型受体系统和酪氨酸蛋白激酶型受体系统
习题要点
1、物质代谢的特点。
2、糖、脂和氨基酸营养物质代谢之间的相互关系
3、细胞信号转导中的配体与受体。
4、cAMP-蛋白激酶途径的信息传递过程。
5、类固醇激素作用于胞内受体的信息传递过程。
第三部分遗传信息分子----核酸的功能
第13章DNA的生物合成-----复制（2学时）
重点难点
1DNA的生物合成的一般特点与复制过程
2复制的酶类和各自的功能
3半保留复制的实验依据
4基因突变及DNA的损伤与修复
目的要求
通过DNA的合成，掌握参与复制的酶系和蛋白因子（真核和原核生物），原核生物的复制过程及生物学意义，了解与复制相关的DNA的损伤和修复现象，以及一种特殊的DNA合成形式----反转录；了解端粒酶的性质与作用
课程安排
13.1参与DNA复制的主要酶类和蛋白因子
13.2DNA的复制过程
实验依据和半保留复制的意义，复制的半保留性，复制的起始、延长和终止。
13.3其他类型的复制方式
13.4反转录合成DNA
13.5DNA的损伤和修复
概念及意义,损伤的原因和修复的机理
习题要点
1、DNA复制的基本特点。
2、参与原核生物DNA复制过程所需的物质及其作用。
3、DNA的复制的主要阶段，复制的半保留性、子链合成的半不连续性
4、DNA复制可将遗传信息准确地传递给后代的机制。
5、逆转录的基本反应过程。
第14章RNA的转录（3学时）
重点难点
1RNA聚合酶的组成、结构和功能
2启动子的结构特征
3RNA的转录过程
4RNA转录后的加工修饰，重点是真核mRNA转录后的加工修饰
目的要求
掌握原核RNA聚合酶的结构、功能及原核生物RNA的转录过程。
了解转录的特点、过程及生物学意义，掌握转录后的加工成熟，并比较真核和原核生物的异同点
课程安排
14.1转录的特点
14.2原核生物基因的转录
转录与复制的比较，RNA聚合酶，转录的不对称性和转录过程原核生物RNA转录后的加工
14.3真核生物基因的转录
真核生物RNA转录后的加工
14.4催化活性RNA---核酶及其功能
核酶的由来，概念和意义
习题要点
1、转录与复制的相同点和不同点。
2、原核生物RNA聚合酶的组成、结构和作用，原核细胞转录的过程。
3、真核生物RNA聚合酶的特性，转录过程。
4、三种RNA转录后的加工。
5、参与RNA转录的成分及其在转录中的作用
第15章蛋白质的生物合成（4学时）
重点难点
1蛋白质生物合成体系中三种成分RNA的结构及其作用
2蛋白质生物合成的一般过程，原核生物与真核生物蛋白质合成的异同
3肽链合成后的加工和运输方式
目的要求
掌握三种RNA在蛋白质生物合成中的作用，了解其他酶与蛋白因子的相互作用、翻译的过程，特别是翻译的起始阶段及生物学意义，掌握蛋白质合成氨基酸的活化与转运，肽链合成后的定向输送与加工，信号肽以及信号肽的识别和蛋白质合成后的加工修饰。
课程安排
15.1蛋白质翻译系统的主要组成成分和功能（2学时）
信使RNA与遗传密码，tRNA的结构与氨基酸的活化，核糖体RNA与核糖核蛋白体
15.2原核生物蛋白质生物合成的过程（2学时）
氨基酸的活化、翻译的起始、延长和终止。
15.3真核生物蛋白质生物合成的特点
15.4多肽链翻译后的加工
15.5蛋白质的转位
分泌蛋白的靶向运输----信号肽学说
习题要点
1直接参与蛋白质生物合成的核酸及其作用。
2、原核生物和真核生物蛋白质的合成过程有何异同。
3、蛋白质合成后的加工修饰的主要方式。
4、比较复制、转录与翻译。
第16章基因表达的调节（2学时）
重点难点
1基因与基因组的概念和结构
2原核生物乳糖操纵子和色氨酸操纵子的结构及其调节机制
3真核生物基因的特点，基因调控的特点
4顺式作用元件和反式作用因子的结构特点
目的要求
掌握基因及其基因表达调控的基本概念和原理，掌握原核基因表达调控的一般原理；了解真核生物基因表达调节的特点及分子基础。
课程安排
16.1基因与基因组
基因，基因组，基因组学等的概念
16.2原核生物基因表达的调节
操纵子学说，乳糖操纵子，色氨酸操纵子
16.3真核生物基因表达的调节
真核基因组结构特点，真核生物基因表达调控特点，调控序列，调控蛋白及其特征性基序
习题要点
1、乳糖操纵子的调节机制。
2、真核基因组结构有何特点，基因表达不同水平的调节特点。
第17章核酸技术（2学时）
重点难点
1DNA重组技术的基本过程
2基因操作主要技术的原理及应用
目的要求
理解DNA重组技术的基本过程；了解DNA重组技术所用的工具酶及载体和宿主系统；掌握核酸分子杂交、PCR技术的基本原理。
了解基因操作的其他技术
课程安排
17.1DNA重组技术
DNA克隆，工具酶，DNA重组技术基本技术路线
17.2基因操作的主要技术
分子杂交技术，印迹技术，PCR和DNA序列分析
17.3核酸技术的应用与发展前景
核酸技术在动物生产和动物医学上的应用
习题要点
1、DNA克隆的基本过程。
2、目前获得目的基因的主要途径或来源。
基因载体，载体的选择标准。
3、印渍技术的定义、类别及应用。
4、PCR技术的基本原理及应用。
第四部分动物组织机能的生物化学
第18章水、无机盐代谢与酸碱平衡（1学时）
重点难点
1水和无机盐在体内的重要生理功能
2体液的概念、组成和交流
3体液的酸碱平衡及调节
目的要求
理解水和无机盐的生理功能、分布和组成特点；了解体液中钙、磷等微量元素的重要调节作用；掌握体液的缓冲体系及肺和肾对体液的酸碱平衡作用。
掌握体液的酸碱平衡及调节
课程安排
18.1体液
18.2水的代谢
18.3钠、钾和氯的代谢
18.4体液的酸碱平衡
18.5钙和无机磷代谢
18.6镁和铁的代谢
18.7畜禽体内的微量元素
习题要点
1、水的生理作用。
2、体液的酸碱平衡的调节方式和机理。
第19章血液化学（1学时）
重点难点
1血液化学成分及各自的功能
2血浆蛋白质、免疫球蛋白、红细胞的代谢
目的要求
了解血液的化学组成；了解免疫球蛋白的结构及功能；掌握血浆蛋白的种类及功能。
了解血红蛋白的分解代谢、胆红素的生成过程。
课程安排
19.1血液化学成分
19.2血浆蛋白质
重点是血浆蛋白质的种类和含量，血浆蛋白质的代谢及同疾病的关系。
19.3免疫球蛋白
免疫球蛋白的结构和功能。
19.4红细胞及其代谢
红细胞的化学组成和代谢。
血红蛋白的性质和功能及分解代谢。
习题要点
1、血浆蛋白的主要功能。
胆色素的分解代谢过程。
2、成熟红细胞中糖酵解的特点和意义。
红细胞中ATP的主要生理功能
3、免疫球蛋白的结构和功能。
第20章一些组织和器官的代谢（2学时）
重点难点
1肝脏生化（肝脏在物质代谢中的作用，肝脏的生物转化作用和排泄功能）
2肌肉生化（肌肉的化学结构与收缩的生化机制）
3神经组织生化（大脑的一般代谢及中枢神经组织的代谢特点）
4结缔组织的结构组成与功能
目的要求
掌握肝脏在物质代谢、胆色素代谢中的作用；了解肌肉收缩的机制；了解神经组织的化学组成和代谢特点，结缔组织的组成等。
了解神经递质的结构、生理功能和代谢。
课程安排
20.1肝脏生化
肝脏的结构特点、化学组成，在物质代谢中的作用，生物转化作用及排泄功能。
20.2肌肉生化
20.3神经组织
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