课程教学大纲课程名称（中文）：生物化学课程名称（英文）：Biochemistry课程性质：专业选修学分：2.5学时：54，其中理论学时：36，实践（实验）学时：18授课对象：环境科学、环境工程、生态学专业二年级授课语言：中文开课院系：生态与环境科学学院课程网址：https:/lelearning.ecnu.edu.cn一→生物化学课程撰写人：张颖审定人：一、课程简介（中文）本课程是针对环境科学和生态学专业的生物化学基础课程。课程主要面向已经完成生物学和化学基础课程学习的学生，从分子水平介绍生物体的化学组成和生命过程中的化学变化。课程首先讲述蛋白质、酶、核酸、糖类、脂质、维生素、激素等生物分子的结构与功能，进而探讨生物分子的代谢与调控。同时设置相应实验内容，帮助学生验证和理解理论知识，提高学生发现问题和解决问题的能力。课程简介(英文）This is an introductory course in biochemistry, designed to introduce the studentsof environmental science and ecology to the science of biochemistry. This courseassumesthat students havetakenbasiccourses of chemistry andbiology,anddevelops further understandings of biological molecules and chemical processeswithin and relating to living organisms. The first part of the class focuses on structuresand functions of biological molecules, including proteins, enzymes, nucleic acidscarbohydrates, lipids, vitamins, and hormones.The second part of the class seeks tounderstandmetabolicpathwaysofvariousmolecules.Experimentalabilityofstudents1
1 课程教学大纲 课程名称（中文）：生物化学 课程名称（英文）：Biochemistry 课程性质：专业选修 学分：2.5 学时：54 ，其中理论学时：36，实践（实验）学时：18 授课对象：环境科学、环境工程、生态学专业二年级 授课语言：中文 开课院系：生态与环境科学学院 课程网址：https://elearning.ecnu.edu.cn→生物化学课程 撰写人：张颖 审定人： 一、课程简介（中文） 本课程是针对环境科学和生态学专业的生物化学基础课程。课程主要面向已 经完成生物学和化学基础课程学习的学生，从分子水平介绍生物体的化学组成和 生命过程中的化学变化。课程首先讲述蛋白质、酶、核酸、糖类、脂质、维生素、 激素等生物分子的结构与功能，进而探讨生物分子的代谢与调控。同时设置相应 实验内容，帮助学生验证和理解理论知识，提高学生发现问题和解决问题的能力。 课程简介（英文） This is an introductory course in biochemistry, designed to introduce the students of environmental science and ecology to the science of biochemistry. This course assumes that students have taken basic courses of chemistry and biology, and develops further understandings of biological molecules and chemical processes within and relating to living organisms. The first part of the class focuses on structures and functions of biological molecules, including proteins, enzymes, nucleic acids, carbohydrates, lipids, vitamins, and hormones. The second part of the class seeks to understand metabolic pathways of various molecules. Experimental ability of students
especially ability to find and resolve a scientific question, will be improved byexperimentaleducation二、课程目标通过本课程的学习，使学生熟悉和掌握生物化学的基本概念、原理、方法和技术，提高学生动手实践、综合分析和科学思考的能力，为解释、解决生产实践中的有关问题提供理论依据、思路和方法，并为学生学习环境科学和生态学等相关课程提供理论基础。三、教学内容本课程内容按“掌握、熟悉、了解”三级要求学习。“掌握”部分要求理解透彻基本概念、理论及研究进展等内容，并能运用基本理论于相关学科的学习及今后的工作；“熟悉”部分要求能熟知相关内容的概念及有关理论，并能适当应用；“了解”部分要求能对其中的概念和内容有一定认识和了解。第一章绪论教学要求熟悉：生物化学的概念及主要研究内容。了解：生物化学的发展简史、生物化学在环境科学与生态学中的应用。教学内容第一节生物化学概念第二节生物化学发展简史第三节生物化学的主要研究内容第四节本课程讲授安排第二章水教学要求掌握：水的结构，极性与氢键的结构和定义，pH的定义。熟悉：极性与水的性质，水分子间的氢键作用，pH对生化反应的影响。了解：水在生命活动中的重要作用。2
2 especially ability to find and resolve a scientific question, will be improved by experimental education. 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生熟悉和掌握生物化学的基本概念、原理、方法和 技术，提高学生动手实践、综合分析和科学思考的能力，为解释、解决生产实践 中的有关问题提供理论依据、思路和方法，并为学生学习环境科学和生态学等相 关课程提供理论基础。 三、教学内容 本课程内容按“掌握、熟悉、了解”三级要求学习。“掌握”部分要求理解 透彻基本概念、理论及研究进展等内容，并能运用基本理论于相关学科的学习及 今后的工作；“熟悉”部分要求能熟知相关内容的概念及有关理论，并能适当应 用；“了解”部分要求能对其中的概念和内容有一定认识和了解。 第一章 绪论 教学要求 熟悉：生物化学的概念及主要研究内容。 了解：生物化学的发展简史、生物化学在环境科学与生态学中的应用。 教学内容 第一节 生物化学概念 第二节 生物化学发展简史 第三节 生物化学的主要研究内容 第四节 本课程讲授安排 第二章 水 教学要求 掌握：水的结构，极性与氢键的结构和定义，pH 的定义。 熟悉：极性与水的性质，水分子间的氢键作用，pH 对生化反应的影响。 了解：水在生命活动中的重要作用
教学内容第一节生命与水第二节水分子的极性第三节水分子中的氢键第四节水中的酸碱解离与pH第三章蛋白质教学要求掌握：蛋白质的元素组成特点，氨基酸的结构通式，肽键结构，标准氨基酸的定义，蛋白质一级结构及其主要的化学键，蛋白质的二级结构的概念、主要化学键和形式，α-螺旋与β-折叠的结构特点，蛋白质的三级结构概念和维持稳定的化学键，蛋白质的四级结构概念和维持稳定的化学键，蛋白质结构与功能的关系，两性电离及等电点概念，蛋白质的胶体性质，蛋白质变性的概念、影响变性因素及变性原理，蛋白质紫外吸收。熟悉：标准氨基酸的分类，部分氨基酸的侧链功能基团（R基团），多肽、肽链、主链、侧链、氨基酸残基的概念，多肽链的写法，肽单元结构，β-转角的结构特点，模体、结构域、亚基的概念，蛋白质沉淀，等电点沉淀，超过滤和超速离心。了解：标准氨基酸的化学结构式，蛋白质在生物体中的重要性，几种重要的生物活性肽，盐析、电泳等蛋白质分离和纯化技术的原理，胰岛素一级结构。教学内容第一节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成二、氨基酸三、肽第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质的一级结构二、蛋白质的二级结构三、蛋白质的三级结构3
3 教学内容 第一节 生命与水 第二节 水分子的极性 第三节 水分子中的氢键 第四节 水中的酸碱解离与 pH 第三章 蛋白质 教学要求 掌握：蛋白质的元素组成特点，氨基酸的结构通式，肽键结构，标准氨基酸 的定义，蛋白质一级结构及其主要的化学键，蛋白质的二级结构的概念、主要化 学键和形式，α-螺旋与β-折叠的结构特点，蛋白质的三级结构概念和维持稳定 的化学键，蛋白质的四级结构概念和维持稳定的化学键，蛋白质结构与功能的关 系，两性电离及等电点概念，蛋白质的胶体性质，蛋白质变性的概念、影响变性 因素及变性原理，蛋白质紫外吸收。 熟悉：标准氨基酸的分类，部分氨基酸的侧链功能基团（R 基团），多肽、 肽链、主链、侧链、氨基酸残基的概念，多肽链的写法，肽单元结构，β-转角 的结构特点，模体、结构域、亚基的概念，蛋白质沉淀，等电点沉淀，超过滤和 超速离心。 了解：标准氨基酸的化学结构式，蛋白质在生物体中的重要性，几种重要的 生物活性肽，盐析、电泳等蛋白质分离和纯化技术的原理，胰岛素一级结构。 教学内容 第一节 蛋白质的分子组成 一、蛋白质的元素组成 二、氨基酸 三、肽 第二节 蛋白质的分子结构 一、 蛋白质的一级结构 二、 蛋白质的二级结构 三、 蛋白质的三级结构
四、蛋白质的四级结构第三节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系二、蛋白质高级结构与功能的关系第四节蛋白质的理化性质及分离纯化一、蛋白质的理化性质二、蛋白质的分离纯化第四章酶教学要求掌握：酶的概念，酶的化学本质，酶的分子组成，酶的活性中心的概念和结构，必需基团的分类及其作用，酶促反应的特点，酶的高度专一性，底物浓度对酶促反应的影响，米式方程表达式，Km的定义与意义，抑制剂对酶促反应的影响，竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的动力学特征及生理学意义。熟悉：酶促反应的机理，酶的专一性假说，中间产物学说，Vmax值的定义与意义，酶浓度、温度、pH、激活剂对酶促反应的影响。了解：酶的分类与命名，酶的高效催化策略，米式方程的推导与修正过程，酶在相关学科及生活中的应用。教学内容第一节酶的结构与功能一、酶的认识与应用简史二、酶的化学本质与分子组成三、酶的活性中心第二节酶的命名与分类一、酶的命名二、 酶的分类第三节酶促反应的特点与机制一、酶促反应的特点二、酶促反应的机制第四节酶促反应动力学4
4 四、 蛋白质的四级结构 第三节 蛋白质结构与功能的关系 一、 蛋白质一级结构与功能的关系 二、 蛋白质高级结构与功能的关系 第四节 蛋白质的理化性质及分离纯化 一、 蛋白质的理化性质 二、 蛋白质的分离纯化 第四章 酶 教学要求 掌握：酶的概念，酶的化学本质，酶的分子组成，酶的活性中心的概念和结 构，必需基团的分类及其作用，酶促反应的特点，酶的高度专一性，底物浓度对 酶促反应的影响，米式方程表达式，Km 的定义与意义，抑制剂对酶促反应的影 响，竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制的动力学特征及生理学意义。 熟悉：酶促反应的机理，酶的专一性假说，中间产物学说，Vmax 值的定义与 意义，酶浓度、温度、pH、激活剂对酶促反应的影响。 了解：酶的分类与命名，酶的高效催化策略，米式方程的推导与修正过程， 酶在相关学科及生活中的应用。 教学内容 第一节 酶的结构与功能 一、 酶的认识与应用简史 二、 酶的化学本质与分子组成 三、 酶的活性中心 第二节 酶的命名与分类 一、 酶的命名 二、 酶的分类 第三节 酶促反应的特点与机制 一、 酶促反应的特点 二、 酶促反应的机制 第四节 酶促反应动力学
一、底物浓度对反应速度的影响二、酶浓度三、温度四、 pH五、抑制剂六、汉激活剂第五章核酸教学要求掌握：核酸的种类、分布与生物学功能，DNA和RNA的分子组成，核苷酸的连接方式、键的方向性，核酸的一级结构及其表示法，DNA的二级结构的特点，DNA的超螺旋结构，核小体的结构，RNA的种类，信使RNA、转运RNA的结构特点，DNA的变性和复性概念和特点，核酸的紫外吸收，解链曲线与Tm。熟悉：碱基与戊糖的结构，DNA双螺旋构象，核糖体RNA的结构与功能，核酸分子杂交的基本原理。了解：核酸的发现和发展历史，核苷酸的命名。教学内容第一节核酸通论一、核酸的发现和发展历史二、核酸的种类、分布与生物学功能第二节核酸的一级结构一、核苷酸二、核酸中核苷酸的连接方式三、DNA和RNA的一级结构第三节DNA的空间结构一、DNA的二级结构模型二、DNA的三级结构三、DNA与蛋白质复合物的结构第四节RNA的空间结构一、信使RNA的结构与功能5
5 一、 底物浓度对反应速度的影响 二、 酶浓度 三、 温度 四、 pH 五、 抑制剂 六、 激活剂 第五章 核酸 教学要求 掌握：核酸的种类、分布与生物学功能，DNA 和 RNA 的分子组成，核苷酸 的连接方式、键的方向性，核酸的一级结构及其表示法，DNA 的二级结构的特 点，DNA 的超螺旋结构，核小体的结构，RNA 的种类，信使 RNA、转运 RNA 的结构特点，DNA 的变性和复性概念和特点，核酸的紫外吸收，解链曲线与 Tm。 熟悉：碱基与戊糖的结构，DNA 双螺旋构象，核糖体 RNA 的结构与功能， 核酸分子杂交的基本原理。 了解：核酸的发现和发展历史，核苷酸的命名。 教学内容 第一节 核酸通论 一、核酸的发现和发展历史 二、核酸的种类、分布与生物学功能 第二节 核酸的一级结构 一、核苷酸 二、核酸中核苷酸的连接方式 三、DNA 和 RNA 的一级结构 第三节 DNA 的空间结构 一、DNA 的二级结构模型 二、DNA 的三级结构 三、DNA 与蛋白质复合物的结构 第四节 RNA 的空间结构 一、信使 RNA 的结构与功能
二、转运RNA的结构与功能三、核糖体RNA的结构与功能第五节核酸的理化性质一、核酸的一般理化性质二、DNA的变性、复性与分子杂交第六章糖类教学要求掌握：重要单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）、同多糖（淀粉）的结构和性质。熟悉：常见糖类的结构和主要性质，复合糖的性质与生物学功能，糖类的生理功能，旋光异构。了解：糖的分类、构象，杂多糖。教学内容第一节糖类的化学本质与分类一、糖类的存在与来源二、糖类的生物学作用三、糖类的元素组成和化学本质四、糖的命名与分类第二节旋光异构一、旋光异构的概念二、Fischer投影式与构型的RS表示法第三节单糖的结构与性质一、单糖的链状结构二、D系单糖和L系单糖三、单糖的环状结构四、单糖的性质五、重要的单糖和单糖衍生物第四节寡糖一、寡糖的结构与性质6
6 二、转运 RNA 的结构与功能 三、核糖体 RNA 的结构与功能 第五节 核酸的理化性质 一、核酸的一般理化性质 二、DNA 的变性、复性与分子杂交 第六章 糖类 教学要求 掌握：重要单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）、 同多糖（淀粉）的结构和性质。 熟悉：常见糖类的结构和主要性质，复合糖的性质与生物学功能，糖类的生 理功能，旋光异构。 了解：糖的分类、构象，杂多糖。 教学内容 第一节 糖类的化学本质与分类 一、糖类的存在与来源 二、糖类的生物学作用 三、糖类的元素组成和化学本质 四、糖的命名与分类 第二节 旋光异构 一、旋光异构的概念 二、Fischer 投影式与构型的 RS 表示法 第三节 单糖的结构与性质 一、单糖的链状结构 二、D 系单糖和 L 系单糖 三、单糖的环状结构 四、单糖的性质 五、重要的单糖和单糖衍生物 第四节 寡糖 一、寡糖的结构与性质
二、常见的二糖第五节多糖一、同多糖二、杂多糖第六节复合糖一、糖蛋白二、 蛋白聚糖第七章脂质教学要求掌握：脂肪酸的结构与性质，甘油三酯的结构与性质。熟悉：脂肪酸的表示法，甘油磷脂的结构，类固醇的结构。了解：脂质的分类与生物学功能，天然存在的脂肪酸类别、结构和特性，磷脂、菇类、糖脂的结构。教学内容第一节脂质的定义与生物学作用一、脂质的定义与分类二、脂质的生物学作用第二节脂肪酸一、脂肪酸的结构特点二、脂肪酸的物理和化学性质第三节甘油三酯和蜡一、甘油单酯、甘油二酯及甘油三酯的结构二、甘油三酯的物理和化学性质三、蜡的结构和性质第四节磷脂一、甘油磷脂的结构二、甘油磷脂的一般性质三、鞘磷脂第五节菇和类固醇7
7 二、常见的二糖 第五节 多糖 一、同多糖 二、杂多糖 第六节 复合糖 一、糖蛋白 二、蛋白聚糖 第七章 脂质 教学要求 掌握：脂肪酸的结构与性质，甘油三酯的结构与性质。 熟悉：脂肪酸的表示法，甘油磷脂的结构，类固醇的结构。 了解：脂质的分类与生物学功能，天然存在的脂肪酸类别、结构和特性，磷 脂、萜类、糖脂的结构。 教学内容 第一节 脂质的定义与生物学作用 一、脂质的定义与分类 二、脂质的生物学作用 第二节 脂肪酸 一、脂肪酸的结构特点 二、脂肪酸的物理和化学性质 第三节 甘油三酯和蜡 一、甘油单酯、甘油二酯及甘油三酯的结构 二、甘油三酯的物理和化学性质 三、蜡的结构和性质 第四节 磷脂 一、甘油磷脂的结构 二、甘油磷脂的一般性质 三、鞘磷脂 第五节萜和类固醇
一、菇二、类固醇第六节结合脂质一、糖脂二、脂蛋白第八章维生素教学要求掌握：维生素的概念及分类，维生素与酶的辅助因子的关系。熟悉：各类维生素缺乏病，脂溶性维生素的化学本质及生理功能，B族维生素和维生素C的化学结构与生理功能。了解：各类维生素的来源，人对重要维生素的需要量。教学内容第一节维生素概论一、维生素的发现二、维生素的概念三、维生素的分类四、维生素与辅酶第二节脂溶性维生素一、维生素A二、丝维生素D三、 维生素E四、丝维生素K第三节水溶性维生素维生素B1一、二、 丝维生素B2三、维生素PP四、维生素B6八、维生素B12九、维生素C8
8 一、萜 二、类固醇 第六节 结合脂质 一、糖脂 二、脂蛋白 第八章 维生素 教学要求 掌握：维生素的概念及分类，维生素与酶的辅助因子的关系。 熟悉：各类维生素缺乏病，脂溶性维生素的化学本质及生理功能，B 族维生 素和维生素 C 的化学结构与生理功能。 了解：各类维生素的来源，人对重要维生素的需要量。 教学内容 第一节 维生素概论 一、维生素的发现 二、维生素的概念 三、维生素的分类 四、维生素与辅酶 第二节 脂溶性维生素 一、 维生素 A 二、 维生素 D 三、 维生素 E 四、 维生素 K 第三节 水溶性维生素 一、 维生素 B1 二、 维生素 B2 三、 维生素 PP 四、 维生素 B6 八、 维生素 B12 九、 维生素 C
第九章激素教学要求掌握：激素的定义及作用特点。熟悉：受体及作用，几种主要高等动物激素的生理生化功能。了解：激素分类，激素分泌的调节机制。教学内容第一节激素的定义与化学本质一、激素的定义二、激素的分泌三、激素的化学本质四、重要激素举例第二节激素的作用机制及分泌调节一、激素的作用机制二、激素分泌的调节第三节昆虫激素第四节植物激素第十章代谢总论教学要求掌握：新陈代谢的概念和特点，高能磷酸化合物的概念，ATP结构及在能量转运中的地位和作用。熟悉：分解代谢与合成代谢过程，能量代谢在新陈代谢中的重要地位，高能磷酸化合物的类型及作用。了解：新陈代谢的研究方法，化学反应中自由能的变化和意义。教学内容第一节新陈代谢一、新陈代谢的概念二、分解代谢与合成代谢9
9 第九章 激素 教学要求 掌握：激素的定义及作用特点。 熟悉：受体及作用，几种主要高等动物激素的生理生化功能。 了解：激素分类，激素分泌的调节机制。 教学内容 第一节 激素的定义与化学本质 一、激素的定义 二、激素的分泌 三、激素的化学本质 四、重要激素举例 第二节 激素的作用机制及分泌调节 一、激素的作用机制 二、激素分泌的调节 第三节 昆虫激素 第四节 植物激素 第十章 代谢总论 教学要求 掌握：新陈代谢的概念和特点，高能磷酸化合物的概念，ATP 结构及在能量 转运中的地位和作用。 熟悉：分解代谢与合成代谢过程，能量代谢在新陈代谢中的重要地位，高能 磷酸化合物的类型及作用。 了解：新陈代谢的研究方法，化学反应中自由能的变化和意义。 教学内容 第一节 新陈代谢 一、新陈代谢的概念 二、分解代谢与合成代谢
三、物质代谢与能量代谢四、新陈代谢的研究方法第二节生物能学一、热力学的一些基本概念二、化学反应中自由能的变化和意义三、高能磷酸化合物四、ATP的结构和作用第十一章糖代谢教学要求掌握：糖酵解的概念，糖酵解的基本反应过程、限速酶、ATP生成、作用部位及生理意义，糖的有氧氧化概念，柠檬酸循环的基本反应过程、限速酶、ATP生成、作用部位及生理意义，磷酸戊糖途径的限速酶及生理意义，NADPH的功能，肝糖原合成与分解的限速酶及其催化的反应，糖异生的概念、限速酶及其催化的反应、生理意义，人体血糖的来源与去路。熟悉：糖酵解调节，丙酮酸的去路，乙酰辅酶A的形成，糖的有氧氧化的调节，磷酸戊糖途径的主要反应过程和调节，肝糖原合成与分解的调节，糖异生途径的调节，乳酸循环及其生理意义，激素对血糖水平的调节作用。了解：糖类在体内的消化、吸收，糖代谢的概况，肌糖原合成与分解的调节，高血糖与低血糖等糖代谢失常疾病。教学内容第一节糖代谢概述一、糖的生理功能二、糖的消化吸收三、糖代谢的概总第二节糖的无氧分解一、糖酵解的反应过程二、糖酵解的调节三、糖酵解的生理意义第三节糖的有氧氧化10
10 三、物质代谢与能量代谢 四、新陈代谢的研究方法 第二节 生物能学 一、热力学的一些基本概念 二、化学反应中自由能的变化和意义 三、高能磷酸化合物 四、ATP 的结构和作用 第十一章 糖代谢 教学要求 掌握：糖酵解的概念，糖酵解的基本反应过程、限速酶、ATP 生成、作用部 位及生理意义，糖的有氧氧化概念，柠檬酸循环的基本反应过程、限速酶、ATP 生成、作用部位及生理意义，磷酸戊糖途径的限速酶及生理意义，NADPH 的功 能，肝糖原合成与分解的限速酶及其催化的反应，糖异生的概念、限速酶及其催 化的反应、生理意义，人体血糖的来源与去路。 熟悉：糖酵解调节，丙酮酸的去路，乙酰辅酶 A 的形成，糖的有氧氧化的调 节，磷酸戊糖途径的主要反应过程和调节，肝糖原合成与分解的调节，糖异生途 径的调节，乳酸循环及其生理意义，激素对血糖水平的调节作用。 了解：糖类在体内的消化、吸收，糖代谢的概况，肌糖原合成与分解的调节， 高血糖与低血糖等糖代谢失常疾病。 教学内容 第一节 糖代谢概述 一、糖的生理功能 二、糖的消化吸收 三、糖代谢的概总 第二节 糖的无氧分解 一、糖酵解的反应过程 二、糖酵解的调节 三、糖酵解的生理意义 第三节 糖的有氧氧化