《生物化学》课程授课教案（1/2，第1-10章，中国农业大学：刘国琴）

中 国农业大学 生物学院教案 课程名称：生物化学(1) 教材名称：王镜岩朱圣庚徐长法主编《生物化学》 (高等教育出版社，2002年第3版) 授课对象：生物学专业二年级本科生 开课时间：秋季 讲课学时：50学时 主讲教师：刘国琴 工作单位：生物学院生物化学与分子生物学系

1 中 国 农 业 大 学 生 物 学 院 教 案 课程名称：生物化学(1) 教材名称：王镜岩 朱圣庚 徐长法 主编《生物化学》 （高等教育出版社，2002 年第 3 版） 授课对象：生物学专业二年级本科生 开课时间：秋季 讲课学时：50 学时 主讲教师：刘国琴 工作单位：生物学院生物化学与分子生物学系

章 第一章生物化学导论(2学时) 节 第一节生物化学学科的建立和发展(1学时) 教学目的 让学生了解生物化学学科的发展概况及其在生物学中的重要地位，激 发学生的学习热情】 教学手段 讲授、多媒体投影 教学重点 生物化学学科发展简史、重要成就及与其它学科的关系 教学难点 激发学生学习生物化学的积极性 类别时间教学过程 备注 导言5 首先介绍课程学时、任课教师、考试安排及课程主要内容、投影 分钟参考书。(1)从对个人的介绍，谈到对时间的感受，提示 要珍视目前的学生时代：(2)从选择生命科学的教学和 研作为自己毕生职业，谈到生物学科发展的潜力（发挥主 动、享受自由、满足好奇、富于挑战、创造知识、改造生 命、允许错误)，同时提示生物化学在生物学中的重要此 正题4 引出生物化学概念：生物化学就是研究生命化学组成板书 分钟及化学变化规律的一门科学。 要深入理解生物化学这门学科，首先要对它的建立和 发展简史有一个较全面的了解。 第一节生物化学学科的建立和发展 生物化学发展简史 分三个阶段介绍。 以讲故事的形式，介绍生物化学的前期发展。突出几多媒体 位科学家的作用。第二阶段主要讲三大发现，突出几位议 贝尔获得者。第三阶段，突出其它学科对生物化学发展的 贡献，并由此强调学科交叉的重要性、边缘学科的诞生。 二、现代生物化学不断取得新进展 举例并结合动画，介绍最新报道(“单分子运动”、“DN 多媒体 纳米镊子”、“大分子相互作用”等，说明生物化学及相 关学科的的快速发展。“分子生物学”是在生物化学发展 的基础上建立起来的，而分子生物学的应用和发展还将依 赖于继续生物化学的基础理论知识。激发学生认真学好生 物化学，一定要走好脚下的第一步

2 章 第一章 生物化学导论（2 学时） 节 第一节 生物化学学科的建立和发展（1 学时） 教学目的 让学生了解生物化学学科的发展概况及其在生物学中的重要地位，激 发学生的学习热情。 教学手段 讲授、多媒体投影 教学重点 生物化学学科发展简史、重要成就及与其它学科的关系 教学难点 激发学生学习生物化学的积极性 类别 时间 教学过程 备注 导言 5 分钟 首先介绍课程学时、任课教师、考试安排及课程主要内容、 参考书。（1）从对个人的介绍，谈到对时间的感受，提示 要珍视目前的学生时代；（2）从选择生命科学的教学和科 研作为自己毕生职业，谈到生物学科发展的潜力（发挥主 动、享受自由、满足好奇、富于挑战、创造知识、改造生 命、允许错误），同时提示生物化学在生物学中的重要地 位。 投影 正题 43 分钟 引出生物化学概念：生物化学就是研究生命化学组成 及化学变化规律的一门科学。 要深入理解生物化学这门学科，首先要对它的建立和 发展简史有一个较全面的了解。 第一节 生物化学学科的建立和发展 一、生物化学发展简史 分三个阶段介绍。 以讲故事的形式，介绍生物化学的前期发展。突出几 位科学家的作用。第二阶段主要讲三大发现，突出几位诺 贝尔获得者。第三阶段，突出其它学科对生物化学发展的 贡献，并由此强调学科交叉的重要性、边缘学科的诞生。 二、现代生物化学不断取得新进展 举例并结合动画，介绍最新报道（“单分子运动”、“DNA 纳米镊子”、“大分子相互作用”等，说明生物化学及相 关学科的的快速发展。“分子生物学”是在生物化学发展 的基础上建立起来的，而分子生物学的应用和发展还将依 赖于继续生物化学的基础理论知识。激发学生认真学好生 物化学，一定要走好脚下的第一步。 板书 多媒体 多媒体

这里可根据时间，用批判的口气审视目前社会上以及学 生中存在的一种“躁动”。提示学生踏踏实实学习。 承认每一个学生都是同龄人中的佼佼者，都有很高的智 商。是否成功，取决于毅力。只有有毅力、不怕吃苦的人才 能成功！ 智商一毅力一机会 “机会”永远属于那些有准备的人！ 板书 三、生物化学与其它学科的关系 正题 四、我国科学家在生物化学领域中的贡献 介绍几个在国际上有影响的重要工作（引导学生发言）。 中国人是聪明的，勤奋的。强调一定要有“爱国精神” 无论何时何地（举例留学生故事）。 五、学好生物化学 课程特点： 不是研究原子、电子，而是研究具有空间构象的大分子： 板书 不是研究单分子行为，而是研究大分子相互作用和精密调节 不是研究独立反应事件，而是研究代谢途径和代谢网络： 不是研究非生命体，而是研究能自我复制和遗传的生命体： 不是静止不变的理论，而是处于快速发展中。 要求：按时上课、必要记忆、及时消化、适量参考。 措施：成立学习小组、加强课外讨论、写出书面报告、随机 课堂点名 总结2 本节我们重点介绍了生物化学发展简史。可以看出生物 累计学 分钟 化学理论来源于科学实践，来源于几代代科学家不懈的努力 时1 生物化学理论知识丰富，所有与生物学有关的专业，包括目 前最热门的分子生物学都离不开生物化学的基础知识和基本 实验技能。学好生物化学是必要的，相信大家都很重视这门 课，并能学好这门课。 安排：课外学习小组10人一组，定组长

3 正题 这里可根据时间，用批判的口气审视目前社会上以及学 生中存在的一种“躁动”。提示学生踏踏实实学习。 承认每一个学生都是同龄人中的佼佼者，都有很高的智 商。是否成功，取决于毅力。只有有毅力、不怕吃苦的人才 能成功！ 智商—毅力—机会 “机会”永远属于那些有准备的人！ 三、生物化学与其它学科的关系 四、我国科学家在生物化学领域中的贡献 介绍几个在国际上有影响的重要工作（引导学生发言）。 中国人是聪明的，勤奋的。强调一定要有“爱国精神”， 无论何时何地（举例留学生故事）。 五、学好生物化学 课程特点： 不是研究原子、电子，而是研究具有空间构象的大分子； 不是研究单分子行为，而是研究大分子相互作用和精密调节； 不是研究独立反应事件，而是研究代谢途径和代谢网络； 不是研究非生命体，而是研究能自我复制和遗传的生命体； 不是静止不变的理论，而是处于快速发展中。 要求：按时上课、必要记忆、及时消化、适量参考。 措施：成立学习小组、加强课外讨论、写出书面报告、随机 课堂点名 板书 板书 总结 2 分钟 本节我们重点介绍了生物化学发展简史。可以看出生物 化学理论来源于科学实践，来源于几代代科学家不懈的努力； 生物化学理论知识丰富，所有与生物学有关的专业，包括目 前最热门的分子生物学都离不开生物化学的基础知识和基本 实验技能。学好生物化学是必要的，相信大家都很重视这门 课，并能学好这门课。 安排：课外学习小组 10 人一组，定组长 累计学 时 1

章 第一章生物化学导论(2学时) 节 第二、三节(1学时) 教学目的 认识生命物质的特征和水在生命活动中的作用 教学手段 讲授、投影 教学重点 生命物质特征、水的性质与生物学作用 教学难点 用化学进化的观点理解生命物质，介电常数，水与电解质的作用 类别时间教学过程 备 注 导言 上节我们刚讲了生物化学的概念和研究内容。生物化学就是研究 (停顿，学生回答)生命体“生命化学组成及化学变化规律的 门科学”。现在我们来具体分析一下生命体的化学组成、生命物 质的特征。 正题48 第二节生命体化学组成及生命物质的特征 分钟 “、生命体的化学组成 为 分析生命体的化学组成，很枯燥，要利用比较法，并从进化的角 度帮助学生理解。 比较人体、海水、地壳的化学元素差别，给出海洋是孕有生命摇 篮的结论。 介绍著名实验，证明“甲烷、氨、水、氢气可能是生命进化的媒 原始物质”，“生物分子首先通过化学进化产生”的观点。 无机物（甲烷、氨、水、氢气）→有机物（氨基酸、氢氧酸 甲醛、氢氰氯化物))大分子 二、甲烷、氢、水、氢气可能是生命进化的原始物质 三、生命物质的特征（重点介绍） 试着让学生总结： 生命物质大多由轻元素(lighter elements)组成 生物分子是碳的化合物 生物分子都具有三维结构特征 生物分子之间的相互作用具有立体特异性 细胞中的手性化合物一般仅以一种形式存在 四、生物化学反应类型 板 例举化学反应式说明常见反应类型： 书 这里只是让学生对生物化学反应类型有一个概况了解，说明生物 化学反应尽管看起来很复杂，但从反应机制看是有规律可寻的 提示学生不要被表面上看似复杂的生物化学反应所吓倒

4 章 第一章 生物化学导论（2 学时） 节 第二、三节 （1 学时） 教学目的 认识生命物质的特征和水在生命活动中的作用 教学手段 讲授、投影 教学重点 生命物质特征、水的性质与生物学作用 教学难点 用化学进化的观点理解生命物质，介电常数，水与电解质的作用 类别 时间 教学过程 备 注 导言 上节我们刚讲了生物化学的概念和研究内容。生物化学就是研究 （停顿，学生回答）生命体“生命化学组成及化学变化规律的一 门科学”。现在我们来具体分析一下生命体的化学组成、生命物 质的特征。 正题 48 分钟 第二节 生命体化学组成及生命物质的特征 一、生命体的化学组成 分析生命体的化学组成，很枯燥，要利用比较法，并从进化的角 度帮助学生理解。 比较人体、海水、地壳的化学元素差别，给出海洋是孕育生命摇 篮的结论。 介绍著名实验，证明“甲烷、氨、水、氢气 可能是生命进化的 原始物质”，“生物分子首先通过化学进化产生”的观点。 无机物（甲烷、氨、水、氢气）⎯→有机物（氨基酸、氢氧酸、 甲醛、氢氰化物）⎯→大分子 二、甲烷、氨、水、氢气 可能是生命进化的原始物质 三、生命物质的特征（重点介绍） 试着让学生总结： 生命物质大多由轻元素（lighter elements）组成 生物分子是碳的化合物 生物分子都具有三维结构特征 生物分子之间的相互作用具有立体特异性 细胞中的手性化合物一般仅以一种形式存在 板 书 多 媒 体 四、生物化学反应类型 例举化学反应式说明常见反应类型： 这里只是让学生对生物化学反应类型有一个概况了解，说明生物 化学反应尽管看起来很复杂，但从反应机制看是有规律可寻的。 提示学生不要被表面上看似复杂的生物化学反应所吓倒。 板 书

虽然生物化学反应不计其数，错综复杂，但归纳起来只有五 种类型。其中一种就是水解反应。由此过渡到： 第三节水一生命的溶剂 一、水的重要作用 1.水是生命物质的溶剂。 2.水作为底物或产物参与生物化学反应。 启发学生举例：如水解反应、光合反应、生物氧化反应 3.水环境非常适合生命体 二、水是极性分子。 先给出一组数据：水具有比较高的熔点、沸点和蒸发热（表） 让学生分析：这些特殊的性质来源于相邻水分子间-一比较强的吸 引力一高的内聚力。 提间：为什么有比较高的内聚力？一一水是极性分子」 酒 帮助分析：水的2个H原子与0原子不是共线性结合，而是呈 105度夹角伸出。0趋向于负电性，H趋向于正电性。整个分子 体 呈偶极状态。使相邻水分子0和H成氢键(hydrogen bond) 水分子间的大量氢键维持着水的高内聚力。氢键使水具有不寻常 的性质。 三、水与溶质形成氢键（略讲） 四、水与电解质的作用 水化(hydration) 电荷屏蔽(charge screening) 水的这两个作用非常重要，不容易理解，要结合中学物理知识， 帮助分析：水对屏蔽电相互作用非常有效，因为水的介电常数高 F=Q:Q2/Er2 离子间作用力下与所带电荷Q、电荷基团间距r及溶剂的介 电常数c有关。 介电常数是表示溶剂中偶极数量的一种物理特性参数。 提问：在极性大的环境中，离子间的作用力是大还是（小）。 五、非极性气体难溶于水 六、非极性化合物迫使水结构发生变化 七、弱键对生物分子结构与功能很重要 总结2 在氢键、离子键、疏水键、范德华力这四种作用力中，范德华力累 分钟 的概念比较抽象。与中学学的概念有出入。中学讲的是“分子间' 的弱相互作用。但在生物化学中，因为都是大分子，因此，常强 调“原子间”弱相互作用。本质一样。本节课重点掌握生命物质 时 的特征。 2

5 虽然生物化学反应不计其数，错综复杂，但归纳起来只有五 种类型。其中一种就是水解反应。由此过渡到： 第三节 水—生命的溶剂 一、水的重要作用 1．水是生命物质的溶剂。 2．水作为底物或产物参与生物化学反应。 启发学生举例：如水解反应、光合反应、生物氧化反应 3．水环境非常适合生命体 二、水是极性分子。 先给出一组数据：水具有比较高的熔点、沸点和蒸发热（表）。 让学生分析：这些特殊的性质来源于相邻水分子间-比较强的吸 引力－高的内聚力。 提问：为什么有比较高的内聚力？-水是极性分子。 帮助分析：水的 2 个 H 原子与 O 原子不是共线性结合，而是呈 105 度夹角伸出。O 趋向于负电性，H 趋向于正电性。整个分子 呈偶极状态。使相邻水分子 O 和 H 成氢键（hydrogen bond）. 水分子间的大量氢键维持着水的高内聚力。氢键使水具有不寻常 的性质。 三、水与溶质形成氢键（略讲） 四、水与电解质的作用 水化（hydration） 电荷屏蔽（charge screening） 水的这两个作用非常重要，不容易理解，要结合中学物理知识， 帮助分析：水对屏蔽电相互作用非常有效，因为水的介电常数高。 F＝Q1Q2/ r 2 离子间作用力 F 与所带电荷 Q、电荷基团间距 r 及溶剂的介 电常数有关。 介电常数是表示溶剂中偶极数量的一种物理特性参数。 提问：在极性大的环境中，离子间的作用力是大还是（小）。 五、非极性气体难溶于水 六、非极性化合物迫使水结构发生变化 七、弱键对生物分子结构与功能很重要 板 书 多 媒 体 板 书 总结 2 分钟 在氢键、离子键、疏水键、范德华力这四种作用力中，范德华力 的概念比较抽象。与中学学的概念有出入。中学讲的是“分子间” 的弱相互作用。但在生物化学中，因为都是大分子，因此，常强 调“原子间”弱相互作用。本质一样。本节课重点掌握生命物质 的特征。 累 计 学 时 2