生物化學A上復旦大學生命科學學院.ppt

1、生物化學A(上)復旦大學生命科學學院,任課教師: 王維榮 Copyright 1999,2000,2001,2003,2004, 2005,2006,2007,2008,2009,Biochemistry (Biological Chemistry,科學的含義和作用,英文為science，源于拉丁文的scio，后來又演變?yōu)閟cientin，最后成了今天的寫法，其本意是“知識”、“學問”。日本著名科學啟蒙大師福澤瑜吉把“science”譯為“科學”香港創(chuàng)業(yè)學院院長張世平：即分類的“知識”、“學問”。到了1893年，康有為引進并使用“科學”二字。嚴復在翻譯天演論等科學著作時，也用“科學”二字。此后

2、，“科學”二字便在中國廣泛運用,什么是科學,詞源: to know, to separate one thing from another, to distinguish,to split, to cleave。與中國的“科學”一詞的原意相差甚遠 (科舉之學, 日本人借用, 意為百科之學, 后中國留學生又從日本帶回,何謂科學？工業(yè)的先行者, 疾病的征服者,農(nóng)業(yè)的推進者,宇宙的探索者,自然定律的解謎者，它永遠指明著真理的方向（美國科學院大廳上的標語）。 科學只不過是一套人們有計劃地解釋宇宙，具有內(nèi)在一致性的謊言（亞瑟博克私人對話)。 科學知識結(jié)構(gòu)(科學概念、科學理論、科學定律) 科學過程、方法(

3、提供探究科學知識的方法) 科學本質(zhì)(科學知識的性質(zhì),科學的內(nèi)涵,觀察/實驗,思 維,方法/技術(shù),理 論,現(xiàn)象、數(shù)據(jù),歸納、演繹,大 腦,解釋,Paradigm,Roles of Science,True science is a method of studying nature. It is a set of rules that prevents scientists from lying to each other or to themselves. Hypotheses must be open to testing and must be revised in the face of

4、 contradictory evidence. All evidence must be considered and all alternative hypotheses must be explored. The rules of good science are nothing more than the rules of good thinking-that is, the rules of intellectual honesty,Harold Varmus 說(1989年諾貝爾生理和醫(yī)學獎獲得者,科學研究是一項艱苦的工作，如果你不喜歡它，請選擇其他領(lǐng)域； 只研究你感興趣的和你認為

5、重要的問題； 尊敬你的科學老前輩，但不要完全相信他們所說、所寫的一切； 請不要忘記科學只不過是人們生活的一部分,書本知識 學科發(fā)展史研究方法論,將來從事科學研究工作, 現(xiàn)在讀書須掌握三個要素,化學及其發(fā)展簡史,化學發(fā)展史- Chemistry的詞源,現(xiàn)代化學起源于煉金術(shù)(alchemy)。即煉金活動是化學的前史。chemistry一詞也來自alchemy, 而alchemy = al (the) + chem, 其中的chem來自中國的“ 金” 的古漢語發(fā)音。煉金術(shù)在各個古代文明中都占重要位置, 并不是中國特有, 一般而言都是如何將銅, 鉛, 錫這樣的卑金屬變成金、銀這樣的貴金屬的實用學問。在

6、西方, 煉金術(shù)從公元前幾百年開始到17世紀為止, 延續(xù)了2000年；在中國也生存了差不多同樣長的時間,化學發(fā)展史-中國的煉金術(shù)傳到西方,中國的煉金術(shù)除了從卑金屬得到貴金屬以外，還致力于研制長生不老之藥“ 金丹”。 中國的煉金術(shù)隨絲綢之路傳到了阿拉伯文化圈, 所以有了alchemy這個行業(yè)。 西臘文明在歐州歷史上曾一度失傳, 幸好阿拉伯人繼承了其精華(714世紀), 1113世紀十字軍的侵略將散落在阿拉伯文化中的希臘文化又帶回了歐洲, 也順便將中國的煉金術(shù)帶進入了西方文明。此后，西方的煉金術(shù)活動朝著獨自的方向發(fā)展，特別是對酸、堿、 鹽等物質(zhì)的化學性質(zhì)有了相當?shù)闹R積累,化學發(fā)展史-從煉金術(shù)到化學

7、,17世紀，文藝復興活動使alchemy真正向現(xiàn)代的chemistry過渡。 當時的化學家, 要么是貴族, 要么是業(yè)余愛好。與英國Newton同時期的貴族Robert Boyle (1627-1691) 對氣體和真空進行了研究, 寫了“ The Sceptical Chymist (1661)” 一書, 主張訣別帶有神秘色彩的煉金術(shù), 而以理性思考的態(tài)度來研究化學。他發(fā)現(xiàn)了波以爾法則 PV=Const, 實際上就是現(xiàn)代物理化學的起點。1662英國設(shè)立了 Royal Society, 1666年 Paris Academia 分別設(shè)立, 為科學研究和交流提供了土壤，這是化學與煉金術(shù)訣別的標志,化

8、學發(fā)展史-從氣體元素到物質(zhì)不滅定理,1764 年 CO2 (Black), 1766 年 H2 (Canvendish), 1772年O2(Scheele), 1772年N2 (Ratherford) , 1774年Cl2 (Scheele)分別被發(fā)現(xiàn), 空氣中含有不同成分的事實被揭示。1774年Lavoisier確立了物質(zhì)不滅定理, 1777年確立了燃燒理論。此后的化學反應(yīng)的定比例法則 (Joseph Louis Proust, 1799) 及化學元素分析方法的發(fā)展, 為有機化學的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),拉瓦錫(ALLavoisier，17431794)是18世紀法國著名的化學家，被后人譽為“近代化

9、學之父”。他對化學的第一個貢獻是從實驗的角度驗證并總結(jié)了“質(zhì)量守恒定律”；他是化學方程式的發(fā)明者；他對化學的最大貢獻是揭示了“燃燒”的本質(zhì)，推翻了統(tǒng)治化學長達百年之久的“燃素說”，建立了科學的“氧化學說”；他非常重視實驗和觀察，指出：“在任何情況下，都應(yīng)該使我們的推理受到實驗的檢驗，除了通過實驗和觀察的自然道路去尋求真理以外，別無他途”；他對化學實驗從定性向定量發(fā)展，作出了重要的貢獻，因此也被譽為“定量化學之父”、“近代化學奠基人,1763，法學學士 1764，研究化學 1765，候補院士 1768，征稅官 1778，正教授 1775，火藥局長 1789，入獄 1794，絞刑,化學發(fā)展史-有機

10、化學的發(fā)展,簡單的說, 有機化學就是C、 H、 O和 N的化學。 其發(fā)展是必然的, 因為人對生命物質(zhì)的興趣要比對非生命物質(zhì)更濃?；瘜W分析的手段發(fā)展后, 勢必要用來研究有機的物質(zhì)。通過有機化學研究知道的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 成為生物化學研究的起點。 有機化學的發(fā)展, 可以從尿素的合成開始,有機化學發(fā)展時間表,1828年 Wohler (德) 從無機鹽合成了尿素 1831年 Liebig (德) 有機物元素分析定量法的發(fā)明 1840年 有機基團 (group) 的概念的形成 1848年 Pasteur (法) 酒石酸光學異構(gòu)體的發(fā)現(xiàn) 1858年 Kekule (德) C原子的四價理論 1865年 Kekule

11、 (德) Benzen環(huán)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) （1869年 元素周期表的確立 ) 1874年 vant Hoff (荷) C4的正四面體結(jié)構(gòu) 1884年 Fischer (德) 糖的化學結(jié)構(gòu)研究的開始,在氰酸中加入氨水后蒸干得到的白色晶體并不是銨鹽，到了1828年他終于證明出這個實驗的產(chǎn)物是尿素。發(fā)現(xiàn)了從無機物合成有機物的方法，而被認為是有機化學研究的先鋒。在此之前，人們普遍認為：有機物只能依靠一種生命力在動物或植物體內(nèi)產(chǎn)生；人工只能合成無機物而不能合成有機物。維勒的老師永斯貝采利烏斯當時也支持生命力論學說，他寫信給維勒問他能不能在實驗室里“制造出一個小孩來”。后來，還發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)體現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)并制備鋁等

12、元素單質(zhì),弗里德里希維勒（Friedrch Wohler，1800-1882） ，德國著名的有機化學家。少年時代特別喜愛收集、研究礦物和做化學實驗。1820年入馬爾堡大學。1823年以對尿素的研究獲得醫(yī)學博士學位，后又去貝采里烏斯留學一年,李比希（Justus von Liebig, 1803-1873），農(nóng)業(yè)化學的奠基人、生理化學及碳水化合物化學的創(chuàng)始人之一。1826在德國建立李比希實驗室，首創(chuàng)在大學教授化學實驗，創(chuàng)刊了“李比?？?。專著有機化學在生理學和病理學上的應(yīng)用。首次提出新陳代謝名詞，研究土壤化合物，對脂肪、血液、膽汁和肌肉提取物進行研究。長期與維勒一起工作,費歇爾（ Emil Fi

13、scher 1852-1919），他發(fā)現(xiàn)了苯肼，對糖類、嘌呤類有機化合物的研究取得了突出的成就，榮獲1902年的諾貝爾化學獎,他的貢獻主要有四個方面： 對糖類的研究1890,合成了12個乙醛糖； 對嘌呤類化合物的研究； 對蛋白質(zhì)，主要是氨基酸、多肽的研究； 在化工生產(chǎn)和化學教育上的貢獻,生命的化學,生命元素的誕生,150-200億年前，宇宙發(fā)生了一次熱的富含能量的亞原子顆粒的大爆炸，幾秒鐘內(nèi)，產(chǎn)生了最簡單的元素（H和He）。在宇宙膨大和冷卻后，在重力的作用下，物質(zhì)濃縮形成了星球。一些星球變得巨大無比，然后爆炸，釋放能量使較為簡單的原子核融合為更為復雜的元素。因此經(jīng)過數(shù)十億年形成了今天的地球及地

14、球上的化學元素。約在40億年前，生命出現(xiàn)了能從有機化合物或太陽獲取能量的簡單的微生物，利用這些能量，它們將地表簡單的元素和化合物構(gòu)造成大量的更為復雜的生物分子。生物化學回答的是成千上萬種不同的生物分子是如何相互作用來展示生命體顯著的生命特征的,組成生物分子的元素,18世紀后期，化學家們開始認識到組成生命體的物質(zhì)與無生命的世界差異極大。Antoine Lavoisier（1743-1794）注意到“礦物世界”的簡單性，并與復雜的“植物和動物世界”進行了比較，后來他知道，生物組成分子富含碳、氧、氮和磷,生命元素的豐度,90多種天然元素中只有30種之多的元素對生命有機體是必須的，大多數(shù)有機體的組成元

15、素的原子序數(shù)相對地低，只有5種元素的原子序數(shù)高于硒（34）。有機體中最豐富的4種元素是C、H、O和N，它們的總和超過了大多數(shù)細胞質(zhì)量的99%，它們是最輕的能夠形成一個、二個、三個和四個價鍵的元素，但最輕的元素形成最強的價鍵。痕量元素（trace element)代表人體最輕的重量，但對生命卻是必須的，通常因為它們對一些蛋白質(zhì)，包括酶的功能為必須。例如，血紅蛋白分子輸送氧的能力絕對依賴于只占總質(zhì)量0.3%的四個鐵離子,組成生命的元素的豐度,生命分子是碳的化合物,生命有機體的化學是圍繞著碳被組織起來的。C與H可以形成單鍵連接，與O和N可以形成單鍵或雙鍵連接。生物學中C與C可以形成穩(wěn)定的單鍵，一個碳

16、原子可以與一個、二個、三個或四個其他碳原子形成穩(wěn)定單鍵，兩個碳原子可以共享兩或三對電子，形成雙鍵或三鍵。 生物分子中共價連接的碳原子可以形成線狀的、分支的或環(huán)狀的結(jié)構(gòu),功能基團決定了分子的化學特性,絕大多數(shù)生物分子可以看成是碳氫化合物的衍生物，碳氫化合物的骨架非常穩(wěn)定，氫原子可以被各類功能基團取代生成不同的有機化合物家族，典型的有醇、胺、醛和酮、羧酸等。 多數(shù)生物分子是多功能的，含有兩個或更多個不同的功能基團，每一種基團都有其自身的特點和反應(yīng)?；瘜W詞語中說某化合物的“個性、性質(zhì)”,如腎上腺素或乙酰輔酶A，就是由其功能基團的性質(zhì)和它們在三維空間中的位置決定的,一些常見的生物分子的功能基團,生物分

17、子中一些常見的功能基團,生命的物質(zhì)基礎(chǔ),幾乎所有生命有機體的有機化合物，形成后都是生物活性物質(zhì)。這些分子在生物進化過程為了適應(yīng)特定的生物化學和細胞學功能被選擇下來。生物分子可以這樣定義或理解：原子之間的結(jié)合類型，涉及結(jié)合的形式和強度、三維分子結(jié)構(gòu)和化學活性，三維結(jié)構(gòu)在生物化學中特別重要。生物學作用如酶與底物的作用、抗體與抗原的作用、激素和受體的作用，都是高特異性的。這種特異性靠分子之間的立體互補和靜電互補來實現(xiàn)，顯著的是，維持三維結(jié)構(gòu)的作用力之中的是非共價作用，單個作用力弱，但有顯著的累積效應(yīng),有機體與無生命物質(zhì)的區(qū)別,首先是化學復雜性和組織的程度，成千上萬種不同的分子組成一個復雜的細胞結(jié)構(gòu)，

18、而無生命物質(zhì)黏土、沙子、巖石、海水，通常是相對簡單的一些化合物的混合物。 其次，生命有機體從它們的環(huán)境吸收、轉(zhuǎn)化和利用能量，通常是化學營養(yǎng)物或太陽光能，這些能量使得有機體建造和維持它們的復雜結(jié)構(gòu)，并作機械、化學、滲透和其他形式的功。無生命物質(zhì)不能以系統(tǒng)的或動力的形式利用這些能量來維持結(jié)構(gòu)或作功,有機體與無生命物質(zhì)的區(qū)別,第三，生命有機體有精確的自我復制或自我裝配的能力，是生命有機體的精華特征。一個細菌放在無菌的營養(yǎng)培養(yǎng)基中，24小時可以制造出十億個一樣的“子代”細胞，每一個細胞含有成千上萬種不同的分子，有些非常復雜，但每個細胞都是原始細胞的一份真實拷貝。 第四，有機體的每一個成分都有一種或一種

19、以上特定的功能,生物化學以統(tǒng)一的化學術(shù)語解釋不同的生命形式,有機體的差別極大，但生物化學的研究表明，所有有機體在細胞和化學水平上是十分相似的。生物化學用分子的語言描述所有生命體的結(jié)構(gòu)、機制和化學過程，提出各種生命變異形式下生命的組織原理-生命的分子邏輯。雖然生物化學在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)和工業(yè)方面提供了重要的前景和實際應(yīng)用，但其最終的焦點還是關(guān)注對生命自身的了解,所有大分子都由簡單的化合物構(gòu)造,大多數(shù)有機體系統(tǒng)的分子由C原子與其他碳原子或者H原子、O原子或N原子共價連接而成，碳原子的特殊結(jié)合特性允許形成一大類不同的分子，有機化合物的分子量（也稱相對分子質(zhì)量）低于500，如氨基酸、核苷酸和單糖，被稱

20、為大分子如蛋白質(zhì)、核酸及多糖的單體亞基。一個單個的蛋白質(zhì)分子可能含有1000或更多個氨基酸殘基，脫氧核糖核酸（DNA）可能有數(shù)百萬個核苷酸組成,有限數(shù)量的單體組成生命物質(zhì),大腸桿菌的每個細胞含有幾千種不同的有機化合物，包括一千種不同的蛋白質(zhì)，同樣數(shù)量的不同的核酸分子及數(shù)百種類型不同的糖和脂。在人體內(nèi)，有數(shù)萬種不同的蛋白質(zhì)，多種類型的多糖和脂及多種其他的低分子量化合物。 DNA僅由四種不同的單體脫氧核糖核苷酸組成，RNA也只有四種不同的核苷酸組成。蛋白質(zhì)由20種不同的氨基酸組成。8種核苷酸組成了所有生物的核酸，20種氨基酸組成了所有生物的蛋白質(zhì)。特殊的單體亞基序列及大分子的空間排列形成了大分子特

21、別的生物學功能，如基因、催化劑、激素等等,Monomeric subunits in linear sequences can spell infinitely complex messages.The number of different sequences possible(S) depends on the number of different kinds of subunits(N) and the length of the linear sequence(L):S=NL. For an average-sized protein(L400), S is 20400an astr

22、onomical number,生命物質(zhì)單體往往不止一種功能,組成生命體所有大分子的單體亞基往往行使不止一種功能，如核苷酸，不僅是組成核酸的單體，還是能量載體分子、物質(zhì)活化分子及信號分子；氨基酸既是蛋白質(zhì)的組成成分，還是激素、神經(jīng)遞質(zhì)、色素和其他類型生物分子的前體,生命活動離不開能量供應(yīng),能量是生物化學的一個中心主題，細胞和生命體依靠源源不斷的能量供應(yīng)來抵抗無情的以最低能量狀態(tài)的衰減趨勢。信息的儲存和表達需要消耗能量，沒有能量，富含信息的結(jié)構(gòu)將不可避免的變得無序和沒有意義。與工廠里的合成一樣，細胞中發(fā)生的合成反應(yīng)需要能量的輸入。能量在一個細菌的運動、或者一個奧林匹克賽跑選手、或者螢火蟲的發(fā)光、

23、或者一個鰻鱺的放電中被消耗。細胞有一種有效機制可以偶聯(lián)太陽或燃料的能量來滿足生命的需要,有機體與它們的環(huán)境永遠也不會平衡,生物進化中第一個形成的細胞應(yīng)該是油性膜包裹的原始細胞的水溶性分子，使之隔離并允許累積相對高的濃度，有機體內(nèi)所含的分子和離子與其環(huán)境相比，在類型和濃度上不同。例如，淡水魚的細胞與其所處水環(huán)境相比所含有的無機離子的濃度差別很大，蛋白質(zhì)、核酸、糖和脂肪等存在于魚體內(nèi)，但環(huán)境介質(zhì)中幾乎不存在這些分子，而只含有比較簡單的分子如二氧化碳、分子氧和水。只有通過不斷地消耗能量，魚才能夠建立和維持這種與環(huán)境濃度的明顯差異，在魚死后，魚的組成分子才漸漸釋放，與環(huán)境保持平衡,生命有機體與它們所處

24、的環(huán)境不平衡，死亡和腐爛才回復平衡,分子組成反映了一種動力學上的恒穩(wěn)態(tài),雖然一個生物體的化學組成在整個時間內(nèi)幾乎是恒定的，但一個細胞或生物體內(nèi)的分子群卻遠遠不是恒穩(wěn)態(tài)。分子通過不斷的化學反應(yīng)被合成和分解，需要不斷地向系統(tǒng)輸入物質(zhì)和能量?，F(xiàn)在從你的肺中攜帶氧到你大腦中的血紅蛋白分子是上個月合成的，到下個月，它們將會被降解，并由新的血紅蛋白分子所取代。你剛剛從你食物中攝取的葡萄糖現(xiàn)在正在你的血流中循環(huán)，在今天結(jié)束前，這些特定的葡萄糖分子將會被轉(zhuǎn)化為其他的分子如二氧化碳或脂肪，將會被新來源的葡萄糖分子所取代。血液中血紅蛋白和葡萄糖的數(shù)量幾乎是一個恒量，因為合成或攝入的速度將會與其降解的速度達到平衡。

25、濃度上的恒定是動力學恒態(tài)的結(jié)果,生物從它們的環(huán)境轉(zhuǎn)化能量和物質(zhì),生命細胞和生物體必須作功來保持存活和繁殖自身，細胞成分的不斷合成需要化學能、逆濃度梯度積累和保持鹽份及各種有機化合物涉及滲透能、肌肉收縮或細菌鞭毛的運動需要機械能，生物化學研究能量的吸收、轉(zhuǎn)運和消耗過程，因此需要建立了解生物能學的基本原理。 生物體是一個開放體系，與環(huán)境交換物質(zhì)和能量，生物體通過兩種策略由環(huán)境獲得能量：由環(huán)境獲取化學燃料并通過氧化得到能量、由太陽光能吸收能量,熱力學第一定律適用于生物體系,生物體利用燃料或太陽光的能量構(gòu)建和維持它們的復雜性，特別是結(jié)構(gòu)。 不論發(fā)生化學或物理的任何改變，能量總的是守恒的，但能量的形式可

26、能會變。 生命有機體的細胞是在恒定的溫度下的一種化學引擎,電子流為生物體提供能量,幾乎所有生命有機體都直接或間接地從太陽光的輻射能量獲得能量，這種光能發(fā)生于太陽中的熱核聚變反應(yīng)。光合作用細胞吸收光能，用于驅(qū)動水分子中的電子到二氧化碳，生成能量豐富的產(chǎn)物如淀粉和蔗糖，并釋放分子氧到大氣中去。非光合作用細胞和有機體通過氧化光合作用產(chǎn)生的能量豐富的物質(zhì)獲得需要的能量，并傳遞電子到大氣氧生成水、二氧化碳及其他終產(chǎn)物，在環(huán)境中被再循環(huán)。 事實上所有生物所需要的能量直接或間接地都來自于太陽能。在氧化還原反應(yīng)中，電子的流動成為生命細胞能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ),生物化學的研究內(nèi)容 及發(fā)展簡史,生物化學的定義,生命的化學

27、，是研究生物體（微生物、植物、動物及人體等）化學組成、結(jié)構(gòu)、功能、分離純化方法；生命過程中的化學變化及遺傳物質(zhì)信息傳遞的一門科學。研究內(nèi)容包括: 生物體的物質(zhì)組成、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能；物質(zhì)的分離和分析方法；從分子水平上看生物的組成。 這些物質(zhì)在生物體內(nèi)發(fā)生的變化及變化的過程。 分子水平上的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、代謝與客觀上的生物功能及復雜的生命現(xiàn)象之間的關(guān)系。 4.遺傳物質(zhì)的信息傳遞及調(diào)控,什么是生物化學,生物化學的研究對象, 是生命體內(nèi)的各類物質(zhì)的結(jié)構(gòu), 功能和作用過程與機理。英語中有Biochemistry 和Biological chem- istry 兩個術(shù)語。生物化學有三個源頭： 有機化學: 氨

28、基酸、蛋白質(zhì)、糖、脂質(zhì)、 核苷酸、核酸 醫(yī)學生理學：維生素、激素、輔酶 發(fā)酵工業(yè)： 酶學、物質(zhì)代謝,生物化學于生命科學,就象ABC于英語,德國醫(yī)生霍佩-賽勒(Ernst Felix Hoppe-Seyler)（1825-1895）1877年為了將生理化學（即生物化學）建成一門獨立的學科，首次提出“Biochemie”，譯為英語名詞為Biochemistry或Biological Chemistry，即生物化學。他還首次獲得純的卵磷脂及晶體狀的血紅素。首創(chuàng)蛋白質(zhì)(Proteide)一詞。還研究過代謝、葉綠素和血液。 他的學生Friedrich Miescher（1844-1895）從膿細胞的細胞

29、核中分離出nuclein（脫氧核糖核蛋白）（1871） 他的另一位學生Albrecht Kossel（1853-1927）因?qū)Φ鞍踪|(zhì)、細胞及細胞核化學的研究獲得1910年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，他分離到腺嘌呤、胸腺嘧啶、胸腺核苷酸，還分離出組氨酸,我們現(xiàn)在知道, 生命體內(nèi)的主要物質(zhì)是: 蛋白質(zhì)氨基酸，核酸核苷酸，糖類和脂類。 還有一類所占比例很小但功能很重要的小分子維生素和激素。在這些分子中, 對脂質(zhì)的研究最早, 19世紀上半葉對其結(jié)構(gòu)就有了較深入的理解。對糖的結(jié)構(gòu)的認識多半要歸功于Emil Fischer從1884年開始的研究工作。而發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展使酶學和代謝學有了發(fā)展, 化學與醫(yī)學、生理學的

30、結(jié)合則導致了維生素、激素、必需氨基酸、必需脂肪酸的發(fā)現(xiàn)。對核酸的認識起步較晚, 在1870左右才注意到其存在, 19世紀末又是Emil Fischer對嘌啉進行了較深入的研究, 成為我們對核酸結(jié)構(gòu)的理解的開幕。 生物化學在1920年以后開始進入高速發(fā)展期,發(fā)展簡史（一,現(xiàn)代生物化學從18世紀下半葉，從拉瓦錫研究燃燒和呼吸開始； 中間代謝產(chǎn)物的首次發(fā)現(xiàn)； 1835年，貝采利烏斯說明催化作用； 1848年，肌肉熱能來源及肝臟的生糖功能； 1859年，物種起源； 1865年，孟德爾的豌豆雜交實驗和遺傳定律； 1877年，Biochemistry和journal of biochemistry; 國際

31、生化研究中心的變遷； 生物化學的發(fā)展趨勢,發(fā)展簡史（二）：二十世紀的前五十年,20世紀的前30年：生理學、化學,營養(yǎng)學的真正的黃金時代,20年代，1926年美國Sumner從刀豆中得到脲酶的結(jié)晶,30年代，19331936年Krebs提出了著名的尿素循環(huán)和三羧酸循環(huán),40年代前后，能量代謝，生物能學,20世紀中期生物化學成為一門獨立和成熟的學科,發(fā)展簡史（三）：分子生物學的誕生,1950年 Pauling（美國）等，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：-螺旋,1955年 Sanger（英國）胰島素一級結(jié)構(gòu)的測定,1953年 Watson（美國）和Crick（英國） DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出使生物

32、化學發(fā)展到一個新的階段分子生物學階段,核酸的研究進展很快，在核酸一級結(jié)構(gòu)測定和 核酸人工合成方面取得顯著成果,60年代，1961年法國Jacob和Monod 操縱子模型,70年代，進入生物工程的研究,基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細胞工程、發(fā)酵工程等。第一個基因工程產(chǎn)物somatostatin,90年代，1990年啟動了人類基因組計劃,20世紀末和21世紀初，隨著人類基因組全序列測定的基本完成，生命科學進入了后基因組時代，產(chǎn)生了功能基因組學、蛋白質(zhì)組學、結(jié)構(gòu)基因組學等,分子生物學的快速發(fā)展,生物化學與其他學科 的關(guān)系及實踐應(yīng)用,工業(yè)方面： 紡織工業(yè) 制革工業(yè) 食品工業(yè) 石油工業(yè) 發(fā)酵工業(yè),醫(yī)學

33、： 疾病發(fā)生機制 藥代動力學 生物制藥及藥品 臨床診斷及診斷試劑 癌癥發(fā)生及治療 預防醫(yī)學,農(nóng)業(yè) 農(nóng)業(yè)營養(yǎng) 光合作用 固氮作用 除草劑 轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物 環(huán)境保護,新材料 新劑型 化妝品 其他,生物化學重大發(fā)展年代表,1897年 Buchner 發(fā)現(xiàn)酵母細胞質(zhì)能使糖發(fā)酵 1902年 Fischer 肽鍵理論 1926年 Sumner結(jié)晶得到了脲酶,證明酶就是蛋白質(zhì) 1935年 Schneider將同位素應(yīng)用于代謝的研究 1944年 Avery等人證明遺傳信息在核酸上 1953年 Sanger的胰島素氨基酸序列測定 Waston-Crick提出DNA 雙螺旋模型 1958年 Perutz等解明肌紅蛋

34、白的立體結(jié)構(gòu) 1970年 發(fā)現(xiàn)了DNA限制性內(nèi)切酶 1972年 DNA重組技術(shù)的建立 1978年 DNA雙脫氧測序法的成功 1990年 人類基因組計劃的實施,2001年完成,進入 后基因組時代,生物化學中的關(guān)鍵技術(shù),比色 （colorimetry) (19世紀30-40年代)。 電泳(electrophoresis)(1923） 生物大分子的分離、分析。 超離心(Ultracentrifugation)(1925）蛋白質(zhì)、細胞亞器官的 分離；分子量的確定 同位素標記(isotope labelling)（1934）物質(zhì)代謝途徑、生物大分子結(jié)構(gòu)測定 層析(chromatography)（1944 ） 生物大分子的分離純化 X-光衍射、NMR 生物大分子結(jié)構(gòu)測定,一、 地球上的生命體（organism）中化學物質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)、功能，和新陳代謝的規(guī)律。