復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)（課堂PPT）

1、.1Copyright 1999-2011.2.3主要內(nèi)容主要內(nèi)容 科學(xué)的含義及作用科學(xué)的含義及作用 化學(xué)及其發(fā)展簡史化學(xué)及其發(fā)展簡史 生命的化學(xué)特征生命的化學(xué)特征 生物化學(xué)及其發(fā)展簡史生物化學(xué)及其發(fā)展簡史 課程介紹課程介紹.4.5古希臘時代的智者們也不知道古希臘時代的智者們也不知道“科學(xué)科學(xué)”是什么，他們把人類對自然是什么，他們把人類對自然的認知體系叫做的認知體系叫做Philosophia（哲學(xué)），（哲學(xué)），表明他們是一些不愛美女表明他們是一些不愛美女愛愛（Philo）智慧智慧(sophia)的一族。中國先哲也不知的一族。中國先哲也不知道道“科學(xué)科學(xué)”是何方圣教，他們把對自是何方圣教，他們把

2、對自然的認識過程叫做然的認識過程叫做“格物格物”，把他們，把他們格出來的東西叫做格出來的東西叫做“大道大道”或或“天天理理”，“存天理滅人欲存天理滅人欲”，就是多去就是多去格物而少愛美女的意思。格物而少愛美女的意思。 .6科學(xué)的英文為科學(xué)的英文為science，源于拉丁文，源于拉丁文的的scio，后來又演變?yōu)?，后來又演變?yōu)閟cientia，本意是，本意是對自然的認識對自然的認識，最后成了今天的寫法，最后成了今天的寫法，表示表示“知識知識”、“學(xué)問學(xué)問”。日本著名科。日本著名科學(xué)啟蒙大師學(xué)啟蒙大師福澤諭吉福澤諭吉把把“science”譯為譯為“科學(xué)科學(xué)”（分科之學(xué)），香港創(chuàng)業(yè)學(xué)院（分科之學(xué)），香

3、港創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長張世平：即分類的院長張世平：即分類的“知識知識”、“學(xué)學(xué)問問”。到了。到了1893年，年，康有為康有為引進并使用引進并使用“科學(xué)科學(xué)”二字。二字。嚴復(fù)嚴復(fù)在翻譯在翻譯天演論天演論等科學(xué)著作時，也用等科學(xué)著作時，也用“科學(xué)科學(xué)”二字。此二字。此后，后，“科學(xué)科學(xué)”二字便在中國廣泛運用。二字便在中國廣泛運用。 .7: to know, to separate one thing from another, to distinguish, to split, to cleave。與中國的。與中國的“科學(xué)科學(xué)”一詞的原一詞的原意相差甚遠意相差甚遠( (那時在中國指那時在中國指科舉之學(xué)科舉

4、之學(xué), , 日本人借用日本人借用, , 意為百科之學(xué)意為百科之學(xué), , 后中國后中國留學(xué)生又從日本帶回留學(xué)生又從日本帶回) )。.8 何謂科學(xué)何謂科學(xué)？工業(yè)的先行者工業(yè)的先行者, , 疾病的征疾病的征服者服者, ,農(nóng)業(yè)的推進者農(nóng)業(yè)的推進者, ,宇宙的探索者宇宙的探索者, ,自然定自然定律的解謎者律的解謎者，它，它永遠指明著真理的方向永遠指明著真理的方向（美國科學(xué)院大廳上的標語）。（美國科學(xué)院大廳上的標語）。 科學(xué)只不過是一套人們科學(xué)只不過是一套人們有計劃地解釋宇有計劃地解釋宇宙，具有內(nèi)在一致性的謊言宙，具有內(nèi)在一致性的謊言（亞瑟（亞瑟博克私博克私人對話人對話) )。 科學(xué)知識結(jié)構(gòu)科學(xué)知識結(jié)構(gòu)(

5、 (科學(xué)概念、科學(xué)理論、科學(xué)概念、科學(xué)理論、科學(xué)定律科學(xué)定律) ) 科學(xué)過程、方法科學(xué)過程、方法( (提供探究科學(xué)知識的提供探究科學(xué)知識的方法方法) ) 科學(xué)本質(zhì)科學(xué)本質(zhì)( (科學(xué)知識的性質(zhì)科學(xué)知識的性質(zhì)) ) .9觀察觀察/實驗實驗思思 維維方法方法/技術(shù)技術(shù) 理理 論論現(xiàn)象、數(shù)據(jù)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)歸納、演繹歸納、演繹大大 腦腦解釋解釋Paradigm.10 “科學(xué)科學(xué)”一詞的含義可以從以下幾個方面加以概括：一詞的含義可以從以下幾個方面加以概括：一、從科學(xué)的本意上講，一、從科學(xué)的本意上講，科學(xué)就是知識，知識就是科科學(xué)就是知識，知識就是科學(xué)學(xué)。二、從福澤瑜吉首創(chuàng)科學(xué)一詞的意思上講，科學(xué)。二、從福澤瑜吉

6、首創(chuàng)科學(xué)一詞的意思上講，科學(xué)是是分門別類之學(xué)分門別類之學(xué)。三、按照苗力田的說法，。三、按照苗力田的說法，“科學(xué)是科學(xué)是目的不是手段目的不是手段”，是，是“關(guān)于永恒和必然的認識關(guān)于永恒和必然的認識”。這。這與嚴復(fù)關(guān)于與嚴復(fù)關(guān)于“學(xué)者，考自然之理，立必然之例，術(shù)者，學(xué)者，考自然之理，立必然之例，術(shù)者，據(jù)已知之理，求可成之功據(jù)已知之理，求可成之功”之說相近。這是之說相近。這是近代中國近代中國人對科學(xué)最準確的解釋人對科學(xué)最準確的解釋，也是對科學(xué)與技術(shù)這兩個詞，也是對科學(xué)與技術(shù)這兩個詞最恰當?shù)慕缍?。四、綜合以上意思，再結(jié)合英國人羅最恰當?shù)慕缍?。四、綜合以上意思，再結(jié)合英國人羅素關(guān)于科學(xué)是素關(guān)于科學(xué)是“確

7、切的知識體系確切的知識體系”之說，科學(xué)的定義之說，科學(xué)的定義或解釋應(yīng)當是：科學(xué)就是或解釋應(yīng)當是：科學(xué)就是確切的、系統(tǒng)的、分門別類確切的、系統(tǒng)的、分門別類的、理論性的知識體系的、理論性的知識體系。 .11 科學(xué)研究是一項艱苦的工作，科學(xué)研究是一項艱苦的工作，如果你如果你不喜歡它，請選擇其他領(lǐng)域不喜歡它，請選擇其他領(lǐng)域； 只研究你感興趣的只研究你感興趣的和和你認為重要的你認為重要的問問題；題； 尊敬尊敬你的科學(xué)老前輩，但你的科學(xué)老前輩，但不要完全相不要完全相信信他們所說、所寫的一切；他們所說、所寫的一切； 請不要忘記科學(xué)請不要忘記科學(xué)只不過是人們生活的只不過是人們生活的一部分一部分。.121939

8、.12.18日出生于紐約，他的第日出生于紐約，他的第一個抱負是一個抱負是文學(xué)文學(xué)，他從，他從Amherst學(xué)學(xué)院和哈佛大學(xué)獲得院和哈佛大學(xué)獲得A.B.學(xué)位和學(xué)位和M.A.學(xué)位，在哈佛大學(xué)，他學(xué)的是學(xué)位，在哈佛大學(xué)，他學(xué)的是古詩古詩詞和玄學(xué)派詩歌詞和玄學(xué)派詩歌。他曾經(jīng)打算將文。他曾經(jīng)打算將文學(xué)作為自己一生的職業(yè)，但下面這學(xué)作為自己一生的職業(yè)，但下面這種想法使他改變了初衷：英語教授種想法使他改變了初衷：英語教授缺課時，學(xué)生們多半會感到如釋重缺課時，學(xué)生們多半會感到如釋重負，而醫(yī)生不能如約診病，病人會負，而醫(yī)生不能如約診病，病人會非常不安。非常不安。1966年，他從哥倫比亞年，他從哥倫比亞醫(yī)學(xué)院獲得

9、醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，當閱讀醫(yī)學(xué)院獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，當閱讀了了Jacque Monod 和和Francois Jacob有關(guān)細菌的基因控有關(guān)細菌的基因控制論文后，制論文后，Varmus知道，基礎(chǔ)研知道，基礎(chǔ)研究才是自己的未來。究才是自己的未來。Varmus與長期的合作伙伴與長期的合作伙伴J. Michael Bishop共同提共同提出了一種癌癥發(fā)生的新理論：出了一種癌癥發(fā)生的新理論：癌癥這種疾病的產(chǎn)生是由于癌癥這種疾病的產(chǎn)生是由于我們?nèi)梭w正?；蛑械哪承┪覀?nèi)梭w正常基因中的某些基因發(fā)生了變異的結(jié)果，這基因發(fā)生了變異的結(jié)果，這些變異或者由外來致癌因子些變異或者由外來致癌因子引起，或者是因人體細胞在引起，

10、或者是因人體細胞在分裂和分裂和DNA復(fù)制過程中出復(fù)制過程中出現(xiàn)的差錯所致?，F(xiàn)的差錯所致。 .13書本知識書本知識 學(xué)科發(fā)展史學(xué)科發(fā)展史研究方法論研究方法論.14.15 現(xiàn)代化學(xué)起源于現(xiàn)代化學(xué)起源于煉金術(shù)煉金術(shù)(alchemy)，煉金活動，煉金活動是化學(xué)的前史。是化學(xué)的前史。chemistry一詞也來自一詞也來自alchemy, 而而alchemy = al (the) + chem, 其中的其中的chem來自中來自中國的國的“ 金金” 的古漢語發(fā)音。煉金術(shù)在各個古代的古漢語發(fā)音。煉金術(shù)在各個古代文明中都占重要位置文明中都占重要位置, 并不是中國特有并不是中國特有, 一般而一般而言都是言都是如何

11、將銅、鉛、如何將銅、鉛、 錫等卑金屬變成金、銀錫等卑金屬變成金、銀等貴金屬等貴金屬的實用學(xué)問。在西方的實用學(xué)問。在西方, 煉金術(shù)從公元前煉金術(shù)從公元前幾百年開始到幾百年開始到17世紀為止世紀為止, 延續(xù)了延續(xù)了2000年，在中年，在中國也生存了差不多同樣長的時間。國也生存了差不多同樣長的時間。.16中國的煉丹術(shù)中國的煉丹術(shù)，中國由奴隸社會轉(zhuǎn)入封建社會，生產(chǎn)普，中國由奴隸社會轉(zhuǎn)入封建社會，生產(chǎn)普遍獲得了發(fā)展，其中釀造、制陶、采礦、冶金等工業(yè)都遍獲得了發(fā)展，其中釀造、制陶、采礦、冶金等工業(yè)都迅速發(fā)展起來。由于生產(chǎn)的發(fā)展，統(tǒng)治階級不僅希望提迅速發(fā)展起來。由于生產(chǎn)的發(fā)展，統(tǒng)治階級不僅希望提高物質(zhì)享受，

12、而且希望高物質(zhì)享受，而且希望。煉丹術(shù)就應(yīng)運而生。煉丹術(shù)就應(yīng)運而生。秦始皇秦始皇統(tǒng)一六國之后，曾派人到海上統(tǒng)一六國之后，曾派人到海上求仙人不死求仙人不死之藥。之藥。漢武帝漢武帝本人就熱衷于本人就熱衷于神仙和長生不死神仙和長生不死之藥。這時煉丹術(shù)之藥。這時煉丹術(shù)興起來了，不僅是興起來了，不僅是尋找尋找自然界的長生不死之藥，而且要自然界的長生不死之藥，而且要煉制煉制長生不死之藥。到了長生不死之藥。到了東漢東漢煉丹術(shù)得到進一步發(fā)展，煉丹術(shù)得到進一步發(fā)展，出現(xiàn)了著名的煉丹術(shù)家出現(xiàn)了著名的煉丹術(shù)家魏伯陽魏伯陽，著書，著書周易參同契周易參同契以以闡明長生不死之說。晉代煉丹述家闡明長生不死之說。晉代煉丹述家陶

13、弘景陶弘景著書著書真誥真誥。唐代，煉丹術(shù)跟道教結(jié)合起來而進入全盛時期，煉丹術(shù)唐代，煉丹術(shù)跟道教結(jié)合起來而進入全盛時期，煉丹術(shù)家家孫思邈孫思邈，著作，著作丹房訣要丹房訣要。這些煉丹術(shù)著作都有不。這些煉丹術(shù)著作都有不少化學(xué)知識，據(jù)統(tǒng)計共有少化學(xué)知識，據(jù)統(tǒng)計共有化學(xué)藥物六十多種化學(xué)藥物六十多種，還有許多，還有許多關(guān)于化學(xué)變化的記載。在煉丹中已經(jīng)出現(xiàn)了關(guān)于化學(xué)變化的記載。在煉丹中已經(jīng)出現(xiàn)了分解反應(yīng)、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)化合反應(yīng)和置換反應(yīng)。 .17 中國的煉金術(shù)除了從中國的煉金術(shù)除了從卑金屬得到貴金屬卑金屬得到貴金屬以外，以外，還致力于研制還致力于研制長生不老之藥長生不老之藥“ 金丹金丹”-煉丹

14、術(shù)。煉丹術(shù)。 中國的煉金術(shù)隨絲綢之路傳到了中國的煉金術(shù)隨絲綢之路傳到了阿拉伯阿拉伯文化圈文化圈, 所以有了所以有了alchemy這個行業(yè)。這個行業(yè)。 西臘文明在歐州歷史上曾一度失傳西臘文明在歐州歷史上曾一度失傳, 幸好阿拉幸好阿拉伯人繼承了其精華伯人繼承了其精華(714世紀世紀), 1113世紀十字世紀十字軍的侵略將散落在阿拉伯文化中的希臘文化又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帶回了歐洲, 也也順便將中國的煉金術(shù)帶進入了順便將中國的煉金術(shù)帶進入了西方文明西方文明。此后，西方的煉金術(shù)活動朝著獨自。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、的方向發(fā)展，特別是對酸、

15、堿、 鹽等物質(zhì)的化鹽等物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有了相當?shù)闹R積累。學(xué)性質(zhì)有了相當?shù)闹R積累。.18 17世紀，世紀，文藝復(fù)興活動使文藝復(fù)興活動使alchemy真正向現(xiàn)代真正向現(xiàn)代的的chemistry過渡過渡。 當時的化學(xué)家當時的化學(xué)家, 要么是貴族要么是貴族, 要么是業(yè)余愛好。與英國要么是業(yè)余愛好。與英國Newton同時期的貴族同時期的貴族Robert Boyle (1627-1691) 對氣體和真空進行了對氣體和真空進行了研究研究, 寫了寫了“ The Sceptical Chymist (1661)” 一書一書, 主張訣別帶有神秘色彩的煉金術(shù)主張訣別帶有神秘色彩的煉金術(shù), 而而以理性思考以理性思考

16、的態(tài)度來研究化學(xué)的態(tài)度來研究化學(xué)。他發(fā)現(xiàn)了。他發(fā)現(xiàn)了波義耳法則波義耳法則 PV=Const, 實際上就是現(xiàn)代物理化學(xué)的起點。實際上就是現(xiàn)代物理化學(xué)的起點。1662英國設(shè)立了英國設(shè)立了 Royal Society, 1666年年 Paris Academia 分別設(shè)立分別設(shè)立, 為科學(xué)研究和交流提供了土為科學(xué)研究和交流提供了土壤，這是化學(xué)與煉金術(shù)訣別的標志。壤，這是化學(xué)與煉金術(shù)訣別的標志。 .19羅伯特羅伯特波義耳（波義耳（Robert Boyle，1627.1.251691.12.30），愛爾蘭自然哲），愛爾蘭自然哲學(xué)家，在化學(xué)和物理學(xué)研究學(xué)家，在化學(xué)和物理學(xué)研究上都有杰出貢獻。雖然他的上都有

17、杰出貢獻。雖然他的化學(xué)研究仍然帶有煉金術(shù)色化學(xué)研究仍然帶有煉金術(shù)色彩，他的彩，他的懷疑派的化學(xué)家懷疑派的化學(xué)家一書仍然被視作化學(xué)史上的一書仍然被視作化學(xué)史上的里程碑。他曾研究過里程碑。他曾研究過氣體物氣體物理學(xué)、氣象、熱學(xué)、光學(xué)、理學(xué)、氣象、熱學(xué)、光學(xué)、電和磁、無機化學(xué)、分析化電和磁、無機化學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)、工藝、物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)、化學(xué)、工藝、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論以及哲學(xué)、神學(xué)理論以及哲學(xué)、神學(xué)。其中。其中成就突出的主要是成就突出的主要是化學(xué)化學(xué)。 .20 1764 年年 CO2 (Black), 1766 年年 H2 (Canvendish), 1772年年O2(Scheele), 1772年年N2 (

18、Ratherford) , 1774年年Cl2 (Scheele)分別被發(fā)分別被發(fā)現(xiàn)現(xiàn), 空氣中含有不同成分的事實被揭示空氣中含有不同成分的事實被揭示。1774年年Lavoisier確立了確立了物質(zhì)不滅定理物質(zhì)不滅定理, 1777年確立了年確立了燃燒理論燃燒理論。此后的。此后的化學(xué)反應(yīng)的定化學(xué)反應(yīng)的定比例法則比例法則 (Joseph Louis Proust, 1799) 及及化化學(xué)元素分析方法學(xué)元素分析方法的發(fā)展的發(fā)展, 為有機化學(xué)的出現(xiàn)為有機化學(xué)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。奠定了基礎(chǔ)。 .21拉瓦錫拉瓦錫(A.L. Lavoisier，1743-1794)是是18世紀法國著名的化學(xué)家，被譽為世紀法國

19、著名的化學(xué)家，被譽為“近代近代化學(xué)之父化學(xué)之父”。他對化學(xué)的第一個貢獻是。他對化學(xué)的第一個貢獻是從實驗的角度驗證并總結(jié)了從實驗的角度驗證并總結(jié)了“質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒定律定律”；他是；他是化學(xué)方程式的發(fā)明者化學(xué)方程式的發(fā)明者；他；他對化學(xué)的最大貢獻是揭示了對化學(xué)的最大貢獻是揭示了“燃燒燃燒”的的本質(zhì)，推翻了統(tǒng)治化學(xué)長達百年之久的本質(zhì)，推翻了統(tǒng)治化學(xué)長達百年之久的“燃素說燃素說”，建立了科學(xué)的，建立了科學(xué)的“氧化學(xué)氧化學(xué)說說”；他非常重視實驗和觀察，指出：；他非常重視實驗和觀察，指出：“在任何情況下，都應(yīng)該使我們的推理在任何情況下，都應(yīng)該使我們的推理受到實驗的檢驗受到實驗的檢驗，除了通過實驗和觀察除

20、了通過實驗和觀察的自然道路去尋求真理以外，別無他的自然道路去尋求真理以外，別無他途途”；他對化學(xué)實驗；他對化學(xué)實驗從定性向定量發(fā)展從定性向定量發(fā)展，作出了重要的貢獻，因此也被譽為作出了重要的貢獻，因此也被譽為“定定量化學(xué)之父量化學(xué)之父”、“近代化學(xué)奠基人近代化學(xué)奠基人”。1763，法學(xué)學(xué)士，法學(xué)學(xué)士1764，研究化學(xué)，研究化學(xué)1765，候補院士，候補院士1768，征稅官，征稅官1778，正教授，正教授1775，火藥局長，火藥局長1789，入獄，入獄1794，絞刑，絞刑.22 簡單的說簡單的說, 有機化學(xué)就是有機化學(xué)就是C、 H、 O和和 N的化學(xué)的化學(xué)。 其發(fā)展是必然的其發(fā)展是必然的, 因為人

21、對生命因為人對生命物質(zhì)的興趣要比對非生命物質(zhì)更濃?；瘜W(xué)物質(zhì)的興趣要比對非生命物質(zhì)更濃。化學(xué)分析的手段發(fā)展后分析的手段發(fā)展后, 勢必要用來研究有機的勢必要用來研究有機的物質(zhì)。通過有機化學(xué)研究知道的物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)。通過有機化學(xué)研究知道的物質(zhì)結(jié)構(gòu) 成為生物化學(xué)研究的起點成為生物化學(xué)研究的起點。 有機化學(xué)的發(fā)展有機化學(xué)的發(fā)展, 可以從可以從尿素的合成尿素的合成開始。開始。.23有機化學(xué)發(fā)展時間表有機化學(xué)發(fā)展時間表1828年年 Wohler (德德) 從無機鹽合成了尿素從無機鹽合成了尿素1831年年 Liebig (德德) 有機物元素分析定量法的發(fā)明有機物元素分析定量法的發(fā)明1840年年 有機基團有機基團

22、 (group) 的概念的形成的概念的形成1848年年 Pasteur (法法) 酒石酸光學(xué)異構(gòu)體的發(fā)現(xiàn)酒石酸光學(xué)異構(gòu)體的發(fā)現(xiàn)1858年年 Kekule (德德) C原子的四價理論原子的四價理論1865年年 Kekule (德德) Benzen環(huán)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)環(huán)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)（1869年年 元素周期表的確立元素周期表的確立 )1874年年 vant Hoff (荷荷) C4的正四面體結(jié)構(gòu)的正四面體結(jié)構(gòu)1884年年 Fischer (德德) 糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究的開始糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究的開始 .24在在氰酸氰酸中加入中加入氨水氨水后蒸干得到的白色晶體并不是銨鹽，后蒸干得到的白色晶體并不是銨鹽，到了到了1828

23、年他終于證明出這個實驗的產(chǎn)物是尿素。發(fā)現(xiàn)年他終于證明出這個實驗的產(chǎn)物是尿素。發(fā)現(xiàn)了了從無機物合成有機物從無機物合成有機物的方法，而被認為是的方法，而被認為是有機化學(xué)研有機化學(xué)研究的先鋒究的先鋒。在此之前，人們普遍認為：。在此之前，人們普遍認為：有機物只能依靠有機物只能依靠一種生命力在動物或植物體內(nèi)產(chǎn)生一種生命力在動物或植物體內(nèi)產(chǎn)生；人工只能合成無機人工只能合成無機物而不能合成有機物物而不能合成有機物。維勒的老師永斯。維勒的老師永斯貝采利烏斯當貝采利烏斯當時也支持時也支持生命力論學(xué)說生命力論學(xué)說，他寫信給維勒問他能不能在實，他寫信給維勒問他能不能在實驗室里驗室里“制造出一個小孩來制造出一個小孩來

24、”。后來，還發(fā)現(xiàn)。后來，還發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)同分異構(gòu)體現(xiàn)象體現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)并，發(fā)現(xiàn)并制備鋁制備鋁等元素單質(zhì)。等元素單質(zhì)。弗里德里希弗里德里希維勒（維勒（Friedrich Wohler，1800-1882） ，德國著名的有機化學(xué)家。少年時代特別，德國著名的有機化學(xué)家。少年時代特別喜愛收集、研究礦物和做化學(xué)實驗。喜愛收集、研究礦物和做化學(xué)實驗。1820年入馬年入馬爾堡大學(xué)。爾堡大學(xué)。1828年以對尿素的研究獲得醫(yī)學(xué)博士年以對尿素的研究獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，后又去學(xué)位，后又去貝采里烏斯貝采里烏斯留學(xué)一年。留學(xué)一年。.25李比希（李比希（Justus von Liebig, 1803-1873），農(nóng)業(yè)化學(xué)的奠基人

25、、生理化），農(nóng)業(yè)化學(xué)的奠基人、生理化學(xué)及碳水化合物化學(xué)的創(chuàng)始人之一。學(xué)及碳水化合物化學(xué)的創(chuàng)始人之一。1826在德國建立在德國建立李比希實驗室李比希實驗室，首創(chuàng)，首創(chuàng)在大學(xué)教授化學(xué)實驗在大學(xué)教授化學(xué)實驗，創(chuàng)刊了，創(chuàng)刊了“李比李比希刊?？?。專著。專著有機化學(xué)在生理學(xué)和有機化學(xué)在生理學(xué)和病理學(xué)上的應(yīng)用病理學(xué)上的應(yīng)用。首次提出。首次提出新陳代新陳代謝謝名詞，研究土壤化合物，對脂肪、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。血液、膽汁和肌肉提取物進行研究。長期與維勒一起工作長期與維勒一起工作.26費歇爾（費歇爾（ Emil Fischer 1852-1919），他發(fā)現(xiàn)了），他發(fā)現(xiàn)了

26、苯肼苯肼，對，對糖酶、糖酶、氨基酸、嘌呤、蛋白質(zhì)氨基酸、嘌呤、蛋白質(zhì)的研究取的研究取得了突出的成就，榮獲得了突出的成就，榮獲1902年的年的諾貝爾化學(xué)獎。諾貝爾化學(xué)獎。他的貢獻主要有四個方面：他的貢獻主要有四個方面：對對糖類糖類的研究的研究1890，合成了，合成了12個己醛糖個己醛糖 對對嘌呤嘌呤類化合物的研究類化合物的研究 對對蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，主要是，主要是氨基酸、多肽氨基酸、多肽的研究的研究 在在化工生產(chǎn)和化學(xué)教育化工生產(chǎn)和化學(xué)教育上的貢獻上的貢獻.271852年年10月月9日，費歇爾生于德國波恩附近的奧斯吉城鎮(zhèn)日，費歇爾生于德國波恩附近的奧斯吉城鎮(zhèn)商人家庭商人家庭，1869年春以全班第一名

27、的成績中學(xué)畢業(yè)?？釔蹟?shù)學(xué)和物理學(xué)。父年春以全班第一名的成績中學(xué)畢業(yè)?？釔蹟?shù)學(xué)和物理學(xué)。父親的評價：親的評價：“這孩子這孩子太笨太笨，不是經(jīng)商做買賣的料不是經(jīng)商做買賣的料，還是繼續(xù)讀書，還是繼續(xù)讀書吧吧” 。父親對我和堂弟奧托。父親對我和堂弟奧托費歇爾的職業(yè)選擇起了決定性作費歇爾的職業(yè)選擇起了決定性作用用” 。 1871年春進入波恩大學(xué)年春進入波恩大學(xué)(著名有機化學(xué)家著名有機化學(xué)家凱庫勒凱庫勒任化學(xué)教任化學(xué)教授）。授）。1872年秋，二人轉(zhuǎn)學(xué)到古老的斯特拉斯堡大學(xué)年秋，二人轉(zhuǎn)學(xué)到古老的斯特拉斯堡大學(xué) ，遇上了良，遇上了良師益友師益友拜耳拜耳(A.Von Baeyer)。 1874年在拜耳的指導(dǎo)下

28、完成論文年在拜耳的指導(dǎo)下完成論文“有色物質(zhì)的熒光和苔黑素有色物質(zhì)的熒光和苔黑素”，獲博士學(xué)位，獲博士學(xué)位(該校有史以來該校有史以來最年輕最年輕的博士的博士)。畢業(yè)后留校任助教，不久發(fā)現(xiàn)。畢業(yè)后留校任助教，不久發(fā)現(xiàn)苯肼苯肼。1892年年(40歲歲)，受，受聘柏林大學(xué)化學(xué)教授聘柏林大學(xué)化學(xué)教授 （教育部提議凱庫勒、拜耳和費歇爾為霍夫（教育部提議凱庫勒、拜耳和費歇爾為霍夫曼繼任候選人曼繼任候選人 ）。在柏林大學(xué)繼續(xù)從事）。在柏林大學(xué)繼續(xù)從事糖和嘌呤糖和嘌呤的研究，并開始的研究，并開始轉(zhuǎn)向新的研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)向新的研究領(lǐng)域蛋白質(zhì)和酶化學(xué)，蛋白質(zhì)和酶化學(xué)，奠定了現(xiàn)代蛋白質(zhì)和酶化奠定了現(xiàn)代蛋白質(zhì)和酶化學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)

29、的基礎(chǔ)。1902年，費歇爾因研究嘌呤和糖的卓越成就獲諾貝爾年，費歇爾因研究嘌呤和糖的卓越成就獲諾貝爾化學(xué)獎。四次任德國化學(xué)會主席，八次任副主席之職，是普魯士化學(xué)獎。四次任德國化學(xué)會主席，八次任副主席之職，是普魯士科學(xué)院院士?？茖W(xué)院院士。 1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，被政府任命為煤焦油年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，被政府任命為煤焦油產(chǎn)品生產(chǎn)委員會主席和氮肥增產(chǎn)委員會主席。產(chǎn)品生產(chǎn)委員會主席和氮肥增產(chǎn)委員會主席。1919年年7月月15日，一日，一代科學(xué)偉人在柏林自己的寓所服下代科學(xué)偉人在柏林自己的寓所服下氫氰酸自殺身亡氫氰酸自殺身亡，終年，終年66歲。歲。 .28.29 自我復(fù)制（自我復(fù)制（self-r

30、eplication） 自我裝配（自我裝配（self-assemble） 自我調(diào)節(jié)（自我調(diào)節(jié)（self-regulation）.30The main features of the living matters1. A high degree of chemical complexity andmicroscopic organization.2. Metabolize-extract, transform, and use nutrients and energy from their environment3. Respond (adapt and survive) by finding

31、energy and raw materials through interacting with their surroundings4. Self replicate and self assembly (reproduce and perpetuate)5. Evolve and diversify.31(a) microscopiccomplexity(b) energy comsumption,food chain(c) reproduction.32 150-200億年前億年前，宇宙發(fā)生了一次，宇宙發(fā)生了一次熱的富含能量的亞熱的富含能量的亞原子顆粒的大爆炸原子顆粒的大爆炸，幾秒鐘內(nèi)

32、，產(chǎn)生了最簡單的元素，幾秒鐘內(nèi)，產(chǎn)生了最簡單的元素（H和和He）。在宇宙膨大和冷卻后，在重力的作用下，）。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(fù)雜爆炸，釋放能量使較為簡單的原子核融合為更為復(fù)雜的元素。因此的元素。因此經(jīng)過數(shù)十億年形成了今天的地球及地球經(jīng)過數(shù)十億年形成了今天的地球及地球上的化學(xué)元素上的化學(xué)元素。約在約在40億年前億年前，生命出現(xiàn)了，生命出現(xiàn)了能從有機能從有機化合物或太陽獲取能量的簡單的微生物化合物或太陽獲取能量的簡單的微生物，利用這些能，利用這些能

33、量，它們量，它們將地表簡單的元素和化合物構(gòu)造成大量的更將地表簡單的元素和化合物構(gòu)造成大量的更為復(fù)雜的生物分子為復(fù)雜的生物分子。生物化學(xué)回答的是成千上萬種不。生物化學(xué)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。命特征的。 .33The origin of the universe.34 18世紀后期，化學(xué)家們開始認識到世紀后期，化學(xué)家們開始認識到組組成生命體的物質(zhì)與無生命的世界差異成生命體的物質(zhì)與無生命的世界差異極大極大。Antoine Lavoisier（1743-1794）注意到注意到“礦物世界礦物世界”的簡單性，

34、并與的簡單性，并與復(fù)雜的復(fù)雜的“植物和動物世界植物和動物世界”進行了比進行了比較，后來他知道，生物組成分子較，后來他知道，生物組成分子富含富含碳、氧、氮和磷碳、氧、氮和磷。.35 90多種天然元素中只有多種天然元素中只有30種之多的元素對生命種之多的元素對生命有機體是必需的有機體是必需的，大多數(shù)有機體的組成元素的原，大多數(shù)有機體的組成元素的原子序數(shù)相對地低，只有子序數(shù)相對地低，只有5種元素的原子序數(shù)高于種元素的原子序數(shù)高于硒（硒（34）。）。有機體中最豐富的有機體中最豐富的4種元素是種元素是C、H、O和和N，它們的總和超過了大多數(shù)細胞質(zhì)量的，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

35、能夠形成一個、二個、三個，它們是最輕的能夠形成一個、二個、三個和四個價鍵的元素，但和四個價鍵的元素，但最輕的元素形成最強的價最輕的元素形成最強的價鍵鍵。痕量元素（痕量元素（trace element)代表人體最輕的代表人體最輕的重量，但重量，但對生命卻是必須對生命卻是必須的，通常因為它們對一的，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。的四個鐵離子。 .36.37 生命有機體的化學(xué)是生命有機體的化學(xué)是圍繞著碳被組織圍繞著碳被組織起來的。起來

36、的。C與與H可以形成單鍵連接可以形成單鍵連接，與與O和和N可以形成單可以形成單鍵或雙鍵連接鍵或雙鍵連接。生物學(xué)中。生物學(xué)中C與與C可以形成穩(wěn)定的可以形成穩(wěn)定的單鍵單鍵，一個碳原子可以與一個碳原子可以與一個、二個、三個或一個、二個、三個或四個四個其他碳原子形成穩(wěn)定單鍵，兩個碳原子可其他碳原子形成穩(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生物分子中共價連接的碳原子可以形成線狀的線狀的、分支的分支的或或環(huán)狀的環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。.38.39 絕大多數(shù)生物分子可以看成是絕大多數(shù)生物分子可以看成是碳氫化合物的衍碳氫化合物

37、的衍生物生物，碳氫化合物的，碳氫化合物的骨架非常穩(wěn)定，骨架非常穩(wěn)定，氫原子可氫原子可以被各類功能基團取代生成不同的有機化合物以被各類功能基團取代生成不同的有機化合物家族家族，典型的有，典型的有醇、胺、醛和酮、羧酸等醇、胺、醛和酮、羧酸等。 多數(shù)生物分子是多數(shù)生物分子是多功能多功能的，含有兩個或更多個的，含有兩個或更多個不同的功能基團，不同的功能基團，每一種基團都有其自身的特每一種基團都有其自身的特點和反應(yīng)點和反應(yīng)?；瘜W(xué)詞語中說某化合物的?；瘜W(xué)詞語中說某化合物的“個性、個性、性質(zhì)性質(zhì)”，如腎上腺素或乙酰輔酶，如腎上腺素或乙酰輔酶A，就是，就是由其功由其功能基團的性質(zhì)和它們在三維空間中的位置決定能

38、基團的性質(zhì)和它們在三維空間中的位置決定的的。.40.41生物分子中一些常見的功能基團生物分子中一些常見的功能基團.42 幾乎所有生命有機體的有機化合物，幾乎所有生命有機體的有機化合物，形成后都形成后都是生物活性物質(zhì)。是生物活性物質(zhì)。這些分子在生物進化過程為了這些分子在生物進化過程為了適應(yīng)特定的生物化學(xué)和細胞學(xué)功能被選擇下來。適應(yīng)特定的生物化學(xué)和細胞學(xué)功能被選擇下來。生物分子生物分子可以這樣定義或理解：可以這樣定義或理解：原子之間的原子之間的結(jié)合結(jié)合類型類型，涉及，涉及結(jié)合的形式和強度結(jié)合的形式和強度、三維分子結(jié)構(gòu)和三維分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)活性化學(xué)活性，在生物化學(xué)中特別重要在生物化學(xué)中特別重要。生。生

39、物學(xué)作用如酶與底物的作用、抗體與抗原的作用、物學(xué)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，都是激素和受體的作用，都是高特異性高特異性的。這種特異的。這種特異性靠分子之間的性靠分子之間的立體互補和靜電互補立體互補和靜電互補來實現(xiàn)，顯來實現(xiàn)，顯著的是，著的是，維持三維結(jié)構(gòu)的作用力之中的是非共價維持三維結(jié)構(gòu)的作用力之中的是非共價作用作用，單個作用力弱，但有顯著的累積效應(yīng)。，單個作用力弱，但有顯著的累積效應(yīng)。 .43有機體與無生命物質(zhì)的區(qū)別有機體與無生命物質(zhì)的區(qū)別 首先是首先是化學(xué)復(fù)雜性和組織的程度化學(xué)復(fù)雜性和組織的程度，成千上萬，成千上萬種不同的分子組成一個復(fù)雜的細胞結(jié)構(gòu)，而種不同的

40、分子組成一個復(fù)雜的細胞結(jié)構(gòu)，而無生命物質(zhì)無生命物質(zhì)粘土、沙子、巖石、海水，通粘土、沙子、巖石、海水，通常是相對簡單的一些化合物的混合物。常是相對簡單的一些化合物的混合物。 其次，生命有機體其次，生命有機體從它們的環(huán)境吸收、轉(zhuǎn)化從它們的環(huán)境吸收、轉(zhuǎn)化和利用能量和利用能量，通常是，通常是化學(xué)營養(yǎng)物或太陽光能化學(xué)營養(yǎng)物或太陽光能，這些能量使得有機體這些能量使得有機體建造和維持它們的復(fù)雜建造和維持它們的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并作機械、化學(xué)、滲透和其他形式的結(jié)構(gòu)，并作機械、化學(xué)、滲透和其他形式的功功。無生命物質(zhì)不能以系統(tǒng)的或動力的形式。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。利用這些能量來維

41、持結(jié)構(gòu)或作功。.44 第三，生命有機體第三，生命有機體有精確的自我復(fù)制或自我有精確的自我復(fù)制或自我裝配的能力裝配的能力，是生命有機體的，是生命有機體的精華特征精華特征。一。一個細菌放在無菌的營養(yǎng)培養(yǎng)基中，個細菌放在無菌的營養(yǎng)培養(yǎng)基中，24小時可小時可以制造出十億個一樣的以制造出十億個一樣的“子代子代”細胞，每一細胞，每一個細胞含有成千上萬種不同的分子，有些非個細胞含有成千上萬種不同的分子，有些非常復(fù)雜，但每個細胞都是原始細胞的一份真常復(fù)雜，但每個細胞都是原始細胞的一份真實拷貝。實拷貝。 第四，有機體的第四，有機體的每一個成分都有一種或一種每一個成分都有一種或一種以上特定的功能以上特定的功能。

42、.45生物化學(xué)以生物化學(xué)以統(tǒng)一的化學(xué)術(shù)語言統(tǒng)一的化學(xué)術(shù)語言解釋不同的生命形式解釋不同的生命形式 有機體的差別極大，但生物化學(xué)的研究表明，有機體的差別極大，但生物化學(xué)的研究表明，所有有機體在細胞和化學(xué)水平上是十分相似的所有有機體在細胞和化學(xué)水平上是十分相似的。生物化學(xué)生物化學(xué)用分子的語言描述所有生命體的結(jié)構(gòu)、用分子的語言描述所有生命體的結(jié)構(gòu)、機制和化學(xué)過程，提出各種生命變異形式下生機制和化學(xué)過程，提出各種生命變異形式下生命的組織原理命的組織原理-生命的分子邏輯生命的分子邏輯。雖然生物化。雖然生物化學(xué)學(xué)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)和工業(yè)方面提供了重要在醫(yī)學(xué)、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)用的前

43、景和實際應(yīng)用，但其，但其最終的焦點還是關(guān)注最終的焦點還是關(guān)注對生命自身的了解對生命自身的了解。 .46所有大分子都由簡單的化合物構(gòu)造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)的分子由大多數(shù)有機體系統(tǒng)的分子由C原子原子與其與其他他C原子原子或者或者H原子、原子、O原子或原子或N原子共價原子共價連接而成，碳原子的特殊結(jié)合特性允許形連接而成，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）低于量（也稱相對分子質(zhì)量）低于500，如氨基，如氨基酸、核苷酸和單糖，被稱為大分子如蛋白酸、核苷酸和單糖，被稱為大分子如蛋白質(zhì)、核酸及多

44、糖的質(zhì)、核酸及多糖的單體亞基單體亞基。一個單個的。一個單個的蛋白質(zhì)分子可能含有蛋白質(zhì)分子可能含有1000或更多個氨基酸或更多個氨基酸殘基，脫氧核糖核酸（殘基，脫氧核糖核酸（DNA）可能有數(shù)百）可能有數(shù)百萬個核苷酸組成。萬個核苷酸組成。 .47 大腸桿菌的每個細胞含有大腸桿菌的每個細胞含有幾千種不同的有機化合物幾千種不同的有機化合物，包括包括一千種不同的蛋白質(zhì)一千種不同的蛋白質(zhì)，同樣數(shù)量的不同的核酸同樣數(shù)量的不同的核酸分子分子及及數(shù)百種類型不同的糖和脂數(shù)百種類型不同的糖和脂。在人體內(nèi)，有數(shù)。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萬種不同的蛋白質(zhì)，多種類型的多糖和脂及多種其他的

45、低分子量化合物。他的低分子量化合物。 DNA僅由僅由四種四種不同的單體不同的單體脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸組成，組成，RNA也只有也只有四種四種不同的不同的核苷酸核苷酸組成。組成。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由由20種種不同的不同的氨基酸氨基酸組成。組成。8種核苷酸組成了所有生物的核種核苷酸組成了所有生物的核酸，酸，20種氨基酸組成了所有生物的蛋白質(zhì)。種氨基酸組成了所有生物的蛋白質(zhì)。特殊的特殊的單體亞基單體亞基序列序列及大分子的及大分子的空間排列空間排列形成了大分子特形成了大分子特別的別的生物學(xué)功能生物學(xué)功能，如，如基因、催化劑、激素基因、催化劑、激素等等。等等。 .48Monomeric subunits

46、 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(L 400), S is 20400an astronomical number.49 組成生命體所有大分子的組成生命體所有

47、大分子的單體亞基往往單體亞基往往行使不止一種功能行使不止一種功能，如，如核苷酸核苷酸，不僅是，不僅是組組成核酸的單體成核酸的單體，還是，還是能量載體分子能量載體分子、物質(zhì)、物質(zhì)活化分子及信號分子活化分子及信號分子；氨基酸氨基酸既是既是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的組成成分的組成成分，還是，還是激素激素、神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)、色素色素和和其他類型生物分子其他類型生物分子的前體。的前體。 .50 能量是生物化學(xué)的一個中心主題，能量是生物化學(xué)的一個中心主題，細胞和生細胞和生命體依靠命體依靠源源不斷的能量供應(yīng)源源不斷的能量供應(yīng)來來抵抗無情的以抵抗無情的以最低能量狀態(tài)的衰減趨勢最低能量狀態(tài)的衰減趨勢。信息的儲存和表達信息的

48、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)生的合成一樣，細胞中發(fā)生的合成反應(yīng)合成反應(yīng)需要能量的需要能量的輸入。能量在一個輸入。能量在一個細菌的運動細菌的運動、或者一個奧林、或者一個奧林匹克匹克賽跑選手賽跑選手、或者、或者螢火蟲的發(fā)光螢火蟲的發(fā)光、或者一個、或者一個鰻鱺的放電鰻鱺的放電中被消耗。細胞有一種有效機制可中被消耗。細胞有一種有效機制可以以來滿足生命的需要。來滿足生命的需要。 .51 生物進化中第一個形成的細胞應(yīng)該是生物進化中第一個形成的細胞應(yīng)

49、該是油性膜油性膜包裹的包裹的原始細胞的水溶性分子，原始細胞的水溶性分子，使之隔離并允使之隔離并允許累積相對高的濃度許累積相對高的濃度，有機體內(nèi)所含的分子和有機體內(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離子與其環(huán)境相比，在類型和濃度上不同。例。例如，淡水魚的細胞與其所處水環(huán)境相比所含有如，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、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。二氧

50、化碳、分子氧和水。只有通過不斷地消耗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)境濃度的能量，魚才能夠建立和維持這種與環(huán)境濃度的明顯差異明顯差異，在魚死后，魚的組成分子才漸漸釋，在魚死后，魚的組成分子才漸漸釋放，與環(huán)境保持平衡。放，與環(huán)境保持平衡。 .52生命有生命有機體與機體與它們所它們所處的環(huán)處的環(huán)境不平境不平衡，死衡，死亡和腐亡和腐爛才回爛才回復(fù)平衡復(fù)平衡.53 雖然雖然一個生物體的化學(xué)組成在整個時間內(nèi)幾乎一個生物體的化學(xué)組成在整個時間內(nèi)幾乎是恒定的是恒定的，但一個細胞或生物體內(nèi)的分子群卻遠，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)。遠不是恒穩(wěn)態(tài)。分子通過不斷的化學(xué)反應(yīng)被合成分

51、子通過不斷的化學(xué)反應(yīng)被合成和分解和分解，需要，需要不斷地向系統(tǒng)輸入物質(zhì)和能量不斷地向系統(tǒng)輸入物質(zhì)和能量?，F(xiàn)。現(xiàn)在從你的肺中攜帶氧到你大腦中的血紅蛋白分子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，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，將會被新來源的其他的分子如二氧化碳或脂肪，

52、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，因為數(shù)量幾乎是一個恒量，因為合成或攝入的速度將合成或攝入的速度將會與其降解的速度達到平衡會與其降解的速度達到平衡。濃度上的恒定是動。濃度上的恒定是動力學(xué)恒態(tài)的結(jié)果。力學(xué)恒態(tài)的結(jié)果。 .54 生命細胞和生物體必須生命細胞和生物體必須作功來保持存活和繁作功來保持存活和繁殖自身殖自身，細胞成分的不斷細胞成分的不斷合成合成需要化學(xué)能、需要化學(xué)能、逆濃度梯度積累逆濃度梯度積累和和保持鹽份保持鹽份及各種有機化合及各種有機化合物涉及物涉及滲透能、肌肉收縮或細菌鞭毛的運動滲透能、肌肉收縮或細菌

53、鞭毛的運動需要機械能，需要機械能，生物化學(xué)研究能量的吸收、轉(zhuǎn)生物化學(xué)研究能量的吸收、轉(zhuǎn)運和消耗過程運和消耗過程，因此需要建立了解生物能學(xué)，因此需要建立了解生物能學(xué)的基本原理。的基本原理。 生物體是一個開放體系，與環(huán)境交換物質(zhì)和生物體是一個開放體系，與環(huán)境交換物質(zhì)和能量，能量，生物體通過兩種策略由環(huán)境獲得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(xué)燃料并通過氧化得到能量、由環(huán)境獲取化學(xué)燃料并通過氧化得到能量、由太陽光能吸收能量。由太陽光能吸收能量。 .55 生物體利用燃料或太陽光的能量構(gòu)建和生物體利用燃料或太陽光的能量構(gòu)建和維持它們的復(fù)雜性，特別是結(jié)構(gòu)。維持它們的復(fù)雜性，特別是結(jié)構(gòu)。 不

54、論發(fā)生化學(xué)或物理的任何改變，能量不論發(fā)生化學(xué)或物理的任何改變，能量總的是守恒的，但能量的形式可能會變?？偟氖鞘睾愕模芰康男问娇赡軙?。 生命有機體的細胞是在恒定的溫度下的生命有機體的細胞是在恒定的溫度下的一種化學(xué)引擎。一種化學(xué)引擎。.56幾乎所有生命有機體都直接或間接地從太陽光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的輻射能量獲得能量，這種光能發(fā)生于太陽中，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

55、大豐富的產(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，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)。終產(chǎn)物，在環(huán)境中被再循環(huán)。事實上事實上所有生物所需要的能量直接或間接地都所有生物所需要的能量直接或間接地都來自于太陽能來自于太陽能。在氧化還原反應(yīng)中，。在氧化還原反應(yīng)中，電子的流電子的流動成為生命細胞能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)動成為生命細胞能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ) 。 .57.58.59 生命的化學(xué)生命的化學(xué)

56、，是研究生物體（微生物、植物、動物及，是研究生物體（微生物、植物、動物及人體等）人體等）化學(xué)組成；生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及分離純化化學(xué)組成；生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及分離純化方法；生命過程中的化學(xué)及能量變化；遺傳物質(zhì)的信息方法；生命過程中的化學(xué)及能量變化；遺傳物質(zhì)的信息傳遞及調(diào)控傳遞及調(diào)控的一門科學(xué)。研究內(nèi)容包括的一門科學(xué)。研究內(nèi)容包括: : 生物體的生物體的物質(zhì)組成物質(zhì)組成、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能功能；物質(zhì)的；物質(zhì)的分離分離和分析方法和分析方法；從分子水平上看生物的組成。；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)生的這些物質(zhì)在生物體內(nèi)發(fā)生的變化及變化的過程變化及變化的過程。 分子水平上

57、分子水平上的物質(zhì)的的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、代謝結(jié)構(gòu)、代謝與客觀上的與客觀上的生物功能生物功能及復(fù)雜的生命現(xiàn)象之間的關(guān)系及復(fù)雜的生命現(xiàn)象之間的關(guān)系。4.4.遺傳物質(zhì)的信息傳遞及調(diào)控遺傳物質(zhì)的信息傳遞及調(diào)控。.60什么是生物化學(xué)什么是生物化學(xué) 生物化學(xué)的研究對象生物化學(xué)的研究對象, , 是生命體內(nèi)的各類物是生命體內(nèi)的各類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)質(zhì)的結(jié)構(gòu), , 功能和作用過程與機理。英語中有功能和作用過程與機理。英語中有Biochemistry 和和Biological chemistry 兩個術(shù)語。兩個術(shù)語。生物化學(xué)有生物化學(xué)有三個源頭三個源頭： .611903年年Neuberg提出提出“生物化學(xué)生物化學(xué)”一一詞詞靜態(tài)生

58、物化學(xué)靜態(tài)生物化學(xué)動態(tài)生物化學(xué)動態(tài)生物化學(xué)機能生物化學(xué)機能生物化學(xué).62Chemistry.63 1877年，德國醫(yī)生年，德國醫(yī)生霍佩霍佩-賽勒賽勒(Ernst Felix Hoppe-Seyler)（1825-1895）為了將）為了將生理化學(xué)生理化學(xué)建成一門獨立的建成一門獨立的學(xué)科，首次提出學(xué)科，首次提出“Biochemie”，譯為英語名詞為，譯為英語名詞為Biochemistry或或Biological Chemistry，即生物化學(xué)。，即生物化學(xué)。他還首次獲得純的他還首次獲得純的卵磷脂卵磷脂及晶體狀的及晶體狀的血紅素血紅素。首創(chuàng)。首創(chuàng)蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)(Proteide)一詞。還研究過代謝、葉

59、綠素和血液。一詞。還研究過代謝、葉綠素和血液。 他的學(xué)生他的學(xué)生Friedrich Miescher（1844-1895）從膿）從膿細胞的細胞核中分離出細胞的細胞核中分離出nuclein（脫氧核糖核蛋白）（脫氧核糖核蛋白）（1871） 他的另一位學(xué)生他的另一位學(xué)生Albrecht Kossel（1853-1927）因）因?qū)Φ鞍踪|(zhì)、細胞及細胞核化學(xué)的研究獲得對蛋白質(zhì)、細胞及細胞核化學(xué)的研究獲得1910年諾貝年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，他分離到腺嘌呤、胸腺嘧啶、胸爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，他分離到腺嘌呤、胸腺嘧啶、胸腺核苷酸，還分離出組氨酸。腺核苷酸，還分離出組氨酸。.64 現(xiàn)在知道現(xiàn)在知道, 生命體內(nèi)的主要

60、物質(zhì)是生命體內(nèi)的主要物質(zhì)是: 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸，核酸核酸核苷酸核苷酸，糖類，糖類和和脂類脂類。 還有一類所占比例很小但還有一類所占比例很小但功能很重要的小分子功能很重要的小分子維生素維生素和和激素激素。這些分子中。這些分子中, 對對脂質(zhì)的研究最早脂質(zhì)的研究最早, 19世紀上半葉對其結(jié)構(gòu)就有了較深入世紀上半葉對其結(jié)構(gòu)就有了較深入的理解。對的理解。對糖糖的結(jié)構(gòu)的認識多半要歸功于的結(jié)構(gòu)的認識多半要歸功于Emil Fischer從從1884年開始的研究工作。而年開始的研究工作。而發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展使的發(fā)展使酶學(xué)和酶學(xué)和代謝學(xué)代謝學(xué)有了發(fā)展?；瘜W(xué)與醫(yī)學(xué)、生理學(xué)的結(jié)合則導(dǎo)致了有了發(fā)展?；瘜W(xué)與醫(yī)