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生物化学生物化学的涵义生物化学的创立与发展生物化学的应用及其发展前景一、生物化学的涵义概念:生物化学可以认为是生命的化学,主要是用物理的、化学的原理和方法研究动物、植物、微生物等生命物质的化学组成、生命物质各组分的结构和性质、以及它们在生命过程中的变化规律的一门科学。生物化学的基本内容包括:阐明构成生命物质的分子基础生物分子的化学组成、结构和性质;生物分子的结构、功能与生命现象的关系;生物分子在生物机体中的相互作用及其变化规律(物质代谢、能量代谢、信息代谢)。生命体的元素组成生物分子生物分子是生物体和生命现象的结构和功能基础生物化学是各门生物学科的基础,特别是生理学、微生物学、遗传学、细胞学等各课的基础。二、生物化学的创立与发展生产豆腐北宋《本草衍文》有记载。对脚气病(多发性神经炎)和甲状腺肿的认识与治疗。生产豆腐北宋《本草衍文》有记载。(二)近代生物化学的发展启蒙时期(18世纪下半叶—1900年以前)静态生物化学阶段:这一时期生物化学主要依附于有机化学,研究不深入,研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。Scheele:瑞典化学家,分离得到甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸、尿酸、酒石酸等。Lavosier:法国化学家,1.首次证明动物的呼吸需要氧气;2.同时证明燃烧过程是物质与氧的结合过程。Liebig:德国化学家,是农业化学的奠基人,也是生理化学和碳水化合物化学的创始人之一。首次提出新陈代谢这个学术名词。发现了马尿酸、氯醛和氯仿。Wohler:与Liebig在同一个实验室,1828年在实验室合成了尿素。从而推翻了有机化合物只有在生物体内部合成的错误认识。从此生物体内糖类、脂类及氨基酸等均被详尽的研究。Hoppe-Seyler:德国医生,结晶并命名了血红蛋白,1877年提出“Biochemie”即英文的““Biochemistry”.(Miescher是他的学生,1869年第一次分离了DNA)奠基时期(1900—1953)Embden:德国生物化学家,在糖代谢、脂代谢及肝脏合成氨基酸方面做出了巨大贡献,与他人一起证明了糖酵解途径。Krebs:英藉德裔生物化学家,发现了尿素循环和三羧酸循环。Calvin:美国人,发现了光合碳代谢途径。光合磷酸化过程。Abel:1902年分离得到肾上腺素并制成结晶。Went:1926年从燕麦胚芽鞘中分离出生长素。Hopkins:英国剑桥生物化学中心,1912年前后发现维生素。Sumner:美国科学家,1926年得到脲酶的结晶,证明了酶的化学本质是蛋白质。糖酵解、三羧酸循环、脂代谢、氧化磷酸化等生化反应过程均被阐明。Watson,Crick首次描绘了DNA双螺旋结构模型,使人们第一次获知基因结构的实质。大发展时期(1953-至今):机能生物化学阶段:科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术的不断改进,使的对生物大分子结构及功能的研究也更加深入。由于搞清了遗传密码,阐明了蛋白质的合成机制,为生物学的大发展奠定了良好的基础,带动了生物学各分支学科向分子水平深入,从而从本质上去探讨生命活动的规律。生物化学不仅向生命科学其他学科渗透,产生许多新的分支学科,而且已成为21世纪领头学科。目前生物化学、分子生物学的学科热点是基因组和蛋白质组的研究。1958年,Crick提出中心法则Perutz:英国物理学家,利用X-射线衍射技术,解析了血红蛋白的三维结构;Kendrew测定了肌红蛋白的结构。Pauling:美国化学家,确认氢键在蛋白质结构中和大分子相互作用中的重要性;还研究了镰刀形红细胞贫血病,提出分子病的名称。Jacob、Monod:提出操纵子学说,发表“蛋白质合成中遗传调节机制”。Temin和Baltimore发现逆转录酶。Singer和Nicolson提出生物膜结构的流动镶嵌模型。1982年Prusiner提出“朊病毒”的概念,提出蛋白质构象致病假说。1997年,Wilmut等用成年母羊体细胞的遗传物质,获得克隆羊Dolly。PeterAgre因发现真核细胞膜水通道蛋白,Mackinnon阐述钾离子通道结构及功能而荣获2003年诺贝尔化学奖。2003年,人类基因组计划全部完成。(三)我国科学家在近代生物化学发展史中的贡献海归科学家饶毅和施一公饶毅,北京大学终身讲席教授、生命科学学院院长,兼北京生命科学研究所资深研究员、学术副所长。1985年,研究生尚未毕业的饶毅,成为改革开放后早期的自费留学生,前往美国加利福尼亚大学旧金山分校,攻读博士学位。其后,他在哈佛大学继续进行博士后研究。1994年,饶毅得到了圣路易斯华盛顿大学聘书,开始领导自己的实验室。2004年,他到美