生物化学知识点汇总(王镜岩版)

生物化学知识点汇总(王镜岩版)

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生物化学讲义（2003）

孟祥红

绪论(preface)

一、生物化学(biochemistry)的含义：

生物化学可以认为是生命的化学(chemistryoflife)。

生物化学是用化学的理论和方法来研究生命现象。

1、生物体是有哪些物质组成的？它们的结构和性质如何？容易回答。

2、这些物质在生物体内发生什么变化？是怎样变化的？变化过程中能量是怎样转换的？（即这些物质在生物体

内怎样进行物质代谢和能量代谢？）大部分已解决。

3、这些物质结构、代谢和生物功能及复杂的生命现象（如生长、生殖、遗传、运动等）之间有什么关系？最复

杂。

二、生物化学的分类

根据不同的研究对象：植物生化；动物生化；人体生化；微生物生化

从不同的研究目的上分：临床生物化学；工业生物化学；病理生物化学；农业生物化学；生物物理化学等。

糖的生物化学、蛋白质化学、核酸化学、酶学、代谢调控等。

三、生物化学的发展史

1、历史背景：从十八世下半叶开始，物理学、化学、生物学取得了一系列的重要的成果（1）化学方面

法国化学家拉瓦锡推翻“燃素说”并认为动物呼吸是像蜡烛一样的燃烧，只是动物体内燃烧是缓慢不发光的

燃烧——生物有氧化理论的雏形

瑞典化学家舍勒——发现了柠檬酸、苹果酸是生物氧化的中间代谢产物，为三羧酸循环的发现提供了线索。

（2）物理学方面：原子论、x-射线的发现。

（3）生物学方面：《物种起源——进化论》发现。

2、生物化学的诞生：在19世纪末20世纪初，生物化学才成为一门独立的科学。

德国化学家李比希：

1842年撰写的《有机化学在生理与病理学上的应用》一书中，首次提出了新陈代谢名词。另一位是德国医生霍佩赛勒：

1877年他第一次提出Biochemie这个名词英文译名是Biochemistry(orBiologicalchemistry)汉语翻译成

生物化学。

3、生物化学的建立：

从生物化发展历史来看，20世纪前半叶，在蛋白质、酶、维生素、激素、物质代谢及生物氧化方面有了长足

进步。成就主要集中于英、美、德等国。

英国，代表人物是霍普金斯——创立了普通生物化学学派。

1929年他和荷兰的艾克曼因发现维生素而获得诺贝尔生理和医学奖。后来又发现了色氨酸和谷胱甘肽。

德国，在以下几个方面的成就：糖和嘌呤类物质、血红素、叶绿素、糖原——乳酸循环、维生素D、细胞呼

吸等都荣获了诺贝尔化学和生理学。

美国，这一时期在留德的美国学者的推动下，他们在营养与卫生工作方面的研究较为突出。

4、发展中的生物化学

从上世纪50年代至今，生物化学进入了飞速发展阶段。

A、主要成就有：

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（1）酶的结晶：1926年Sumner发表了他第一次成功结晶了脲酶，随后Northrup制得了胃蛋白酶和胰蛋白酶结

晶，开辟了酶学研究的新领域。

（2）代谢途径的阐明：

30年代阐明了糖酵解途径；

1937年Krebs发现三羧酸循环获1953年诺贝尔生理学或医学奖。

目前，糖、脂肪、蛋白质及氨基酸的代谢途径基本阐明。

当前努力的方向为代谢调控。

（3）生物能研究的发现：

50年代以来阐明了：

ATP是能量代谢能的产生和利用的关键化合物。

提出了氧化磷酸化和呼吸链的理论，建立了生物能学。

B、这个时期生物化学发展的几个特征：

首先是物理学家、化学家以及遗传学家参加到生物化学的领域中来；

其次是研究方法有突破性改进；

通讯交流方面：各类科学期刊增多，以及计算机的存储、网络的普遍使用,使信息的传递变得更为方便快捷。

物理学家、化学家、遗传学家等参加了生物化学的领域中来：

在蛋白质方面：

两位英国物理学家将x-射线应用于蛋白质分子的高级结构研究，

肯德鲁(Kendrew)测定了肌红蛋白的结构，

(Perutz)佩鲁茨测定了血红蛋白的结构，

二人于1962年分别分享诺贝尔化学奖。

目前x-射线衍射分析已成为蛋白质与核酸高级结构研究常规方法。

美国化学家鲍林（Pauling）确认氢键在蛋白质的结构以及大分子间的相互作用中的重要性；鲍林认为某些蛋白质具有类似于螺旋的结构。

这就是我们在蛋白质一章中将要学到的α-螺旋结构。

他还研究了镰刀形红细胞贫血病，并提出了分子病的名称，因此荣获诺贝尔化学奖。Sanger――生物化学家1955年确定了牛胰岛素的结构，获1958年诺贝尔化学奖。

1980年设计出一种测定DNA内核苷酸排列顺序的方法，获1980年诺贝尔化学奖。

在核酸方面，最著名的莫过于DNA双螺旋结构的发现。这一成果是物理学家、化学家和生物化学家共同智慧

的结晶。

英国物理学家威尔金斯（Wilkins）1946年完成了DNAx-衍射研究。

1953年沃森与克里克在此基础上确定了DNA分子结构。

他们三人于1962年荣获了诺贝尔生理和医学奖。

由此我们可以得到一点启示:学科交叉是推动科学发展的动力之一。

加拿大细菌遗传学家艾弗里Avery与美国生物学家Macleod,Carty1944年在美国纽约洛克菲勒研究所著名

实验做了著名的转化试验，证明遗传物质是DNA

美国遗传学家麦克林托克以发现了可移动的基因获1958年诺贝尔生理奖。

Ochoa和Korngerg发现RNA和DNA生物合成机制获1959年诺贝尔生理奖。

1916年，Lwoff提出信使RNA的存在。

1960年，Jacob、Monod－－阐明了基因控制酶的生物合成，从而调节细胞的方式。

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发现操纵子（Operon）基因，能影响mRNA的合成，从而调节其他基因的功能，在微生物界Operon 普遍存在。

以上三人共获1965年诺贝尔生理或医学奖。

（2）生物化学研究方法的改进：

a.分配色谱方法的建立：

马丁与辛格发明了可用于核苷酸、氨基酸、糖、生物碱等多种混合物分离的色谱方法。

这种方法已在化学、医学和生物学中得到了广泛的应用并取得了重要进展。

b.电泳法：在糖、蛋白质、核酸等物质的分析分离方面取得广泛应用

c.离心法：在蛋白质、核酸的分离、分子量测定中有不可替代作用

d.另外还有荧光分析法，同位素示踪和电镜等。

近年来新兴的生化仪器层出不穷，这里仅列出几例，如基因扩增仪，基因合成仪，基因序列分析仪、超过

滤系统、高效层析系统、多肽序列分析、生物芯片、生物传感器等。

（3）生物化学在基础理论方面的发展——分子生物学的诞生：

学术界普遍认为1953年DNA双螺旋结构的发现是分子生物学的开端

从此人们开始在分子水平上分析纷繁复杂的生命现象。

分子生物学在近十年的发展非常迅速，只有计算机科学的发展速度能与之相比。

（4）生物化学在应用方面的发展——生物工程（生物技术）

基因工程（遗传工程）；蛋白质工程；酶工程；细胞工程；生化工程

（5）生化研究的新领域：

糖类生物化学；蛋白质化学—；信号传导机制

四、中国对生物化学的贡献：

吴宪：曾与美国哈佛医学院Folin一起首次用比色定量方法测定血糖。

吴宪与刘思职、万昕、陈同度、汪猷、张昌颖、杨恩孚、周启源等完成了蛋白质变性理论，血液的生物化学

方法检查研究，免疫化学研究，素食营养研究，内分泌研究。

王应睐，邹承鲁，钮经文，邢其毅，曹天钦，王德宝，汪猷

1987年又人工合成了具有生物活性的酵母丙胺酸转移RNA，从而使我国在核酸人工合成方面处于国际领先地

位

1．今后我们要在基础理论研究方面特别注意:

生物大分子的结构与功能

生物大分子之间相互作用