吉林大学《生物化学(含实验)》期末考试备考资料(一)

吉大《生物化学（含实验）》（一）

第一章绪论

大约在19世纪末，德国化学家李比希（）初创了生理化学，在他的著作中首次提出了“新陈代谢”这个词。以后德国的霍佩赛勒（）将生理化学建成一门独立的学科，并于1877年提出“Biochemie”一词，译成英语为“Biochemistry”，即生物化学。生物化学的发展大体可分为三个阶段：

一、静态生物化学阶段

大约从19世纪末到20世纪30年代，主要是静态的描述性阶段。发现了生物体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成,并对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。

1、1929年，德国化学家Fischer Hans发现了血红素是血红蛋白的一部分，但不属于氨基酸，进一步确定了分子中的每一个院子，获1930年诺贝尔化学奖。得很多糖和氨基酸的结构，确定了糖的构型，并指出蛋白质是通过肽键连接的。

2、通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素，并阐明了它们的结构。1911年，Funk结晶出治疗“脚气病”的复合维生素B，提出“Vitamine”，意即生命胺。后来由于相继发现的许多维生素并非胺类，又将“Vitamine”改为“Vitamin”。与此同时，人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质--激素。它和维生素不同，不依赖外界供给，而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都是在这一时期发现的。

3、1926年，Sumner从半刀豆中制得了脲酶结晶，并证明它的化学本质是蛋白质。此后

四、五年间Nothrop等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶等，并指出它们都是蛋白质，确立了酶是蛋白质这一概念。

4、中国生物化学家吴宪（1893～1959）在1931年提出了蛋白质变性的概念。吴宪堪称中国生物化学的奠基人，他在血液分析、蛋白质变性、食物营养和免疫化学等四个领域都做出了重要贡献，并培养了许多生化学家。

虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。

早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体；多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，后来被发现与精胺、亚精胺等多胺有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。

二、动态生物化学阶段

第二阶段约在20世纪30～50年代，主要特点是研究生物体内物质的变化，即代谢途径，所以称动态生化阶段。在这一阶段，确定了糖酵解、三羧酸循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径，对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸(ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。主要研究成果有:

1、1932年,英国科学家Krebs在前人工作的基础上，用组织切片实验证明了尿素合成反应，提出了鸟氨酸循环。并进一步对生物体内被氧化的过程进行了研究，于1937年又提出了各种化学物质的中心环节--三羧酸循环的基本代谢途径。

2、1940年,德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。

3、1949年，等证明提出的脂肪酸β-氧化过程是在线粒体中进行的，并指出氧化的产物是乙酰CoA。

当然，这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多，在50～60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。

在此期间，我国前中央大学于1935年新成立了医学院，由郑集教授筹备生物化学系，担任教授兼主任，并成立了我国第一个生物化学专业的学术组织“成都生物化学会”。1938年郑集编写的《生物化学实验手册》(A Laboratory Manual of Biochemistry)正式在成都华英书局出版，这是我国第一本自编的生物化学原理，也是我国第一本生物化学参考书。于1948年郑集教授约同林国镐、万昕等成立了只有7人的中国生物化学学会。

三、现代生物化学阶段

该阶段是从20世纪50年代开始，以提出DNA的双螺旋结构模型为标志，主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。生物化学在这一阶段的发展，以及物理学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透，产生了分子生物学，并成为生物化学的主体。

1、1953年是开创生命科学新时代的一年。Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Wilkins完成的DNA X-射线衍射结果的基础上，推导出DNA分子的双螺旋结构模型。核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质、了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。三人共获1962年诺贝尔生理学或医学奖。

2、于1958年提出分子遗传的中心法则，从而揭示了核酸和蛋白质之间的信息传递关系。又于1961年证明了遗传密码的通用性。1966年由和Nirenberg合作破译了遗传密码，这是生物学方面的另一杰出成就。至此遗传信息在生物体由DNA到蛋白质的传递过程已经弄清。

3、基因表达的调控也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。1961年Jacob和Monod 阐明了基因通过控制酶的生物合成来调节细胞代谢的模式，提出了操纵子学说。同年，Brenner获得信使RNA的存在的证据，阐明其碱基序列与染色体中DNA互补，并假定mRNA将编码在碱基序列上的遗传信息带到蛋白质的合成场所--核糖体，在此翻译成氨基酸序列。以上三人共获1965年诺贝尔医学和生理学奖。

3、1962年，Arber提出限制性核酸内切酶存在的第一个实验证据，1967年，Gellert 发

现了DNA连接酶，1972年Berg和Boyer等创建了DNA重组技术。

4、1977年，Berget等发现了“断裂”基因，并于1993年获诺贝尔医学和生理学奖。

5、1980年设计出一种测定DNA内核苷酸排列顺序的方法，同年获诺贝尔化学奖。

5、1981年～1983年，Cech和Altman相继发现某些RNA具有酶的催化活性，改变了百余年来酶的化学本质都是蛋白质的传统观念，于1989年共获诺贝尔化学奖。

6、1984年，Simons 和Kleckner等发现了反义RNA，从此揭开了人类向癌症开展的序幕。1987年，Mirkin等在酸性的质粒中发现了三链DNA。

7、1985年，美国首次提出“人类基因组研究计划”，2003年4月14日、美、中、日、德、法、英6国科学家宣布人类基因组图绘制成功，已完成的序列图覆盖人类基因组所含基因的99%。

8、1997年，成功获得体细胞克隆羊--多莉。这项成果震惊了世界，其潜在的意义难以估计。

9、1999年，Blobel发现了细胞中有其内在的运输和定位信号，为此获该年度诺贝尔奖。

10、2003年发现细胞膜上的水通道，证明了19世纪中期科学家的猜测“细胞膜有允许水分和盐分进入的孔道”，同年获诺贝尔化学奖。

11、2004年以色列,和发现泛素调节的蛋白降解，同年获诺贝尔化学奖。

12、2006年6月2日，对于欧洲患有先天性抗凝血酶缺失症的病人们是一个好日子，世界上第一个利用转基因动物乳腺生物反应器生产的基因工程蛋白药物--重组人抗凝血酶Ⅲ的上市许可申请获得了欧洲医药评价署人用医药产品委员会肯定批准意见，据估计该药全球潜在市场每年高达亿美元。

在此期间，我国王应睐和邹承鲁等于1965年人工合成具有生物活性的蛋白质--结晶牛胰岛素。1983年，用有机合成酶促合成的方法完成酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成。1979年洪国藩创造了测定DNA序列的直读法。