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发布网友 发布时间：2022-04-24 22:06

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热心网友 时间：2023-07-31 19:59

生物化学是生物学和化学的一个分支学科，可分为三个领域：分子遗传学、蛋白质科学和生物代谢。在20世纪的最后几十年里，生物化学通过这三个学科成功地解释了生命过程。几乎生命科学的所有领域都通过生物化学方法和研究来发现和发展。 生物化学侧重于理解生物分子如何引起活细胞内和细胞间的生命过程，[1] 这反过来又与组织、器官和生物体结构和功能的研究和理解密切相关。[2]

许多生物化学研究生物大分子的结构、功能和相互作用，如蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质，它们提供细胞结构并执行许多与生命相关的功能。[3] 细胞的化学也取决于小分子和离子的反应。它们可以是无机的，例如水和金属离子，也可以是有机的，例如用于合成蛋白质的氨基酸。[4] 细胞通过化学反应利用环境能量的机制被称为新陈代谢。生物化学的发现主要应用于医学、营养学和农业。在医学中，生物化学家研究疾病的原因和治疗方法。[5] 在营养方面，他们研究如何保持健康，并研究营养缺乏的影响。[6] 在农业方面，生物化学家调查土壤和肥料，并试图发现改善作物种植、作物储藏和害虫控制的方法

目录编辑

1历史

2原材料:生命的化学元素

3生物分子

3.1碳水化合物

3.2脂质

3.3蛋白质

3.4核酸

4代谢

4.1碳水化合物作为能源

5与其他“分子尺度”生物科学的关系

5.1列表

6笔记

7参考文献

1 历史编辑

格特·柯里和卡尔·科里因在RPMI发现Cori循环而于1947年共同获得诺贝尔奖。

从最广泛的定义来看，生物化学可以被看作是对生物的成分和组成以及它们如何结合在一起成为生命的研究，在这个意义上，生物化学的历史可以追溯到古希腊。[7] 然而，生物化学作为一门特殊的科学学科，其起源于19世纪或更早，这取决于生物化学的哪一个方面受到关注。一些人认为，生物化学的开始可能是1833年[安塞尔姆·帕延发现了第一种酶——淀粉酶(今天称为淀粉酶)，[8] 而另一些人则认为爱德华·比希纳在1897年首次证明了无细胞提取物酒精发酵的复杂生物化学过程是生物化学的诞生。[9][10] 有些人可能还会把它作为尤斯图斯·冯·李比希1842年颇具影响力的著作《动物化学》或《有机化学在生理学和病理学中的应用》的开端，该著作提出了代谢的化学理论，[7] 甚至更早到了18世纪安托万·拉瓦锡对发酵和呼吸的研究。[11][12] 该领域许多其他帮助揭示生物化学复杂性的先驱被宣布为现代生物化学的创始人，例如埃米尔·费希尔在蛋白质化学方面的工作，[13] 和高兰·霍普金斯在酶和生物化学的动态性质方面的工作。[14]

术语“生物化学”本身来源于生物学和化学的结合。1877年，费利克斯·霍佩塞勒在《生理学化学杂志》第一期的前言中使用了这个术语(德语中的生物化学)作为生理化学的同义词，他在前言中主张建立专门研究该领域的机构。[15][16] 然而，德国化学家卡尔·纽伯格经常被认为是在1903年创造了这个词，[17][18][19] 而有些人把它归功于弗朗兹·霍夫梅斯特。[20]

脱氧核糖核酸结构(1D 65)[15]

人们一度普遍认为，生命及其物质有一些本质属性或物质(通常被称为“生命原理”)，不同于非生物物质中的任何物质，人们认为只有生物才能产生生命分子。[21] 然后，在1828年，弗里德里希·维勒发表了一篇关于尿素合成的论文，证明有机化合物可以人工合成。[22] 从那时起，生物化学取得了进展，特别是自20世纪中期以来，发展了新技术，如色谱法、x光衍射、双偏振干涉测量法、核磁共振光谱、放射性同位素标记、电子显微镜和分子动力学模拟。这些技术允许发现和详细分析细胞的许多分子和代谢途径，如糖酵解和Krebs循环(柠檬酸循环)，并导致在分子水平上对生物化学的理解。菲利普·兰德尔因其在糖尿病研究中的发现而闻名，该发现可能是1963年的葡萄糖-脂肪酸循环。他证实脂肪酸能减少肌肉对糖的氧化。高脂肪氧化是胰岛素抵抗的原因。[23]

生物化学中另一个重要的历史事件是基因的发现，以及它在细胞信息传递中的作用。生物化学的这一部分通常被称为基因的分子生物学。[24] 20世纪50年代，詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克、罗莎琳德·富兰克林和莫里斯·威尔金斯在解决脱氧核糖核酸结构并提出其与信息遗传转移的关系方面发挥了重要作用。[25] 1958年，乔治·比德尔和爱德华·塔特姆因在真菌领域的工作获得诺贝尔奖，这项工作表明一个基因产生一种酶。[26] 1988年，Colin Pitchfork是第一个用脱氧核糖核酸证据判定谋杀罪的人，这推动了法医学的发展。[27] 最近，Andrew Z. Fire和Craig C. Mello因发现核糖核酸干扰在基因表达沉默中的作用而获得2006年诺贝尔奖。[28]

2 原材料:生命的化学元素编辑

*体的主要元素从最丰富到最少(按质量)。

92种天然存在的化学元素中，大约有24种是各种生物生命所必需的。地球上大多数稀有元素不是生命所需要的(硒和碘除外)，而一些普通元素(铝和钛)则不被使用。大多数生物体都有元素需求，但植物和动物之间有一些差异。例如，海藻使用溴，但是陆地植物和动物似乎不需要溴。所有动物都需要钠，但有些植物不需要。植物需要硼和硅，但动物可能不需要(或者可能需要极少量)。

只有六种元素——碳、氢、氮、氧、钙和磷——构成了包括人体细胞在内的几乎99%的活细胞(完整的列表见人体成分)。除了构*体大部分的六种主要元素之外，人类还需要更少的18种元素。[29]

3 生物分子编辑

生物化学中的四大类分子(通常称为生物分子)是碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸。[30] 许多生物分子都是聚合物:在这个术语中，单体是相对较小的小分子，它们连接在一起形成被称为聚合物的大分子。当单体连接在一起合成生物聚合物时，它们会经历一个叫做脱水缩合的过程。不同的大分子可以组装成更大的复合体，这通常是生物活动所需要的。

3.1 碳水化合物

碳水化合物

葡萄糖，一种单糖

蔗糖分子(葡萄糖+果糖)，一种二糖

直链淀粉，一种由几千个葡萄糖单位组成的多糖

碳水化合物的两个主要功能是能量储存和提供结构。糖是碳水化合物，但并非所有碳水化合物都是糖。地球上的碳水化合物比任何其他已知类型的生物分子都多；它们被用来储存能量和遗传信息，并在细胞间的相互作用和交流中发挥重要作用。

最简单的碳水化合物是单糖，除其他性质外，它还含有碳、氢和氧，比例大多为1:2:1(通式CnH2nOn，其中n至少为3)。葡萄糖(C6H12O6)是最重要的碳水化合物之一；其他包括果糖(C6H12O6)，这种糖通常与水果的甜味

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