从生物有机化学到化学生物学[1]
化学经历的五个时期
新疆农业大学化学前沿题目: 化学经历的五个时期姓名: 艾麦提江学院: 化工学院专业: 应用化学班级: 应化112学号: 115131247指导教师: 阿不都瓦依提职称: 老师2014 年5 月25 日新疆农业大学教务处制化学经历的五个时期摘要：化学的历史渊源，不管是过去、现在还是未来，人类社会的发展都离不开化学，化学与人类生活息息相关。
物理学的革命，给化学带来了新时期的曙光，使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。
在现代社会，化学与其他学科的关系越来越紧密，化学理论和分析方法也日益完善，随着一些新概念的出现，化学出现了多个分支，形成了不同的分析领域。
化学的发展大概可分为五个时期①化学萌芽时期②炼丹、冶金和医药化学时期③确立化学时期④现代化学：有机化学无机化学物理化学分析化学。
⑤今日化学：计算机与化学生物与化学新材料与化学能源与化学环境与化学。
一化学的萌芽时期化学的历史渊源非常古老，可以说从人类学会使用火，就开始了最早的化学实践活动。
火是人类的第一个化学发现。
火也是最常见、最普通的一种化学现象，是一种发光发热的氧化反应。
从远古时代直至今天，人类的每一步前进都离不开化学。
人类都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。
二炼丹、冶金和医药化学时期在约公元前2 世纪开始产生了炼丹术或炼金术，进而推动化学从萌芽期发展到了炼金术。
古代皇帝为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验。
当时出现的“化学”一词，其含义便是“炼金术”。
炼金术的出现就逐步推动古代化学从实用性的化学工艺活动，转入到带有一定探索性的准实验性质的物质转变活动，使萌芽期实用性的化学得到发展，并为近代化学科学的诞生创造了有利条件。
到了16世纪以后，一些炼金术士开始制造医药，用以治疗人们的疾病。
这推动了化学发展进入到了新的医药化学时期，它标志着古代的化学从炼金术向科学化学过渡的开始。
化学生物学和生物合成化学
化学生物学和生物合成化学化学生物学和生物合成化学是两个密不可分的学科领域，它们共同探索着生命大秘密。
生命是一种化学现象，其内部运作是由生物大分子（DNA、RNA、蛋白质、糖等）所搭建起来的化学反应网络。
化学生物学借鉴了化学的概念和工具，来揭示这一反应网络的复杂性；而生物合成化学则逐步阐明了生物分子是如何在生命体内被合成、修饰和降解的。
下面将从这两者的角度，来探究生命中的真谛。
化学生物学化学生物学是由两个分支组成的学科——生物有机化学和生物无机化学。
前者探讨的问题在于生命大分子，如蛋白质、核酸、糖、脂类等在生物大分子合成、形态和功能中的化学原理；而后者则研究了生命中重要无机元素（如铁、镁、钾、钙等）的化学性质与功能。
其中，生命大分子之一的蛋白质是生命体具有活性和功能的重要元素。
为了弄清蛋白质的构造和生理功能，化学生物学采取了各种手段。
其中，结构生物学就是其中之一。
结构生物学利用X 光晶体学和核磁共振技术等，解析了各种蛋白质复杂三维结构。
同时，这种技术还使得科学家们能够揭示蛋白质结构和功能之间的联系，为新药物的发现和设计提供了支持。
此外，基于基因工程和分子生物学的方法，化学生物学家们已经能够自主合成大量蛋白质，并对其结构和生理功能进行研究。
化学生物学领域近年来广受关注的一个方向是代谢组学。
代谢组学利用化学分析技术，发掘了人体代谢通路的组成和变化，进一步完善了现代医学中代谢疾病的诊断和治疗手段。
此外，化学生物学领域还涉及到了各种蛋白质小分子离子（如Ca2+、Na+、K+）、配体、药物、天然产物等在生物大分子和细胞中的作用和反应。
各种基于工程原理的系统生物学方法（如代谢工程）也在生命科学的各个领域中得到了广泛的应用。
生物合成化学生物合成化学研究的是生物过程中各类生命大分子的合成。
在自然选择的影响下，生产对生命体有益的代谢产物的细胞也在逐步演化，产生了越来越多的生物化学反应。
胆固醇、激素、维生素和抗生素等都是由复杂的合成途径生成的。
生物化学、化学生物学、分子生物学,三者联系与区别
一、生物化学、化学生物学、分子生物学，三者联系与区别欧洲化学生物学的一个专门刊名为ChemBioChem刊物，这部刊物在我所阅读的文献中被反复提及，我查到该文献的两位主编分别是Jean-Marie Lehn教授和Alan R. Fersht教授，他们在诠释刊物的宗旨[1]时指出：ChemBioChem意指化学生物学和生物化学，其使命是涵盖从复杂的碳水化合物、多肽蛋白质到DNA/RNA，从组合化学、组合生物学到信号传导，从催化抗体到蛋白质折叠，从生物信息学和结构生物学到药物设计，这一范围宽广而欣欣向荣的学科领域。
既然化学生物学涵盖面这么广泛，它到底和其它学科之间怎么区分呢？想到拿这个题目出来介绍是因为这是我在第一节课课堂讨论中的内容，我们小组所参考的文献主要是关于对化学生物学这门学科的认识，化学生物学的分析手段以及一些新的研究进展，比如药物开发和寻找药物靶点。
当时课堂上对于题目中三者展开过热烈讨论，作为新兴学科的化学生物学，研究的是小分子作为工具解决生物学问题的学科，它如何从生物化学和分子生物学中分别出来，这也是我自己最开始产生过矛盾的问题，这里我结合所查阅的文献谈一下自己的理解。
1.1 生物化学(Biological Chemistry)生物化学是研究生命物质的化学组成、结构、化学现象及生命过程中各种化学变化的生物学分支学科[1]。
根据一些生物化学的书我归纳了一下，其研究的基本内容包括对生物体的化学组成的鉴定，对新陈代谢与代谢调节控制，生物大分子的结构与功能测定，以及研究酶催化，生物膜和生物力学，激素与维生素，生命的起源与进化。
生物化学对其他各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域。
通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究，揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘，使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。
化学生物学研究进展
化学生物学研究进展在过去的几十年里，化学生物学领域取得了巨大的进展。
化学生物学是一门交叉学科，它结合了化学和生物学的原理和技术，旨在揭示生物体内的化学反应和分子机制。
本文将探讨当前的化学生物学研究进展，并展望未来的发展方向。
一、化学生物学的起源和发展化学生物学作为一个独立的学科领域，自20世纪初开始逐渐崭露头角。
最早的化学生物学研究主要集中在描述和研究生物体内的化学变化，比如代谢途径和分子反应等。
随着科技的进步和理论的发展，化学生物学逐渐发展出了许多新的研究方向和技术手段。
二、化学生物学的研究领域1. 蛋白质化学蛋白质是生物体内功能最为重要的分子之一，它们参与几乎所有的生物学过程。
蛋白质化学研究主要涉及蛋白质的化学结构和功能。
目前，研究人员正在开发新的蛋白质修饰方法，以及用于研究蛋白质折叠和交互作用的化学工具。
2. 基因工程和合成生物学基因工程和合成生物学是化学生物学领域的重要分支，主要涉及对生物体内基因和遗传信息的改造和调控。
通过基因工程和合成生物学的技术手段，研究人员可以合成新的基因和代谢网络，创造出具有特定功能的生物体。
3. 药物化学和化学生物学药物化学和化学生物学是两个相辅相成的研究方向。
药物化学主要研究药物的设计、合成和优化，而化学生物学研究则关注药物在生物体内的作用机制和分子靶点。
这两个领域的结合为新药物的研发提供了技术和理论支持。
4. 有机化学和生物有机化学有机化学是化学生物学研究的基础和核心。
有机化学家通过合成化合物，探索生物体内的化学过程和反应机制。
生物有机化学则关注天然产物的合成和结构修饰，以及天然产物在药物发现和化学生物学研究中的应用。
三、未来的发展方向随着科技的不断进步和理论的发展，化学生物学领域拥有了广阔的发展前景。
以下是未来化学生物学研究的一些可能方向：1. 单细胞化学生物学随着单细胞技术的快速发展，研究人员可以更深入地了解单个细胞的化学反应和分子机制。
单细胞化学生物学的研究将有助于揭示细胞内的复杂化学网络和生物学过程。
生物化学名词解释
第一部分绪论1.生物化学（Biochemistry）：是生命的化学，是研究生物体的化学组成和生命过程中的化学变化规律的一门科学。
是从分子水平来研究生物体（人、动物、植物和微生物）内基本物质的化学组成、结构及在生命活动中这些物质所进行的化学变化的规律及其与生理功能的关系的一门科学，是一门生物学与化学相结合的基础学科。
2.新陈代谢：生物体内的各种基本物质在生命过程中不断进行着相互联系、相互制约、相互对立而又统一的、多样复杂的、又有规律的化学变化，其结果是生物体与外界环境进行有规律的物质交换，称为新陈代谢。
通过新陈代谢为生命活动提供所需的能量，更新体内基本物质的化学组成，这是生命现象的基本特征，是揭示生命现象本质的重要环节。
3.分子生物学（molecular biology）：是现代生物学的带头学科，它主要研究遗传的分子基础，生物大分子的结构与功能和生物大分子的人工设计与合成，以及生物膜的结构与功能等。
第二部分维生素与微量元素1.维生素（vitamin）：是维持人体生命活动必需的一类有机物质，也是保持人体健康的重要活性物质。
维生素在体内的含量很少，但在人体生长、代谢、发育过程中却发挥着重要的作用。
机体不能合成或合成量不足，不能满足机体的需要，必须经常通过食物中获得，人体对维生素的需要量很小。
2.微量元素（trace element）：微量元素是指人体中每人每天需要量在100mg以下的元素，虽然所需甚微，但生理作用却十分重要，如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等。
3.水溶性维生素（water-soluble vitamins）：一类能溶于水的有机营养分子。
其中包括在酶的催化中起着重要作用的B族维生素以及抗坏血酸（维生素C）等。
4.脂溶性维生素（lipid soluble vitamin）：由长的碳氢链或稠环组成的聚戊二烯化合物。
脂溶性维生素包括维生素A、D、E和K，这类维生素能被动物贮存。
5.维生素原（provitamin）：某些物质本身不是维生素，但是可以在生物体内转化成维生素，这些物质称为维生素原。
化学生物学-第1章导论精品PPT课件
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。
3、分子生物学的概念
分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一 门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子 的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为 研究对象，包括对遗传、生殖、生产和发育等生命 基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生 物奠定基础和提供新的手段。
2000年,人类基因组计划完成
化学生物学
❖ 生物有机化学 ❖ 生物无机化学 ❖ 生物物理化学 ❖ 生物分析化学 ❖ 生物高分子化学
三、化学生物学研究的中心任务
1、化学生物学研究一般都是从对生物体的生理或病理 过程具有调控作用的小分子生物活性物质开始，研究其 结构；发现其在生物体中的靶分子，研究这些物质与生 物体靶分子的相互作用，
二、化学生物学的起源ຫໍສະໝຸດ 有机化学无机化学化学
物理化学
分析化学
高分子化学
动物学
生物学
微生物学
化学生物学
化学
植物学
生物化学
生物学
分子生物学
现代生物化学可以说从德国的谢利研究各种动植物组织以及法 国的著名化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是１８世纪 的下半叶，相当于清乾隆年间，距今２００多年的历史。人们 将这短短的历史划分为三个时期。 静态生物化学时期（1920年以前） 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。 动态生物化学时期（1950年以前） 这是一个飞速发展的辉煌时期， 随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生 物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢途径及动态平衡、能 量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质 合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢 ，都基本搞清。
化学生物学专业介绍
专业名称：化学生物学概述:化学生物学是研究生命过程中化学基础的科学。
疾病的发生发展是致病因子对生命过程的干扰和破坏；药物的防治是对病理过程的干预。
化学生物学通过用化学的理论和方法研究生命现象、生命过程的化学基础，通过探索干预和调整疾病发生发展的途径和机理，为新药发现中提供必不可少的理论依据。
化学生物学（代码：070303）属于理学大类，化学类。
化学生物学以生物无机化学、生物分析化学、生物有机化学、生物化学、化学信息学、生物物理化学和仿生高分子材料为研究方向、发展方向，培养具有良好的科学素质，掌握化学基础理论、基本知识和基本技能，并得到应用研究、科技开发、科技管理初步训练的专门人才。
历史:是自90年代中期以来的新兴研究领域，哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域，他们的所在地所形成的重心地位甚至在加强。
从源头来讲，化学是研究分子的科学，生物化学，分子生物学，还有生物学化学都是一样的。
但是由于科学家们长期以来的习惯称谓，我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究，用分子生物学指基因表达和控制的研究，用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。
学生的知识和能力：1、掌握数学、物理、计算机等方面的基本理论与知识；2、掌握无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、普通生物学、遗传学、微生物学、生物化学、细胞生物学等学科知识；3、了解相近专业如化工与制药、环境科学专业的一般原理和知识；4、了解国家关于科学技术、化学生物相关产业、知识产权等方面的政策、法规；5、了解化学生物学的理论前沿、应用前景、最新发展动态，以及化学生物学相关产业发展状态；6、掌握化学生物学领域中外文资料查询、文献检索以及运用计算机等现代技术获取相关信息的基本能力；7、具有一定的实验设计及创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文；8、掌握一门外国语，具备较强的读、写、听、说（“四会”）能力，参与学术交流的能力。
生物化学_精品文档
第一章．生物化学绪论1.生命的生物化学定义：生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。
但是已知某种病毒生物却无核酸(朊病毒)。
2.生命（生物体）的基本特征：（1）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）。
( 2 ) 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能。
( 3 )生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。
（4）生物具有个体发育和系统进化的历史。
( 5 )生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境有适应性。
3.化学是在原子、分子水平上，研究物质的组成，结构、性质和变化规律的一门基础自然科学。
生物化学就是生命的化学。
4.生物化学：运用化学的原理和方法，研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化，进而深入揭示生命活动的化学本质的一门科学。
5.生命体的元素组成：在地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生物体内被发现。
第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。
这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。
第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。
这类元素也是组成生命体的基本元素。
第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。
是生物体内存在的主要少量元素。
第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。
偶然存在的元素。
6.生命分子是碳的化合物：生命有机体的化学是围绕着碳骨架组织起来的。
生物分子中共价连接的碳原子可以形成线状的、分支的或环状的结构。
7.生物（生命）分子是生物体和生命现象的结构基础和功能基础，是生物化学研究的基本对象。
生物分子的主要类型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子。
维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等小分子。
8 .生物大分子的结构与功能：研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。
9.生物化学的内容：静态生物化学：研究生物有机体的化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学：研究生命现象的物质代谢、能量代谢与代谢调节。