第一章 生物化学绪论
第一章 生物化学绪论ppt课件
2、《周礼》记载有用“曲”制酱记载用“曲”来治肠胃病。
3、公元前4世纪
《庄子》中记载以碘治瘿病（甲状腺肿），用猪肝治夜盲症 （雀目）。
4、唐朝《食疗本草素问》提出饮食治疗的思想；明朝李时珍《本 草纲目》中记载了药用植物1800多种。
以上这些事实都是我国古代劳动人民对生物化学的发展做出 了一定的贡献。由于历代封建王朝，遵经崇儒，斥科学为异端， 所以近代生物化学的贡献主要欧洲各国。
（3）生物化学在医用卫生工业上的应用
生物化学是医学的重要基础课。在临床上要测定许多生化
指标，如血糖测定、 肝功化验、尿蛋白沉淀等等都离不
开生化。
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十、参考书
北大 生物化学 第三版 （2002） 王镜岩主编 川大 生物化学（2001） 张洪渊主编
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化学”这个名词，（英文为Biochemistry
或 Biological Chemistry现译为“生物化
学”，简称“生化”。
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2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪 初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德 国，由德国而传到美国和英国。在20世纪 后，再由上述国家流传于其他各国。大约 在两世纪中的时间中，经过很多杰出生化 学者的辛勤研究，现己成为独立完整的生 物化学学科。
甘 油、 脂 肪 酸 和 胆 碱
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五、生物化学研究的范畴
学动 物
学植
生物学
物
微生物学
《生物化学教学课件》第一章绪论
生物化学与工程学
工程学原理和方法在生物化学领域的 应用，如生物反应工程、生物分离工 程等，将促进生物化学的产业化发展。
生物化学的挑战与机遇
80%
环境保护与可持续发展
随着全球环境问题日益严重，生 物化学在环境保护和可持续发展 方面将面临重大挑战和机遇。
100%
人类健康与疾病治疗
随着人口老龄化和疾病谱的变化 ，生物化学在人类健康和疾病治 疗方面将发挥更加重要的作用。
《生物化学教学课件》第一章 绪论
目
CONTENCT
录
• 引言 • 生物化学的概述 • 生物化学的基本概念 • 生物化学的研究方法 • 生物化学的未来发展
01
引言
课程背景
生物化学是生命科学领域的重要学科，是医学、农学、生物学等 学科的基础。
随着生命科学技术的快速发展，生物化学知识在解决人类面临的 健康、环境、能源等问题中发挥着越来越重要的作用。
能量转化与代谢是生物体内物质和能量转化的过程，是维持生命 活动所必需的。生物体通过摄取食物获得能量，经过一系列生化 反应将能量转化为可利用的形式，并储存起来以供日后使用。例 如，葡萄糖在细胞内经过糖解和三羧酸循环等过程，最终转化为 ATP，这是一种存在于生物体内的能量货币。
总结词
遗传信息的传递与表达是生物遗传和变异的根本原 因，涉及到基因的复制、转录和翻译等过程。
理论模拟法可以预测在特定条件下生物化学过程的可 能结果，并解释其机制。
理论模拟法可以弥补实验研究的不足，特别是在处理 大规模、复杂和抽象的问题时。
系统生物学方法
系统生物学方法是一种跨学科的研究方法，旨在从整体和全局的角度研究生物系统 的结构和功能。
系统生物学方法强调对生物系统的整体性、动态性和复杂性进行研究，而不仅仅是 孤立地研究单个分子或细胞。
生物化学-第一章-绪论幻灯片
本章主要内容：
生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学的发展历史与现状 与动物生产和动物健康的关系
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。
1.2 生物化学的分类：
①根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。
以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程 、酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology）， 已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。
遗传工程的工厂
4.与动物生产和健康的关系
生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基 础学科之一。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言 ”与有力的“工具”被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动 物生理学、动物营养学、动物遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病 理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊断学等学科有着不可分割的联 系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动物生产和动物健康事 业十分重要。
在分子水平、细胞和组织水平以及整体水平上全面、系统地 认识动物组织器官的生理机能，认识它们之间的联系、认识它们 与环境互作的机制，也是动物生物化学的研究目的之一。
3.生物化学的发展历史和现状
3.1 历史回顾
我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献。 科学发展的道路不是平坦的，人们对事物的认识在正确与错误， 真理与谬误的斗争中前进，生物化学的发展也不例外。
大肠杆菌中的蛋白质组
❖ 基因表达的调节
1960年，F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时，相关酶的基因 表达时序受到严格的控制，于是提出了原核生物基因调节操纵子（ operon）模型，开辟了对基因表达调节研究的新领域。
生物化学
生物化学重点第一章绪论一、生物化学的的概念：生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的发展：1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。
2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。
就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。
3．分子生物学阶段：这一阶段的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。
三、生物化学研究的主要方面：1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。
2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。
其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。
3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。
4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。
5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。
第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。
构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。
2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。
二、肽键与肽链：肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。
生物化学：第一章 绪论(1周1-3节)
第一章 绪 论（Introduction） 主要内容
一．生物化学的概念 二．生物化学的发展 三．生物化学与其他学科的关系 四．生物体的元素组成 五．生物分子（重点） 六．生物分子的相互作用（重点） 七．生物体系中的水（重点）
一、生物化学的概念
定义：是研究生命的分子和化学反应的科学，是运 用化学的原理和语言在分子水平上解释生命现象的 一门学科。
A hereditary disease（遗传性疾病） GAG GTG of DNA for -subunit of
hemoglobin, as a result Glu Val Sickle red blood cells is hard, sticky, they clog
the flow and break apart. This can cause pain, damage and a low blood count, or anemia.
.
生物化学在药物研究方面的应用实例
3'-Azido-2', 3'-Dideoxythymidine (AZT)
胸腺嘧啶
3’-叠氮-2’,3’-二脱氧胸腺嘧啶
the first drug approved in USA for the treatment of HIV infections. It acts as an inhibitor of viral reverse transcriptase in making DNA from the viral RNA
三、生物化学与其他学科的关系
化学
生物化学 现代生物学
相互渗透 相互促进 共同发展
(1) 生命科学中的化学问题是化学的重要研究内容 之一
第一章 生物化学绪论
第一节、生物化学发展简史
生物化学是在近代化学和生理学的基础上逐渐发展 起来的，故最初称为“生理化学”。直到 1903年才由 德国科学家C.A. Neuberg 提出“Biochemistry” 而成 为一门独立的学科。 纵观生物化学的发展史，可大致分为三个阶段，即 叙述生物化学、动态生物化学和分子生物学阶段。
第三节 生物化学与药学的关系
由生物化学、分子生物学、微生物学相结合而快速发展起
来的现代生物技术已有可能生产人体内几乎所有痕量、稀有 的多肽和蛋白质， 这些技术包括基因工程、酶工程、细胞工 程和发酵工程。生物技术制药从1982年重组人胰岛素上市至 今新批准用于治疗的生物技术药物已超百种，我国亦有包括 胰岛素、白细胞介素、干扰素、促红细胞生成素、粒细胞集 落刺激因子、胸苷激酶基因工程细胞制剂，乙肝疫苗共20多 种生物技术药物批准上市。 因此生物化学基本理论、方法和技术是药学专业学生 必备的理论知识和实践技能。
第一节、生物化学发展简史
20世纪70年代Berg成功地进行了DNA 体外重组， 标志现代基因工程的诞生。20世纪80年代后，分子 生物学和基因工程得以飞速发展，推动了医药工业 和农业的发展。20世纪末启动人类基因组计划，经 近10年努力，终于在2001年2月由人类基因组计划 和Cerela共同公布了人类基因组草图。这是人类认 识生命本质的又一重大突破。将为人类的健康和疾 病的研究带来根本性的变革。
第二节
生物化学研究的主要内容
二、物质代谢、能量代谢及代谢调节
组成生物体的物质不断地进行着复杂而有规律的化学 变化，即新陈代谢。新陈代谢是生命的基本特征之一。生 物经新陈代谢不断与外界环境进行物质交换，以维持生物 体的繁殖、生长、发育、修补和自我更新。 物质代谢 新陈代谢 能量代谢
生物化学
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。
生物化学第一章绪论
引言概述：生物化学是研究生物体内化学结构、组织和生命活动的科学，它承接了有机化学、生物学和物理学等多个学科的基础知识，并运用这些知识来解析生物体内的复杂化学反应。
本文将围绕生物化学第一章的绪论部分展开叙述，重点介绍生命的起源、生物大分子、生命的能量转化、生物膜和细胞器等方面的内容。
正文内容：一、生命的起源1.生命的化学基础：讲述有机分子在地球早期的环境下的合成过程，以及如何形成简单有机分子的实验模拟研究。
2.生命的起源理论：介绍了地球早期环境和过渡环境中生命起源的几种理论，如原生生命体说、RNA世界假说等，并对比分析它们的优缺点。
3.生命的进化：阐述了生命的起源与进化之间的关系，以及自然选择和基因突变在生命进化中的作用。
二、生物大分子1.蛋白质：描述蛋白质的组成、结构和功能，包括氨基酸的基本性质和反应、蛋白质的一级、二级、三级和四级结构以及蛋白质的功能多样性。
2.核酸：介绍DNA和RNA的结构和功能，包括核苷酸的组成、碱基配对的规则、DNA的双螺旋结构和复制等重要过程。
3.多糖：讲述多糖的种类和结构，包括淀粉、糖原和纤维素等，以及它们在生物体内的生理功能和代谢途径。
三、生命的能量转化1.糖代谢：详细阐述糖的有氧和无氧代谢途径，包括糖解、糖酵解、异源糖母嗣和糖异生等过程，以及这些过程的调控机制。
2.脂肪代谢：解析脂肪在生物体内的合成和降解途径，包括脂肪酸的合成、三酰甘油的降解和胆固醇的合成等重要过程。
3.氨基酸代谢：探讨氨基酸的合成和降解途径，以及转氨酶和脱氨酶在这些过程中的作用。
四、生物膜1.生物膜的结构：介绍生物膜的组成和结构，包括磷脂双分子层的构成、蛋白质和其他分子在生物膜中的分布以及生物膜的流动性等特点。
2.生物膜的功能：阐述生物膜在细胞内外界物质交换、信号传导和细胞间相互作用等方面的重要功能，并介绍生物膜的选择性通透性。
3.膜蛋白：探讨膜蛋白的结构和功能，包括通道蛋白、离子泵和受体蛋白，以及它们在维持细胞内外环境平衡和信号转导中的作用。
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生物化学不仅是一门对生命科学有着指导性的基础
理论学科，也是一门对国民经济有着重要意义之一的应用
学科，主要表现在以下几个方面：
（1）生物化学在工业上的应用
生物化学是食品发酵工业理论基础。
例如：食品工业制酱、酿酒、制醋；纺织工业上棉布浆化； 制革业上的毛皮毛脱脂；
（2）生物化学在农业上应用
生物化学也是农业的基础课。农作物的代谢都离不开生物 化学，以及农作物病虫防治等等。
Biochemistry 或 Biological Chemistry
现译为“生物化学”，简称“生化”。 实用文档
2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪
初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德
国，由德国而传到美国和英国。在20世纪
后，再由上述国家流传于其他各国。大约
生物化学
BIOCHEMISTRY
主讲：生物与制药工程学院 申 宁 实用文档
第一章 绪 论
生命与生物化学
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一 、生命的定义
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
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地球充满着生物，从最简单的病毒到菌 藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类， 千姿百态。不同的生物，其形态、生理 特征和对环境的适应能力各不相同，都 经历着生长、发育、衰老、死亡的变化， 都具有繁殖后代的能力。
真核细胞中含有被核膜包着的核
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真核细胞的结构
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植物细胞的结构
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原核生物：地球上数量最多、分 布最广。代谢系多样性能适应各种 环境。 真核生物：一般为原核细胞的上千 倍～上万倍，有核，其构造与机能 均比原核生物复杂。
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三、生命的起源与进化
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化学进化：从小分子形成生物大 分子；
次用比色定量测定血糖。30年代，中国大部分留
学生从国外回来，在生物化学领域作出了新的贡
献。例如：从英国剑桥回国的王应眯、曹天钦、
邹承鲁等，现在中国科学院上海生化研究所，他
们与其他学者合作于1965年，用化学方法成功地
合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。
1981年又协作合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。
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20世纪：
（6）1926年，萨姻纳（Sumney）制成第一种 酶的结晶：脲酶。
（7）1937年，克雷布斯（A.Krebs）提出著名的 三羧酸循环。
（8）1950年，Waybuyg提出ATP是代谢能产生 和利用的关键化含物。并提出呼吸链和氧化磷酸化 理论。
（9）1953年，桑格（Sangey）提出胰岛素分子 由51个氨基酸组成。同时，Watson和Crick提出 了DNA双螺旋结构模型；Crick又提出三联体密码。
（3）生物化学在医用卫生工业上的应用
生物化学是医学的重要基础课。在临床上要测定许多生化 指标，如血糖测定、 肝功化验、尿蛋白沉淀等等都离不 开生化。
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十、参考书
北大 生物化学 第三版 （2002） 王镜岩主编 川大 生物化学（2001） 张洪渊主编
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四、生物体的化学组成
❖ 自然界 所有的 生命物 体都由 三类物 质组成 水、无 机离子 和生物 分子
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生物分子
❖ 生物分子的主要类型： 糖、脂、核酸和蛋白质
❖ 生物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。
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结构单元
蛋白质－氨基酸 高分子 核酸 －核苷酸（碱基、核糖）
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4、生物化学发展的现状。
生物化学在蛋白质、核酸、酶和代谢等
方面己有理论方面的成就，而理论必然导致
应用。生物化学在80年代己展开了生物工程
或称为生物技术方面的崭新领域。生物工程
主要包括遗传工程（基因工程）、蛋白质工 程、酶工程，发酵工程、细胞工程等。生物 工程的远景，包括应用于人类健康，动物疾 病防治和预防，污水和废物处理以及生物电 子学等等，生物工程对人类社会会有很高的 效益和广阔前景。
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八、 生物化学与其他学科的关系
生物化学是当代自然科学领域中发展最 迅速的一门边缘科学。由于它吸取了化 学、物理学和生理学等有关学科的新成 就和新技术，使它成为生命科学中非常 重要的基础理论学科。它与其它学科之 间是相互渗透，密切联系。
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九、 生物化学在工农业、畜牧业、 医药卫生方面的重要意义
在两世纪中的时间中，经过很多物化学学科。
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3、生物化学发展重要记事。 19世纪： （1）1842年德国化学家李比希（Liebig）提出
“代谢metabolize”一词，他指出：代谢是生命机 体物质建设和破坏的化学过程。 （3）1849年，法国微生物学家巴斯德（Pasteur） 提出酵母中有“酵素”即现代所说的 “酶”。 （4）1876年，Wilhelm Kuhne（屈内）给酵素 定名为“酶（Enzyme）。 （2）1877年，德国化学家霍佩------赛勒 （Hoppe—Seyler）第一次提出“生物化学”一 词。 （5）1894年，费歇尔（Fischey）首先提出酶的 专一性及酶作用的“锁钥学说”。 由于费歇尔是使生物化学成为独立学科的最有功 劳的人物，因此被人们誉之为“生物化学之父”。
多糖 -单糖 脂质 －非高分子
(但常形成多聚体)
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构成蛋白质的结构单元分子
20种基本氨基 酸
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构成核酸的结构单元分子
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构成糖的结构单元分子
单糖
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构成脂的结构单元分子
甘 油、 脂 肪 酸 和 胆 碱
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五、生物化学研究的范畴
动 物
生物学
植 物
学
学
微生物学
生
化学
5. 细胞及生物生长、分化、增殖的机理。
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生物化学的基本内容包括：
静态生化：发现和阐明构成生 命物体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；
动态生化：生物分子在生物机 体中的相互作用及其变化规律。
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六、 生物化学发展简史
我国古代劳动人民对生物化学的贡献：
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细胞的分类
细胞分两大类：
原核细胞(Prokaryote cell) 真核细胞(Eukaryote cell)。
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1．原核细胞 原核细胞的结构
原核细胞
只有原始 的细胞核 （无核膜 和核仁）
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某
些
原 核
细
胞
的
形
状
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2．真核细胞
真核细胞是高等植物,动物及一些微生物的基 本组织单位。
（10）1961年，莫诺(Mond)提出原核细胞基因 的表达调控机制——乳酸操纵子学说。
（11）1970年，特明（Temin）发现了逆转录酶。 实用文档
3、我国近代学者的贡献。
解放前，我国学者对血液分析、血糖测定、
免疫等作了很大成就。 例如：我国生物化学的先
驱吴宪教授（留美），与美国的福林（Folin）首
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生物化学的定义?
生物化学是生物学（或 化学）的一个分支，是 生命的化学, 应用化学的理论和方法 来研究生命现象， 阐明生命现象的化学本 质的学科。
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二、细胞（CELL）——生命的基本单元
细胞是组成生物体的基本结构单元， 是生物体进行代谢、能量转换、遗传以
及其它生理活动的基本场所。
物 化
生物学
学
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生物化学研究范畴
1. 生物体中各物质的分子结构及其集合状态， 这种结构是如何形成的，其结构变化如何引起性 质变化。
2. 蛋白质的作用机制、激素、受体在传递信息 过程的特定作用及其机制。
3. 遗传情报是如何表达？如何传给下一代的？
4. 细胞及生物体中存在无数的生化学反应，它 们是如何保持各反应的调和性的？
我国古代劳动人民在长期的生产和生活中，积累了很多的知
识和经验，对我国古代生物化学的发展和起源做出了很大贡献。
主要有以下证据：
1、公元前15世纪，从出土文物的酒具、铜器来看，已能造酒， 《尚书》记载中己有用“曲”酿酒。
2、《周礼》记载有用“曲”制酱；
《黄帝内经》记载有食物搭配膳食；
《左传》中记载用“曲”来治肠胃病。
3、公元前4世纪
《庄子》中记载以碘治瘿病（甲状腺肿），用猪肝治夜盲症
（雀目）。
4、唐朝《食疗本草素问》提出饮食治疗的思想；明朝李时珍 《本草纲目》中记载了药用植物1800多种。
以上这些事实都是我国古代劳动人民对生物化学的发展做出
了一定的贡献。由于历代封建王朝，遵经崇儒，斥科学为异端，
所以近代生物化学的贡献主要欧洲各国。
自身组织：生物大分子发展自复 制能力；
生物进化：从简单生物形成复杂 的现代生物。
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各 种 动 物 的 胚 胎 与 发 育
鱼 飞鱼实用文档 鸡
人
各种生物从生物化 学的角度看，从细 胞到遗传物质几乎 相同—最基本的全 生物的本质是共通 的！这也表明全生 物可能由单一的共 通的祖先进化来的。
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七、近代学者对生物化学的贡献 及生物化学的诞生
1、生物化学的诞生
现代自然科学是从18世纪下半叶开
始发展，而生物化学是以18世纪随着化
学、物理学特别是生理学的发展而逐渐
形成一门学科。生物化学是一门年轻的
学科，它诞生于19世纪末，20世纪初，
即1903年，由德国的Neuberg 提出
“生理化学”这个名词，（英文为