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生物化学与分子生物学

生物化学是用化学的理论和方法研究生命现象的科学。
分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。
生物化学与分子生物学是同一个二级学科,在大学本科阶段可以作为两门课开设, 也可以作为一门课开设.
绪论
仪

(一)生物体的组成物质
复杂性
组成物质多;分子大;空间结构复杂。
规律性
元素→构件小分子→聚合物(生物大分子);
结构与功能相适应。
(二)物质和能量代谢
复杂性
多步化学反应构成代谢途径;
多条代谢途径相互交织成网;
物质代谢和能量代谢相互交织;
调节控制有条不紊。
规律性
反应类型不多;
反应机理符合有机化学理论;
调节控制与生物学功能相适应。
(三)信息分子的生物合成
复杂性
合成过程复杂;
调节控制复杂;
与生命现象的关系复杂。
规律性
遗传密码已经破译;基因表达的基本过程已经清楚;
生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰;
研究方法日新月异。

启蒙阶段
食品选择和加工;
医疗。
发展阶段
维生素、抗生素→医疗;
代谢→食品、医疗;
分子生物学→基因工程、蛋白质工程。
发展前景
生物制品;
转基因动植物;
基因芯片;
基因诊断;
基因治疗。

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现代化学起源于炼金术(alchemy)。换言之,炼金活动是化学的前史。“ chemistry”一词也来自alchemy, 而alchemy = al (the) + chem, 其中的chem来自中国的“金”的古汉语发音。炼金术在各个古代文明中都占重要位置, 并不是中国特有, 一般而言都是如何将铜, 铅, 锡变成金、银这样的贵金属的实用学问。在西方, 炼金术从公元前几百年开始到17世纪为止, 延续了2000年;在中国也生存了差不多同样长的时间。
中国的炼金术除了得到贵金属以外,还致力于研制长生不老之药“金丹”。因此, 中国的炼金术的化学成份比其他古代文明要浓。
中国的炼金术随丝绸之路传到了阿拉伯文化圈, 所以有了alchemy这个行业。
西腊文明在欧州历史上曾一度失传, 幸好阿拉伯人继承了其精华(7~14世纪), 11~13世纪十字军的侵略将散落在阿拉伯文化中的希腊文化又带回了欧洲, 也顺便将中国的炼金术带进入了西方文明。此后,西方的炼金术活动朝着独自的方向发展,特别是对酸, 碱, 盐等物质的化学性质有了相当的知识积累。
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 17世纪兴起的文艺复兴活动使alchemy真正向现代的chemistry过渡。当时的化学家, 要么是贵族, 要么是业余爱好。在与英国的Newton同时期的贵族Robert Boyle (1627-1691) 对气体和真空进行了研究, 写了“ The Sceptical Chymist (1661)”一书, 主张决别带有神秘色彩的炼金术, 而以理性思考的态度来研究化学。他发现了波以尔法则 PV=Const, 实际上就是现代物理化学的起点。1662英国设立了 Royal Society, 1666年 Paris Academia 分别设立, 为科学研究和交流提供了土壤。这是化学与炼金术决别的标志。
随后,空气中含有不同成分1764年CO2 (Black), 1766年H2 (Canvendish), 1772年O2 (Sheele), 1772年N2 (Ratherford) , 1774年Cl2 (Sheele), 相继被发现。1774年Lavoisier确立了物质不灭定理, 1777年确立了燃烧理论。此后的化学反应的定比例法则(Joseph Louis Proust, 1799) 及化学元素分析方法的发展, 为有机化学的出现奠定了基础。

简单的说, 有机化学就是H, C, N, O的化学。其发展是必然的, 因为人对生命物质的兴趣要比对非生命物质更浓。化学分析的手段发展后, 势必要用来研究有机的物质。通过有机化学研究知道的物质结构, 成为生物化学研究的起点。
有机化学的发展, 是从尿素的合成开始的。
1828年 Wohler (德) 从无机盐合成了尿素
1831年 Liebig (德) 有机物元素分析定量法的发明
1840年有机基团(group) 的概念的形成
1848年 Pasteur (法) 酒石酸的光学异构体的发
1858年 Kekule (德) C原子的四价理论
1865年 Kekule (德) Benzen环结构的发现
1869年元素周期表的确立
1874年 van‘t Hoff (荷) C4的正四面体结构
1884年 Fischer (德)