生物化学biochemistry研究动物、植物及微生物的化学组成、结构、功能及生命过程中化学变化的学科。以不同的生物为研究对象，生物化学可以分为动物生化、植物生化、细菌生化、病毒生化等。以生物的不同组织或功能为对象，生物化学可以分为细胞生化、肌肉生化、神经生化、免疫化学、生化遗传学、生物能力学等。由于研究的物质不同，生物化学可以分为蛋白质化学、核酸化学、酶化学、碳水化合物化学等若干分支学科。按照生物化学的应用范围，它又可以分为农业生化、医学生化、工业生化、营养生化等。
生物化学与生物科学、农业科学、医学关系密切，现已渗透到各门学科之中，如细胞生物学、发育生物学、神经生物学、生理学、病理学、免疫学、生物物理学等，甚至它已渗透到生态学和分类学之中，对深入理解生物的物质代谢、能量代谢和信息传递起着极其重要的作用。
简史 生物化学是随着化学和生理科学的发展而诞生的。早在1770年普利斯特利(J.H.Priestley) 研究植物照光时可以释放气体，从而发现元素氧和光合作用。1828年沃勒(F.Wohler) 首次在实验室中合成了尿素，过去认为只有生物才能合成它。1860年巴斯德(L.Pasteur)证明发酵作用是微生物引起的，随后布赫奈(E.Buchner)兄弟从酵母中提取出无细胞的制剂，也可以使糖进行发酵，证明在体外也可进行生物化学反应。生物化学研究的最初阶段是静态生物化学，主要研究生物体的化学组成，包括糖类、脂类及氨基酸的结构及化学性质。1926年萨姆纳(J.Sumner) 从刀豆中提取出脲酶，并首先得到结晶，证明酶是蛋白质。霍甫金斯(F.G.Hopkins)等通过食物分析及营养研究发现了维生素。20世纪30年代以后进入生物化学的动态研究阶段。经过克列布斯(H. A. Krebs) 等研究发酵及肌肉的生化中的代谢途径，确定了生物体内存在糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β氧化等代谢途径，从而使人们对生物如何获得能量取得初步认识。50年代以后生物化学的研究重点是生物大分子的结构与功能，于是产生了分子生物学。桑格(F.Sanger) 于1953年首先确定了胰岛素的氨基酸排列顺序，开创了研究蛋白质一级结构的纪元。肯德鲁(J.C. Kendrew)、皮鲁兹(M. F. Perutz)利用X-射线晶体学先后阐明了肌红蛋白的三维结构。沃森与克里克(J. D. Watsonand F. H. C.Crick)提出DNA的双螺旋模型并提出中心法则，为分子遗传学奠定了基础。1973年伯格(P.Berg)首次重组DNA成功，从而开创了基因工程。目前利用重组DNA技术已经人工生产出胰岛素、干扰素等用于治疗疾病，使得这些生物制品摆脱了从天然物中提取而采用生物技术进行大规模的生产。
中国现代生物化学起始于生物化学家吴宪，他在30年代研究了营养、免疫化学并提出了蛋白质变性的学说。1965年中国科学家首次人工合成了胰岛素，与天然胰岛素的结构和活性相同。1981年中国科学家又合成了具有生物活性的酵母丙氨酸转移核糖核酸。中国的生物化学在基础研究和应用方面取得了很大发展。
内容 生物细胞由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钠、钾、钙、镁、氯等元素以及一些微量元素如铁、铜、锌、锰、钴、碘、钼、氟、硒、硅、硼等组成。生物分子有大分子和小分子两类，生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖及结合态的脂类，小分子主要有糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸以及维生素、激素等，在有些生物中还存在各种抗菌素、毒素、生物碱、色素等。生物化学的主要内容就是研究生物分子的结构、功能及其化学变化。
生物大分子的结构和功能 生物大分子是构成细胞的重要化合物。核酸是遗传信息的携带者，它们决定生物的遗传性状。核酸是由核苷酸组成的大分子。核酸分为DNA及RNA两大类。DNA是细胞中染色质的重要成分。DNA具有双螺旋结构，现已发现细胞中绝大部分具有右手的B-DNA构象，还存在少量的左手的Z-DNA构象。在染色质中DNA以超螺旋结构与碱性蛋白质（组蛋白）结合成核小体，RNA包含信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)及核糖体核糖核酸(rRNA)，它们在蛋白质合成中分别担负模板、转移氨基酸及组成核糖体的重要任务。核糖体是蛋白质合成的场所。染色质DNA由许多基因组成，这些基因的表达，即蛋白质的合成，是受一些蛋白质调节控制的。利用DNA的切割、重组、克隆等技术乃产生了遗传工程的技术。蛋白质的功能多种多样，它们参与生物体的结构、运动、催化、运输、免疫、信息传递、代谢调节等功能。蛋白质由20种氨基酸按照一定顺序排列的大分子，并折叠成一定的空间结构。蛋白质可以分为一级结构、二级结构、超二级结构、结构域、三级结构及四级结构等六个层次。蛋白质分子经常处于运动之中，蛋白质分子内部运动是它们执行各种动能的基础，如酶的二级结构或结构域之间的相对运动可以完成酶的催化作用，多糖由各种单糖组成，是动物、植物及微生物的结构物质(纤维素、甲壳素等)及储藏物质(如淀粉、糖元)。生物大分子结构与功能的研究可以从分子水平阐明生命的本质。
酶化学研究 生物体内几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶有催化效率高和专一性强的特点，通过酶分子结构、反应动力学、抑制剂、化学修饰等研究，现在已有许多种酶与底物结合并发生反应的活性部位及作用机理得到了阐明。
生物膜及生物能力学 生物膜构成细胞的质膜及线粒体、叶绿体等细胞器的膜。生物膜是由双层磷脂与蛋白质组成的复杂结构，其中蛋白质多为糖蛋白，具有细胞识别作用。各种膜蛋白镶嵌在双层磷脂膜的内面和表面，膜脂是流动的，因此一般公认生物膜为流动镶嵌模型。生物膜与能量转换、物质及信息的运输、神经传导等有密切关系。生物的能量来源主要是通过线粒体的氧化磷酸化作用及叶绿体的光合磷酸化作用而产生腺苷三磷酸(ATP)。这些过程都是在生物膜上进行的。细胞中许多小分子的运输也是靠生物膜上的质子泵完成的。
新陈代谢及其调节 生物不断地进行新陈代谢，从周围环境中摄取物质，并使之转化为构成机体的有机物质。绿色植物通过光合作用将CO2和水同化成碳水化合物。新陈代谢由许多中间代谢过程组成，如碳水化合物、脂肪和蛋白质通过各自不同的中间途径(如糖酵解、三羧酸循环等)分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，这些小分子又通过糖酵解，三羧酸循环等途径氧化成水和CO2。物质代谢伴随着能量代谢过程。生物通过生物氧化作用将释放出的化学能以ATP形式储存起来。ATP是生物体中能量流通的通货，它可以供肌肉收缩、细胞运动、各种生物合成所利用，有时并可以转变成光能、电能和热能。由于生物化学大量研究的积累，目前已绘制出各种物质的详细的代谢途径图，可供参考。生物中新陈代谢是在调节控制下进行的。生物可以通过❶诱导物或阻遏物控制酶的合成；
❷通过激素作用激活蛋白激酶而控制糖代谢的调节；
❸通过效应物对异构酶的作用，调节酶的活性，在代谢途径中通常终点产物对途径中的第一个酶起反馈抑制作用。代谢的调节可使生物大大节约物质和能量。
生物的进化 地球上数百万种形形色色的动物、植物和微生物是由共同的祖先经过45亿年的进化形成的。近年来生物化学从分子水平上充分证明生物是由低级向高级进化的，如各种生物的细胞色素C、组蛋白及血红蛋白具有相似的一级结构和空间结构。高等生物中的蛋白质或酶在结构与功能上比低等生物更为合理，生物化学对研究作物起源及家养动物的起源也是一个有力的工具。
研究方法 生物化学的发展是与生化技术的不断改进分不开的。同位素示踪技术的应用使代谢途径的研究日臻完善。各种层析和电泳技术、超速离心技术对蛋白质与核酸的纯化和一级结构的测定起着重要作用，X-射线晶体学是研究蛋白质及核酸空间结构的重要手段。各种波谱学技术如核磁共振、图二色光谱、激光喇曼光谱、荧光光谱、紫外光谱、红外光谱等，对了解生物分子的性质和溶液构象提供重要信息。有机化学对多肽及多核苷酸的人工合成做出重要贡献。目前许多生物化学的分析测定已实现自动化，如氨基酸的自动分析，氨基酸顺序的自动分析，DNA顺序的自动分析，多肽的自动合成，多核苷酸的自动合成等。微型计算机已广泛应用于生物化学。许多国家已建立了蛋白质及核酸的数据库。利用微机软件可以从DNA的碱基顺序翻译成蛋白质的氨基酸顺序，可以检索限制性内切酶在DNA分子上的切割位点，使得复杂的程序变得简单易行，利用计算机控制各种生化仪器更日益普遍。
应用 生物化学的发展对农业、医学和工业都作出了重要贡献。在农业生化方面，现已产生了不少新学科，如作物生化、家畜生化、鱼类生化、昆虫生化、茶叶生化、植物病理生化、土壤生化等。随着生物化学的发展，农畜产品品质分析的水平日益提高，食品加工技术日益改进，作物、果树、蔬菜、家畜、家禽、鱼类的育种已更多地借助于生化技术，水生生物的繁殖普遍使用激素，昆虫激素的研究也已应用于实际，病理的生化研究对鉴定动植物的病因提供了可靠手段，兽医诊断也增加了生物化学分析的内容。
近年来生物技术的发展，在农业现代化方面展现了光明的前景，利用遗传工程技术已成功地将豆科植植种子的储藏蛋白基因转移到烟草等植物中，利用DNA重组技术使动物生长激素、口蹄疫苗可以进行发酵生产。目前各国科学家正利用基因工程技术培育各种作物和家畜的品质优良、抗病、抗旱、抗寒的新品种，将对农业生产作出重大贡献。酶工程是利用酶化学的新技术，是改良农产品加工技术的有力工具。农畜产品中存在许多种有用的酶类如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等，是丰富人类食品的重要酶制剂，开发利用的前途很广，80年代兴起的蛋白质工程是第二代基因工程，它将DNA重组技术与寡聚核苷酸定位诱变及蛋白质分子图形等新技术结合起来，可以定向改造编码蛋白质的基因，以增加酶蛋白的活性和稳定性，不但能在医学及食品工业方面发挥威力，而且今后将会在生物固氮、光合作用研究中发挥作用，例如植物叶绿体中的二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶的基因如用定位诱变改造成功，将会使作物产量大幅度增加，这些问题的突破将会使农业生产的面貌大为改观。 生物化学biochemistry以化学的理论和方法，研究生物体内大分子物质的结构、性质、功能和它们在生命活动中的代谢（包括能量代谢）及其调控的规律，从而阐明各种生命现象的化学本质的学科。是19世纪末随着医药学、发酵工业的发展而逐渐形成的一门实验性科学。20世纪30年代以来，由于实验技术不断发展，由此产生了分子生物学等新领域。根据研究的对象不同，分为普通、动物、植物、微生物和医用、食品、农业等生物化学，甚至有昆虫、茶叶等更专一的生物化学。与生理学、遗传学、细胞学、生态学等生物基础学科关系密切。生物化学是医、药、农和酿造、食品等以及生物高技术工程的主要基础和手段。在农业上，不仅光合作用、生物固氮、代谢调控和遗传工程等方面的研究会直接对农业产生深远的影响，而且为养殖、栽培、育种以及病虫害防治等农业生产措施提供科学的依据。 生物化学 生物化学shengwuhuaxue涉及生物体系及其化合物的化学的科学。生物化学是由有机化学和生理学中分出的独立的边缘学科，其研究范围大体有以下几个方面：(1)各种生物分子特别是生物大分子多糖、脂类、核酸、蛋白质等的结构与功能及二者的关系；(2)生物分子的代谢途径、代谢中的能量变化及代谢的调节；(3)遗传信息的传递及其控制。根据研究对象和目的不同，可把生物化学分为人体生物化学、动物生物化学、植物生物化学、微生物生物化学、工业生物化学、农业生物化学、普通生物化学等。生物化学广泛地渗透到许多学科之中，可以认为是一切生命科学的基础。 ☚ 单克隆抗体 生物物理学 ☛ 生物化学biochemistry系用化学的理论和方法研究生命现象的一门基础医学学科。生物化学研究生物体的物质组成及各种组成成分的结构、性质及功能；研究生物体的物质代谢、能量代谢及物质代谢的调节控制；研究生物体物质组成、代谢、功能与生命现象间的关系等。生物化学从有机化学及生理学发展而来，且生物化学的理论方法已用于组织学、生物学、微生物学、免疫学、寄生虫学、遗传学、药理学、病理解剖学等学科的研究。因此，生物化学在医、药、卫生各学科中得以广泛应用。 生物化学
生物化学又称“生命的化学”。运用化学的原理、方法(也采用物理的、生物的方法)研究生物机体(病毒、微生物、动物、植物及人体等)的化学组成和生命过程中的化学变化规律的科学。 生物化学应用化学的理论和方法，研究并阐明生物的化学组成及其化学活动的一门学科。是基础医学的分支学科。 生物化学 生物化学是研究生物体内的物质及其在生命过程中的变化的科学。“生物化学”一词在1900年才出现，但300多年前就有人试图用化学理论来解释生物学现象。19世纪，生物化学随结构有机化学和物理化学的方法和理论来解决生理学问题。活力论者认为，生物体中物质的变化不遵从适用于非生命物质的化学和物理学定律，而且生物体中形成的天然产物决不能用普通的化学方法来合成。尿素的合成粉碎了这种观点。接着科学家又证明酵素就是酶，从而将细胞的生命过程跟无生命的酶系统联系起来；后又证明酶均为蛋白质；发现核黄素是酶的辅基；搞清了维生素预防脚气病、坏血病的机制等等，直到1951年沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构，这都是生物化学的研究成果。近年来生物化学方面重大突出成就是：蛋白质的首次化学合成，某些酶中原子排列的确定和代谢调节机制的阐明等。生物化学的研究范围又大大扩展，包括活质的化学组成、血液、代谢、激素、营养、消化、基因、进化及生命起源等。生物化学也需作定量研究，如用分光光度计进行特殊的显色反应，用气量法以测定呼吸熵等。为了更全面地了解生命的化学过程，揭示化学结构与生物功能的关系，除活体研究及体外培养组织切片外，必要时可破坏一些细胞结构，分离出各种细胞成分。所以新的方法和仪器得到了迅速发展和广泛应用。其中最重要的有离心、电泳、色谱法和同位素示踪法等等。应用生物化学主要包括临床生物化学和食品生物化学及药物生物化学等。 ☚ 激光化学 地球化学 ☛ 生物化学 生物化学医著。山东医学院李缵文教授主编，1958年人民卫生出版社出版，1964年再版。全书共14章，主要介绍蛋白质，碳水化合物、脂类、核酸及酶、维生素、激素等物质的生化代谢。供全国高等医学院校教学使用。 ☚ 生作梅 丘经历 ☛ 生物化学／物质代谢／物质代谢的调控／氨基酸／氨基酸的一般代谢／一碳单位／甘氨酸及其代谢／丝氨酸及其代谢／苏氨酸及其代谢／组氨酸及其代谢／丙氨酸及其代谢／缬氨酸及其代谢／亮氨酸及其代谢／异亮氨酸及其代谢／半胱氨酸及其代谢／蛋氨酸及其代谢／苯丙氨酸及其代谢／酪氨酸及其代谢／色氨酸及其代谢／精氨酸及其代谢／赖氨酸及其代谢／脯氨酸及其代谢／天门冬氨酸及其代谢／天门冬氨酰胺及其代谢／谷氨酸及其代谢／谷氨酰胺及其代谢／蛋白质／结合蛋白质／蛋白质的一级结构／蛋白质的空间结构／纤维状蛋白质／球状蛋白质／肽键／副键／蛋白质的变性／蛋白质的消化／蛋白质的分离／蛋白质生物合成／核酸／嘧啶碱和嘌呤碱／核苷／核苷酸／信使核糖核酸(mRNA)／核蛋白体核糖核酸(rRNA)／转运核糖核酸(tRNA)／脱氧核糖核酸(DNA)／核苷酸的合成代谢／核苷酸的分解代谢／脱氧核糖核酸(DNA)的合成／核糖核酸(RNA)的合成／反转录酶／遗传密码／操纵子／嘌呤核苷酸循环／糖类／单糖／生物体内的单糖及衍生单糖／寡糖／多糖／糖蛋白／糖的分解代谢／糖酵解／糖有氧氧化／磷酸戊糖途径／2，3二磷酸甘油酸支路／糖醛酸途径／乙醛酸循环／糖原合成与分解／葡萄糖异生作用／血糖／脂类／脂肪酸／甘油脂／磷脂／糖脂／血脂／胆汁酸／脂类分离及检测原则／生物膜中的脂类／固醇／磷糖脂／维生素／维生素A／维生素D／维生素E／维生素K／维生素B／维生素B／烟酸与烟酰胺／维生素B／泛酸／生物素／叶酸／维生素B／维生素C／激素／激素作用机理／甲状腺激素／胰岛素／胰高糖素／甲状旁腺素／降钙素／肾上腺髓质激素／肾上腺皮质激素／雄性激素／雌性激素／胎盘激素／垂体激素／下丘脑激素／胃肠道激素／前列腺素／肾脏激素／胸腺激素／松果体激素／化学反应，活化能，能阈／催化剂和催化作用／酶／全酶／酶作用的特异性／酶作用物复体／酶作用机理／酶反应动力学／酶活性的调节／限速酶／同功酶／固相酶／多酶系统／酶生成的诱导与阻遏／酶在细胞内的分布／酶与疾病的关系／脱氢酶／氧化酶／细胞色素／呼吸链／过氧化物酶／过氧化氢酶／加氧酶／超氧物歧化酶／线粒体内膜三联体／化学渗透学说／解偶联剂／高能磷酸化合物／微粒体氧化／氧化磷酸化／尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸／尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸／黄素单核苷酸／黄素腺嘌呤二核苷酸／辅酶Q／铁硫蛋白／生物转化／腐败／吸收与转运／神经组织的化学组成／脑的物质代谢／神经递质／肌肉组织／肌管系统／肌原纤维／肌肉蛋白质／肌肉收缩与松弛机理／肌肉收缩的能量来源／肌红蛋白／肌酸、磷酸肌酸和肌酸磷酸激酶／肌肽、鹅肌肽、肉毒碱／心肌／平滑肌／结缔组织／结缔组织的纤维／胶原纤维／弹力纤维／血液／血浆蛋白质／血液凝固／抗凝物质／纤维蛋白溶解／免疫球蛋白／补体／血红蛋白／血红蛋白与气体运输／血红素的分解——胆红素代谢／血液有形成分代谢／血液pH／铁代谢／无机盐／钠／钾／氯／微量元素／氟／碘／锌／铜／骨胳／牙齿／钙／磷／层析法／电泳法／分光光度法／电化学分析法／气体分析／离心法／盐析法 ☚ 助听器 生物化学 ☛
生物化学 生物化学生物化学即生命的化学。 它用化学的原理及方法探讨生命的秘密， 是一门化学、 生物学与物理学之间的边缘学科， 所以也常采用生物学的、微生物学的及物理学的方法及技术。 随着科学的发展， 生命的奥秘还必须从分子水平上去探讨； 生物化学就是在分子水平上探究生命秘密的学科。
生物体有多种， 所以生物化学也有多种。
本卷主要指作为医学基础的那种生物化学。
生物化学的发展简史 生物化学是一门较年轻的学科。 在欧洲约在160年前开始， 逐渐发展， 一直到1903年才引进“生物化学”这个名词而成为一门独立的学科，但在我国， 其发展可追溯到远古。 我国古代劳动人民在饮食、营养、医、药等方面都有不少创造和发明。 生物化学的发展可分为： 叙述生物化学、动态生物化学及机能生物化学三个阶段。
叙述生物化学阶段 (1)饮食方面： 公元前21世纪，我国人民已能造酒。 相传夏人仪狄作酒， 禹饮而甘之。作酒必用曲， 故称曲为酒母， 又叫做酶， 与媒通， 是促进谷物中主要成分的淀粉转化为酒的媒介物。 现在我国生物化学工作者将促进生物体内化学反应的媒介物 （即生物催化剂）统称为酶。 从《周礼》的记载来推测， 公元前12世纪以前， 已能制饴， 饴即今之麦芽糖， 是大麦芽中的淀粉酶水解谷物中淀粉的产物。 《周礼》称饴为五味之一。 不但如此， 在这同时， 还能将酒发酵成醋 。 醋亦为五味之一。 《周礼》上已有五味的描述。 可见我国在上古时期， 已使用生物体内一类很重要的有生物学活性的物质——酶， 为饮食制作及加工的一种工具。 这显然是酶学的萌芽时期。
(2)营养方面： 《黄帝内经·素问》的“藏气法时论”篇记载有“五谷为养，五畜为益，五果为助，五菜为充”，将食物分为四大类， 并以“养”， “益”， “助”， “充”， 表明在营养上的价值。 这在近代营养学中， 也是配制完全膳食的一个好原则。 谷类含淀粉较多， 蛋白质亦不少， 宜为人类主食， 是生长、发育以及养生所需食物中之最主要者； 动物食品含蛋白质， 质优且丰富， 但含脂肪较多，不宜过多食用， 可用以增进谷类主食的营养价值而有益于健康， 果品及蔬菜中无机盐类及维生素较为丰富， 且富于粗纤维， 有利食物消化及废物的排出； 如果膳食能得到果品的辅助， 蔬菜的充实， 营养上显然是一个无可争辩的完全膳食。 膳食疗法早在周秦时代即已开始应用， 到唐代已有专书出现。 孟诜(公元7世纪)著 《食疗本草》及昝殷(约公元8世纪)著《食医必鉴》等二书， 是我国最早的膳食疗法书籍。 宋朝的《圣济总录》 (公元前12世纪)是阐明食治的。 元朝忽思慧(公元14世纪) 针对不同疾患， 提出应用的食物及其烹调方法， 并编写成《饮膳正要》。 由此可看出我国古代医务工作者应用营养方面的原理， 试图治疗疾患的一些端倪。
(3) 医药方面： 我国古代医学对某些营养缺乏病的治疗， 也有所认识， 如地方性甲状腺肿古称“瘿病”， 主要是饮食中缺碘所致， 可用含碘丰富的海带、 海藻、 紫菜等海产品防治。 公元4世纪， 葛洪著《肘后百一方》中载有用海藻酒治疗瘿病的方法。 唐·王焘(公元8世纪)的《外台秘要》中载有疗瘿方36种， 其中27种为含碘植物。而在欧洲直到公元1170年才有用海藻及海绵的灰分治疗此病者。 脚气病是缺乏维生素B1的病。 孙思邈(公元581～682年)早有详细研究， 认为是一种食米区的疾病， 分为“肿”、 “不肿”及“脚气入心”三种， 可用含有维生素B1的车前子、 防风、 杏仁、 大豆、 槟榔等治疗。 酿酒用的曲及中药中的神曲（可生用）均含维生素B1较丰富， 且具有水解糖类的酶， 可用以补充维生素B1的不足， 亦常用以治疗胃肠疾患。 夜盲症古称“雀目”， 是一种缺乏维生素A的病症。 孙思邈首先用含维生素A较丰富的猪肝治疗。 我国最早的眼科专著《龙木论》记载用苍术、地肤子、细辛、 决明子等治疗雀目。 这些药物都是含有维生素A原的植物。
我国研究药物最早者据传为神农。 神农后世又称炎帝， 是始作方书， 以疗民疾者。 《越绝书》上有神农尝百草的记载。 自此以后， 我国人民开始用天然产品治疗疾病， 如用羊靥（包括甲状腺的头部肌肉）治甲状腺肿， 紫河车（胎盘）作强壮剂， 蟾酥（蟾蜍皮肤疣的分泌物）治创伤， 羚羊角治中风， 鸡内金止遗尿及消食健胃等。 而最值得一提的是秋石。 秋石是从男性尿中沉淀出的物质，用以治病者。 其制取确实是最早从尿中分离类固醇激素的方法， 其原理颇与近代所有者相同。近代的方法为Windaus等在本世纪30年代所创， 而我国的方法则出自11世纪沈括（号存中）著的 《沈存中良方》 中， 现仍可在《苏沈良方》中寻着。 其详细制法， 在《本草纲目》上亦有记载， 可概括为用皂角汁将类固醇激素，主要为睾酮，从男性尿中沉淀出来， 反复熬煎制成结晶， 名为秋石。 皂角汁中含有皂角苷， 是常用以提炼固醇类物质的试剂。这样看来， 人类利用动物产品， 调节生理功能， 治疗疾病是从10世纪开始， 实为内分泌学的萌芽。
明代李时珍(公元1522～1596年)撰著《本草纲目》， 凡52卷， 共载药物1800余种， 其中除植物药物外， 尚载鱼类63种， 兽类123种， 昆虫百余种， 鸟类77种及介类45种。 书中还详述人体的代谢物、 分泌物及排泄物等， 如人中黄（即粪）、 淋石（即尿）、 乳汁、 月水、 血液及精液等。 这一巨著不但集药物之大成， 对生物化学的发展也不无贡献。
这样看来， 中国古代在生物化学的发展上， 是有一定贡献的。 但是由于历代封建王朝的尊经崇儒， 斥科学为异端，所以近代生物化学的发展，欧洲就处于领先地位。18世纪中叶， Scheele研究生物体 （植物及动物）各种组织的化学组成， 一般认为这是奠定现代生物化学基础的工作。 随后， Lavoisier于1785年证明， 在呼吸过程中，吸进的氧气被消耗， 呼出二氧化碳， 同时放出热能， 这意味着呼吸过程包含有氧化作用， 这是生物氧化及能代谢研究的开端。 接着， Beaumont (1833年)及Bernard(1877年) 在消化上， Pasteur (1822～1895年) 在发酵上， 以及Liebig (1803～1873年) 在生物物质的定量分析上， 都作出显著的贡献。 1828年Wohler在实验室里将氰酸铵转变成尿素，氰酸铵是一种普通的无机化合物， 而尿素是哺乳动物尿中含氮物质代谢的一种主要产物。 人工合成尿素的成功， 不但为有机化学扫清了障碍， 也为生物化学发展开辟了广阔的道路。 自此直到20世纪初叶， 对生物体内的物质， 如脂类、 糖类及氨基酸的研究， 核质及核酸的发现， 多肽的合成等， 而更有意义的则是在1897年Buchner制备的无细胞酵母提取液，在催化糖类发酵上获得成功， 开辟了发酵过程在化学上的研究道路， 奠定了酶学的基础。 9年之后， Harden与Young又发现发酵辅酶的存在， 使酶学的发展更向前推进一步。
以上包括我国古代及欧洲的发明创造、 研究发现， 均可算是生物化学的萌芽时期， 虽然也有生物体内的一些化学过程的发现和研究， 但总的说来， 还是以分析和研究组成生物体的成分及生物体的分泌物和排泄物为主，所以这一时期可以看作叙述生物化学阶段。
动态生物化学阶段 从20世纪开始， 生物化学进入了一个蓬蓬勃勃的发展时期。 在营养方面， 研究了人体对蛋白质的需要及需要量， 并发现了必需氨基酸、必需脂肪酸、 多种维生素及一些不可或缺的微量元素等。 在内分泌方面， 发现了各种激素。 许多维生素及激素不但被提纯， 而且还被合成。 在酶学方面Sumner于1926年分离出尿酶， 并成功地将其做成结晶。 接着， 胃蛋白酶及胰蛋白酶也相继做成结晶。 这样， 酶的蛋白质性质就得到了肯定， 对其性质及功能才能有详尽的了解， 使体内新陈代谢的研究易于推进。 在这一时期， 我国生物化学家吴宪等在血液分析方面创立了血滤液的制备及血糖的测定等方法，至今还为人们所采用； 在蛋白质的研究中，提出了蛋白质变性学说； 在免疫化学上， 首先使用定量分析方法， 研究抗原抗体反应的机制； 在营养方面， 比较荤膳与素膳的营养价值， 并发现动物的消化道可因膳食中营养素价值的不同及丰富与否而发生一定的改变；食素膳者与食荤膳者相比， 胃稍大而肠较长。 自此以后， 生物化学工作者逐渐具备了一些先进手段， 如放射性核素示踪法， 能够深入探讨各种物质在生物体内的化学变化， 故对各种物质代谢途径及其中心环节的三羧酸循环， 已有了一定的了解。 第二次世界大战后， 特别从50年代开始， 生物化学的进展突飞猛进； 对体内各种主要物质的代谢途径均已基本搞清楚。 所以， 这个时期可以看作动态生物化学阶段。
机能生物化学阶段 近20多年来， 除早已在研究代谢途径时所使用的放射性核素示踪法之外， 还建立了许多先进技术及方法。 例如， 在分离和鉴定各种化合物时，有各种各样敏感而特异的电泳法及层析法， 还有特别适用于分离生物大分子的超速离心法； 在测定物质的化学组成时， 可使用自动分析仪， 如氨基酸自动分析仪等；甚至在测定氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序时， 也有可供使用的自动顺序分析仪。 还有不少近代的物理方法和仪器(如红外、 紫外、 X射线等各种仪器), 用以测定生物分子的性质和结构。 在知道生物分子的结构之后，就有可能了解其功能， 还有可能用人工方法合成。 1965年我国的生物化学工作者和有机化学工作者首先人工合成了有生物学活性的胰岛素， 开阔了人工合成生物分子的途径。 除此之外， 生物化学家也常常采用人工培养的细胞及繁殖迅速的细菌， 作为研究材料， 并用现代的先进手段， 不但把糖类、脂类及蛋白质的分解代谢途径弄得更清楚， 而且还将糖类、 脂类、 蛋白质、 核酸、 胆固醇、 某些固醇类激素、 血红素等的生物合成基本上已搞明白； 不但测出了某些有生物学活性的重要蛋白质的结构(包括一、 二、 三及四级结构), 尤其是一些酶的活性部位， 而且还测出了一些脱氧核糖核酸(DNA)及核糖核酸(RNA)的结构， 从而确定了它们在蛋白质生物合成及遗传中的作用。 体内构成各种器官及组织的组成成分都有其特殊的功能， 而功能则来源于各种组成的分子结构； 有特殊机能的器官和组织， 无疑是由具有特殊结构的生物分子所构成。 探索结构与功能之间的关系正是现时期的任务。 所以， 可以认为生物化学已进入机能生物化学阶段。
生物化学的重要内容 (1) 物质组成及生物分子： 生物体是由一定的物质成分按严格的规律和方式组织而成的。 人体约含水55～67%, 蛋白质15～18%, 脂类10～15%，无机盐3～4%及糖类1～2%等。 从这个分析来看，人体的组成除水及无机盐之外， 主要就是蛋白质、脂类及糖类三类有机物质。 其实， 除此三大类之外， 还有核酸及多种有生物学活性的小分子化合物， 如维生素、 激素、 氨基酸及其衍生物、 肽、 核苷酸等。 若从分子种类来看， 那就更复杂了。 以蛋白质为例， 人体内的蛋白质分子， 据估计不下100 000种。 这些蛋白质分子中， 极少与其它生物体内的相同。 每一类生物都各有其一套特有的蛋白质； 它们都是些大而复杂的分子。 其它大而复杂的分子， 还有核酸、糖类、脂类等； 它们的分子种类虽然不如蛋白质多， 但也是相当可观的。 这些大而复杂的分子称为“生物分子”。 生物体不仅由各种生物分子组成， 也由各种各样有生物学活性的小分子所组成， 足见生物体在组成上的多样性和复杂性。
大而复杂的生物分子在体内也可降解到非常简单的程度。 当生物分子被水解时， 即可发现构成它们的基本单位， 如蛋白质中的氨基酸， 核酸中的核苷酸， 脂类中脂肪酸及糖类中的单糖等。 这些小而简单的分子可以看作生物分子的构件， 或称作“构件分子”。 它们的种类为数不多， 在每一种生物体内基本上都是一样的。 实际上，生物体内的生物分子仅仅是由不多几种构件分子借共价键连接而成的。 由于组成一个生物分子的构件分子的数目多， 它的分子就大； 因为构件分子不只一种， 而且其排列顺序又可以是各种各样， 由此而形成的生物分子的结构， 当然就复杂。 不仅如此， 某些生物分子在不同情况下， 还会具有不同的立体结构。 生物分子的种类是非常多的。 自然界约一百五十余万种生物体中， 据估计总共约有1010～1012种蛋白质及1010种核酸； 它们都是由一些构件分子所组成。 构件分子在生物体内的新陈代谢中， 按一定的组织规律， 互相连接， 依次逐步形成生物分子、亚细胞结构、 细胞及组织或器官， 最后在神经及体液的沟通和联系下， 形成一个有生命的整体。
(2) 物质代谢： 生物体内有许多化学反应， 按一定规律， 继续不断地进行着。 如果其中一个反应进行过多或过少， 都将表现为异常，甚至疾病。 一旦这些反应停止，生命即告终结。
生物体内参加各种化学反应的分子和离子， 不仅有生物分子， 而更多和更主要的还是小的分子及离子。 有人认为， 没有小分子及离子的参加， 不能移动或移动不便的生物分子便不能产生各种生命攸关的生物化学反应。没有二磷酸腺苷(ADP)及三磷酸腺苷(ATP)这样的小分子作为能量接受、 储备、 转运及供应的媒介， 则体内分解代谢放出的能， 将会散发为热而被浪费掉， 以致一切生理活动及合成代谢无法进行。 再者，如果没有Mg2+、Mn2+、 Ca2+、 K+等离子的存在， 体内许多化学反应也不会发生。 凭借各种化学反应， 生物体才能将环境中的物质（营养素）及能量加以转变、 吸收和利用。 营养素进入体内后， 总是与体内原有的混合起来， 参加化学反应。 在合成反应中， 作为原料， 使体内的各种结构能够生长、 发育、修补、 替换及繁殖。 在分解反应中， 主要作为能源物质， 经生物氧化作用， 放出能量， 供生命活动的需要， 同时产生废物， 经由各排泄途径排出体外，交回环境。 这就是生物体与其外环境的物质交换过程，一般称为物质代谢或新陈代谢。 据估计一个人在其一生中(按60岁计算), 通过物质代谢与其体外环境交换的物质约相当于60 000kg水， 10 000kg糖类， 1 600kg蛋白及1000kg脂类。
(3) 物质代谢的调节控制： 物质代谢的调节控制是生物体维持生命的一个重要方面。 物质代谢中绝大部分化学反应是在细胞内由酶促成， 而且具有高度自动调节控制能力。 这是生物的重要特点之一。 一个小小的活细胞内， 几近两千种酶， 在同一时间内， 催化各种不同代谢中各自特有的化学反应。 这些化学反应互不妨碍， 互不干扰， 各自有条不紊地以惊人的速度进行着， 而且还互相配合。 结果， 不论是合成代谢还是分解代谢， 总是同时进行到恰到好处。 以蛋白质为例， 用人工合成， 即使有众多高深造诣的化学家， 在设备完善的实验室里， 也需要数月以至数年， 或能合成一种蛋白质。 然而在一个活细胞里， 在37℃及近于中性的环境中， 一个蛋白质分子只需几秒钟， 即能合成， 而且有成百上千个不相同的蛋白质分子， 几乎象在同一个反应瓶中那样， 同时在进行合成， 而且合成的速度和量， 都正好合乎生物体的需要。 这表明， 生物体内的物质代谢必定有尽善尽美的安排和一个调节控制系统。 根据现有的知识， 酶的严格特异性、 多酶体系及酶分布的区域化等的存在， 可能是各种不同代谢能同时在一个细胞内有秩序地进行的一个解释。 在调节控制方面， 动物体内， 除神经体液发挥着重要作用之外， 作用物的供应及输送、产物的需要及反馈抑制， 基因对酶的合成的调控， 酶活性受酶结构的改变及辅助因子的丰富与缺乏的影响等因素， 亦不可忽视。
(4) 结构与功能： 组成生物体的每一部分都具有其特殊的生理功能。 从生物化学的角度， 则必须深入探讨细胞、亚细胞结构及生物分子的功能。 功能来自结构。 欲知细胞的功能， 必先了解其亚细胞结构； 同理， 要知道一种亚细胞结构的功能，也必先弄清构成它的生物分子。关于生物分子的结构与其功能有密切关系的知识， 已略有所知。 例如， 细胞内许多有生物催化剂作用的蛋白质——酶， 它们的催化活性与其分子的活性中心的结构有着密切关系， 同时， 其特异性与其作用物的结构密切相关； 而一种变构酶的活性， 在某种情况下， 还与其所催化的代谢途径的终末产物的结构有关。 又如， 胞核中脱氧核糖核酸的结构与其在遗传中的作用息息相关； 简而言之， DNA中核苷酸排列顺序的不同， 表现为遗传中的不同信息， 实际是不同的基因。 生物化学近年来在这方面的发展极为迅速， 有人将这部分内容叫作分子生物学。
在生物化学中， 有关结构与功能关系的研究， 才仅仅开始； 尚待大力研究的问题很多， 其中重大的， 有亚细胞结构中生物分子间的结合， 同类细胞的相互识别、 细胞的接触抑制、 细胞间的粘合、 抗原性、 抗原与抗体的作用、 激素、 神经介质及药物等的受体等。
(5) 繁殖与遗传； 生物体有别于无生物的另一突出特点是具有繁殖能力及遗传特性。 一切生物体都能自身复制； 复制品与原样几无差别， 且能代代相传， 这就是生物体的遗传特性。 遗传的特点是忠实性和稳定性。 三十多年前， 对遗传的了解， 还不够深入。 基因还只是一个神秘莫测的术语。 近年来， 随着生物化学的发展， 已经证实， 基因只不过是DNA分子中核苷酸残基的种种排列顺序而已。 现在DNA分子的结构已不难测得，遗传信息也可以知晓， 传递遗传信息过程中的各种核糖核酸也已基本弄清， 不但能在分子水平上研究遗传， 而且还有可能改变遗传， 从而派生出遗传工程学。 如果能将所需要的基因提出或合成， 再将其转移到适当的生物体内去， 以改变遗传、控制遗传， 这不但能解除人们一些疾患， 而且还可以改良动、 植物的品种， 甚至还可能使一些生物， 尤其是微生物， 更好为人类服务， 可以预见在不远的将来， 这一发展将为人类的幸福作出巨大的贡献。
生物化学与其它学科的关系 生物化学是一门边缘学科， 研究的是生命的化学， 所以与其它有关的生物学科必然有或多或少的关系。 生物学科总是互相为用，互相渗透的。 生物体不只一种， 因此生物化学有研究动物（包括昆虫）方面的， 也有研究植物方面的， 还有研究微生物方面的。 它们之间有差异、 也有共同之处。 生物化学在医药、卫生、农业及工业等方面都有应用， 是一门基础医学学科， 也是一门基础农学学科， 而在工业上，如食品加工、酿造、制药、生物制剂制备、 以及制革等上， 都有应用。
生物化学是从有机化学及生理学发展起来的； 一直到现在， 它与有机化学及生理学之间， 仍然关系密切。 了解生物分子的结构及性质， 并将其合成， 乃是有机化学和生物化学的共同课题， 在分子水平上弄清生理功能，显然是生理学和生物化学的一个共同目的。 从现在的趋向来看， 生理学是在更多地采用生物化学的方法， 使用生物化学的指标， 以解释许多生理现象。
微生物学及免疫学， 在研究病原微生物的代谢、 病毒的化学本质， 以及防治措施等， 无不应用生物化学的知识和技术。 就免疫学而言， 不论是体液免疫， 还是细胞免疫， 都必须在分子水平上， 才能阐明机理问题。 近来一些生物化学家常以微生物， 尤其是细菌为研究材料；这样， 一方面可验证在动物体内得到的结果， 另一方面由于细菌繁殖生长极其迅速， 为在分子水平上研究遗传， 提供有利条件； 于是应运而生出生化遗传学， 又称分子遗传学，进而又派生出遗传工程学。 由此不难看出，生物化学与微生物学、免疫学及遗传学之间的关系是何等密切。
生物物理学是从生物化学发展起来的，主要应用物理学的理论和方法来研究生物体内各种生物分子的性质和结构， 能量的转变， 以及生物体内发生的一些过程， 如生物发电及发光。 生物物理学与生物化学总是相辅相成的。 随着量子化学的发展， 生物体内化学反应的机理，特别是酶促反应的机理， 将来必定要应用生物分子内及作用物分子内电子结构的改变来加以说明。
近代药理学往往以酶的活性、 激素的作用及代谢的途径等为其发展的依据， 于是出现了生化药理学及分子药理学等。 病理生理学也注重运用生物化学的原理及方法来研究生理功能的失调及代谢途径的紊乱。 甚至， 组织学、 病理解剖学及寄生虫学等学科， 也开始应用生物化学的知识和方法， 以探讨和解决它们的问题。 这些学科的名称之前， 现在多冠以“分子”字样， 就是这方面的一个明证。
生物化学称为医学学科的基础， 在医药卫生的各学科中广泛应用， 是理所当然的。 事实也是如此。 临床医学及卫生保健， 在分子水平上， 探讨病因， 作出论断， 寻求防治， 增进健康， 莫不运用生物化学的知识和技术。镰状细胞性贫血已被证明是血红蛋白β链N末端第六位上的谷氨酸为缬氨酸所取代的结果。 关于许多疾病的防治方面， 免疫化学无疑是医务工作者所熟知的一种重要的预防、 治疗及诊断手段。 肿瘤的治疗， 不论是放射疗法， 抑或是化学疗法， 都是使肿瘤细胞中重要的生物分子， 如DNA、 RNA、蛋白质等分子， 改变或破坏其结构， 或抑制其生物合成。 放射疗法主要是对DNA起作用。 而抗肿瘤药物， 如抗代谢物、 烷化剂、有丝分裂抑制剂及抗生素等， 有的在DNA生物合成中起作用，有的在RNA生物合成中起作用， 还有的在蛋白质生物合成中起作用， 当然不能除外有的药物能抑制不只一种生物合成过程。 只要这三种生物分子中任何一种的生物合成有阻碍， 都会使肿瘤细胞遭到不同程度的打击， 其最致命的要算是破坏DNA的生物合成了。 至于用生物化学的方法及指标作为诊断的手段， 最为人们所熟知的莫若肝炎诊断中的血液谷丙转氨酶了。 总之，生物化学在临床医学及卫生保健上的应用的例子是很多的。 ☚ 生物化学 物质代谢 ☛ 生物化学biochemistry |