第一节　生物化学发展简史

生物化学的研究始于18世纪，至20世纪初成为一门独立的学科而迅速发展，20世纪50年代，分子生物学发展突飞猛进，使生物化学学科内涵更加丰富，成为生命科学领域重要的前沿学科。

生物化学的早期阶段主要描述生物体的化学组成，因此称为叙述生物化学阶段。有机化学的研究成果奠定了生物化学早期研究的基础，重要发现是生物体的气体交换作用和对一些有机化合物（如甘油、柠檬酸、苹果酸、乳酸和尿酸等）的揭示；19世纪主要发现了核酸，分离血红蛋白并制成结晶，提纯了麦芽糖酶，发现了细胞色素，证实多肽链由相邻氨基酸的肽键连接形成，并用化学方法合成简单的多肽；从酵母发酵液中提取了可溶性催化剂，奠定了酶学研究的基础，制备脲酶结晶证明酶是蛋白质。这些研究成果使生物学朝着化学研究方向发展，并逐步成为延续至今的生物化学。

20世纪30年代是生物化学的发展阶段，主要是阐明生化营养学、生物体的分子组成、物质代谢与能量代谢、代谢途径及代谢调节，因此也称为动态生物化学阶段。这阶段详细描述了葡萄糖无氧酵解途径，揭示三羧酸循环机制，证实脂肪酸β-氧化，发现尿素循环，提出ATP循环学说，证明氧化磷酸化在线粒体进行。

50年代生物化学的发展进入分子生物学阶段，核酸和蛋白质成为研究的主要对象。这一时期的主要标志是1953年James D.Watson和Francis H.Crick的DNA双螺旋结构模型的建立，奠定了以生物大分子的结构、功能和调控为其主要研究对象的分子生物学（molecular biology）研究基础。人们提出了遗传信息传递DNA→RNA→ 蛋白质的中心法则，破译了遗传密码，进一步阐明遗传信息的贮存、传递和表达，为揭开生命奥秘奠定了基础。同年，Frederick Sanger发现蛋白质的α-螺旋二级结构形式，完成胰岛素一级结构的氨基酸全序列分析，从此开始了以核酸和蛋白质的结构与功能为研究焦点的分子生物学时代。

20世纪70年代出现的重组DNA技术（基因克隆技术）不仅使人们用微生物生产人类所需的蛋白质和改造生物物种成为可能，而且在此基础上，衍化出的转基因技术、基因剔除技术、基因芯片技术等更大的开阔了人们有关基因研究的视野。方兴未艾的基因诊断和基因治疗技术将给人类对疾病的认识与根治带来一场新的革命。

1990年开始的人类基因组计划（human genome project，HGP）已完成了对人类基因组的测序工作。这一工程的完成标志人类生命科学的发展进入了一个新的纪元，为人类破解生命之谜奠定了坚实的基础。人类基因组学（genomics）的成果带动了继之而来的后基因组计划的实施。蛋白质组学（proteomics）研究蛋白质的结构、功能、相互作用、不同生理发育时期以及疾病的特定时空的蛋白质表达谱等。这将在更加贴近生命本质的更深层次上更加深入地探讨与发现生命活动的规律，以及重要生理与病理现象的本质。转录组学（transcriptomics）研究特定状态下组织细胞mRNA的类型与数量。RNA组学（RNomics）研究各种非mRNA小RNA的种类、功能及其表达的时空关系。代谢组学（metabolomics）研究生物体在各种生理与病理条件下代谢谱的变化。糖组学（glycomics）研究各种聚糖的结构与功能。近20年来，许多从事生物化学与分子生物学的科学家们得到诺贝尔生理学或医学奖、化学奖，这足以说明生物化学学科在生命科学中的重要作用和地位。生物化学作为一门重要的基础医学主干学科，对生命的本质、生命的进化、遗传、变异、疾病的发病机制、疾病的预防、治疗、延缓衰老、新药的开发，以及整个生命科学产生了深远的影响。

我国劳动人民对生物化学的发展做出了重要的贡献。公元前23世纪已知酿酒，公元前2世纪《黄帝内经》记载了“五谷为养，五畜为益，五果为助，五菜为充”，公元5世纪记载维生素B1缺乏引起脚气病。我国古代对地方性甲状腺肿、维生素A缺乏症、糖尿病等均有详尽的描述。近代生物化学家吴宪首创了血滤液的制备和血糖测定法，提出了蛋白质变性学说。1965年我国科学家首先人工合成胰岛素，后来又合成酵母丙氨酰tRNA。2000年我国研究者出色地完成了人类基因组计划中1%的测序工作。2002年，我国生物化学工作者率先完成水稻基因组精细图，为水稻育种和防病奠定基因基础。