生物化學(xué)的應(yīng)用與介紹
生物化學(xué)的應(yīng)用與介紹
生物化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)的方法和理論研究生命物質(zhì)的必學(xué)學(xué)科。那么你對生物化學(xué)了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是生物化學(xué)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
生物化學(xué)的定義
生物的分支學(xué)科。它是研究生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及生命活動(dòng)過程中各種化學(xué)變化的基礎(chǔ)生命科學(xué)。
生物化學(xué)(Biochemistry)這一名詞的出現(xiàn)大約在19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，但它的起源可追溯得更遠(yuǎn)，其早期的歷史是生理學(xué)和化學(xué)的早期歷史的一部分。例如18世紀(jì)80年代，A.-L.拉瓦錫證明呼吸與燃燒一樣是氧化作用，幾乎同時(shí)科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)光合作用本質(zhì)上是植物呼吸的逆過程。又如1828年F.沃勒首次在實(shí)驗(yàn)室中合成了一種有機(jī)物──尿素，打破了有機(jī)物只能靠生物產(chǎn)生的觀點(diǎn)，給“生機(jī)論”以重大打擊。1860年L.巴斯德證明發(fā)酵是由微生物引起的，但他認(rèn)為必需有活的酵母才能引起發(fā)酵。1897年畢希納兄弟發(fā)現(xiàn)酵母的無細(xì)胞抽提液可進(jìn)行發(fā)酵，證明沒有活細(xì)胞也可進(jìn)發(fā)這樣復(fù)雜的生命活動(dòng)，終于推翻了“生機(jī)論”。
生物化學(xué)的物質(zhì)組成
生物體是由一定的物質(zhì)成分按嚴(yán)格的規(guī)律和方式組織而成的。人體約含水55-67%，蛋白質(zhì)15～18%，脂類 10～15%，無機(jī)鹽3～4% 及糖類1～2%等。從這個(gè)分析來看，人體的組成除水及無機(jī)鹽之外，主要就是蛋白質(zhì)、脂類及糖類三類有機(jī)物質(zhì)。其實(shí)，除此三大類之外，還有核酸及多種有生物學(xué)活性的小分子化合物，如維生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等。若從分子種類來看，那就更復(fù)雜了。以蛋白質(zhì)為例，人體內(nèi)的蛋白質(zhì)分子，據(jù)估計(jì)不下100000種。這些蛋白質(zhì)分子中，極少與其它生物體內(nèi)的相同。每一類生物都各有其一套特有的蛋白質(zhì),它們都是些大而復(fù)雜的分子。其它大而復(fù)雜的分子，還有核酸、糖類、脂類等;它們的分子種類雖然不如蛋白質(zhì)多，但也是相當(dāng)可觀的。這些大而復(fù)雜的分子稱為“生物分子”。生物體不僅由各種生物分子組成，也由各種各樣有生物學(xué)活性的小分子所組成，足見生物體在組成上的多樣性和復(fù)雜性。
大而復(fù)雜的生物分子在體內(nèi)也可降解到非常簡單的程度。當(dāng)生物分子被水解時(shí)，即可發(fā)現(xiàn)構(gòu)成它們的基本單位，如蛋白質(zhì)中的氨基酸，核酸中的核苷酸，脂類中脂肪酸及糖類中的單糖等。這些小而簡單的分子可以看作生物分子的構(gòu)件，或稱作“構(gòu)件分子”。它們的種類為數(shù)不多，在每一種生物體內(nèi)基本上都是一樣的。實(shí)際上，生物體內(nèi)的生物分子僅僅是由不多幾種構(gòu)件分子借共價(jià)鍵連接而成的。由于組成一個(gè)生物分子的構(gòu)件分子的數(shù)目多，它的分子就大;因?yàn)闃?gòu)件分子不只一種，而且其排列順序又可以是各種各樣，由此而形成的生物分子的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然就復(fù)雜。不僅如此，某些生物分子在不同情況下，還會(huì)具有不同的立體結(jié)構(gòu)。生物分子的種類是非常多的。自然界約一百三十余萬種生物體中，據(jù)估計(jì)總大約有 種蛋白質(zhì)及 種核酸;它們都是由一些構(gòu)件分子所組成。構(gòu)件分子在生物體內(nèi)的新陳代謝中，按一定的組織規(guī)律，互相連接，依次逐步形成生物分子、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞組織或器官，最后在神經(jīng)及體液的溝通和聯(lián)系下，形成一個(gè)有生命的整體。
生物化學(xué)的實(shí)際應(yīng)用
生物化學(xué)對其他各門生物學(xué)科的深刻影響首先反映在與其關(guān)系比較密切的細(xì)胞學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)等領(lǐng)域。通過對生物高分子結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行的深入研究，揭示了生物體物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、遺傳信息傳遞、光合作用、神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮、激素作用、免疫和細(xì)胞間通訊等許多奧秘，使人們對生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)躍進(jìn)到一個(gè)嶄新的階段。
生物學(xué)中一些看來與生物化學(xué)關(guān)系不大的學(xué)科，如分類學(xué)和生態(tài)學(xué)，甚至在探討人口控制、世界食品供應(yīng)、環(huán)境保護(hù)等社會(huì)性問題時(shí)都需要從生物化學(xué)的角度加以考慮和研究。
此外，生物化學(xué)作為生物學(xué)和物理學(xué)之間的橋梁，將生命世界中所提出的重大而復(fù)雜的問題展示在物理學(xué)面前，產(chǎn)生了生物物理學(xué)、量子生物化學(xué)等邊緣學(xué)科，從而豐富了物理學(xué)的研究內(nèi)容，促進(jìn)了物理學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展。
生物化學(xué)是在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、某些工業(yè)和國防部門的生產(chǎn)實(shí)踐的推動(dòng)下成長起來的，反過來，它又促進(jìn)了這些部門生產(chǎn)實(shí)踐的發(fā)展。
醫(yī)學(xué)生化
對一些常見病和嚴(yán)重危害人類健康的疾病的生化問題進(jìn)行研究，有助于進(jìn)行預(yù)防、診斷和治療。如血清中肌酸激酶同工酶的電泳圖譜用于診斷冠心病、轉(zhuǎn)氨酶用于肝病診斷、淀粉酶用于胰腺炎診斷等。在治療方面，磺胺藥物的發(fā)現(xiàn)開辟了利用抗代謝物作為化療藥物的新領(lǐng)域，如5-氟尿嘧啶用于治療腫瘤。青霉素的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了抗生素化療藥物的新時(shí)代，再加上各種疫苗的普遍應(yīng)用，使很多嚴(yán)重危害人類健康的傳染病得到控制或基本被消滅。生物化學(xué)的理論和方法與臨床實(shí)踐的結(jié)合，產(chǎn)生了醫(yī)學(xué)生化的許多領(lǐng)域，如：研究生理功能失調(diào)與代謝紊亂的病理生物化學(xué)，以酶的活性、激素的作用與代謝途徑為中心的生化藥理學(xué)，與器官移植和疫苗研制有關(guān)的免疫生化等。
農(nóng)業(yè)生化
農(nóng)林牧副漁各業(yè)都涉及大量的生化問題。如防治植物病蟲害使用的各種化學(xué)和生物殺蟲劑以及病原體的鑒定;篩選和培育農(nóng)作物良種所進(jìn)行的生化分析;家魚人工繁殖時(shí)使用的多肽激素;喂養(yǎng)家畜的發(fā)酵飼料等。隨著生化研究的進(jìn)一步發(fā)展，不僅可望采用基因工程的技術(shù)獲得新的動(dòng)、植物良種和實(shí)現(xiàn)糧食作物的固氮;而且有可能在掌握了光合作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，使整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌發(fā)生根本的改變。
工業(yè)生化
生物化學(xué)在發(fā)酵、食品、紡織、制藥、皮革等行業(yè)都顯示了威力。例如皮革的鞣制、脫毛，蠶絲的脫膠，棉布的漿紗都用酶法代替了老工藝。近代發(fā)酵工業(yè)、生物制品及制藥工業(yè)包括抗生素、有機(jī)溶劑、有機(jī)酸、氨基酸、酶制劑、激素、血液制品及疫苗等均創(chuàng)造了相當(dāng)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，特別是固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用更促進(jìn)了酶工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展。
70年代以來，生物工程受到很大重視。利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)貴重藥物進(jìn)展迅速，包括一些激素、干擾素和疫苗等?；蚬こ毯图?xì)胞融合技術(shù)用于改進(jìn)工業(yè)微生物菌株不僅能提高產(chǎn)量，還有可能創(chuàng)造新的抗菌素雜交品種。一些重要的工業(yè)用酶，如α-淀粉酶、纖維素酶、青霉素?；傅鹊幕蚩寺【殉晒?，正式投產(chǎn)后將會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
國防應(yīng)用
防生物戰(zhàn)、防化學(xué)戰(zhàn)和防原子戰(zhàn)中提出的課題很多與生物化學(xué)有關(guān)。如射線對于機(jī)體的損傷及其防護(hù);神經(jīng)性毒氣對膽堿酯酶的抑制及解毒等。
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