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。
（一）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，且属于粗纤维，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。盂诜（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，有用含碘丰富的海带、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”，是一种缺乏维主素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。神衣后世又称炎帝，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，其原理颇与近代有所相同。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）在消化基础上，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。
（二）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。
（三）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己搞明白；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。
中国生物化学的发展与展望 历史的回顾 生物化学是一门比较年轻的学科，在我国正处于发展阶段。它是在化学、生物学和生理学中孕育出生而成长起来的。生理学之父法国拉瓦锡(Lavaisier 1743-1794)在恐怖政权迫害之下，敢于冒天下之大不匙.首先提出了呼吸和新陈代谢的正确概念。这就给生理学和生物化学莫定了良好的基石.十九世纪德国化学家莱比锡(Liebig)在拉瓦锡学派影响下，开始注意动植物机体的化学组成成分。他Ai慕尼黑建立了第一个类似生物化学的有机化学实验室，许多国家的学者纷纷来到莱比踢的实}fL室学习因而形成了慕尼黑学派。学派中伏依提(Voit)提出了营养和能量代谢的重要性。这些冲国学者回到本国后都成为生物化学的创始人。当时这些学者和他们的学生的工作特卢、，是在理论的塞础上创立了许多生物化学技术和方法。际上著名的我国生物化学家即孙弗林的亲宇学生和同工者，他们在血液分析方法中作出了巨大贡敲.文献中以弗林一一吴(Fol inwu)法名之。 美国洛克菲勒研究所的万斯赖克(Vanslyke)在弗林的鼓舞下对血液气沐介析、氛毯陡分析等方法不出了很大贡献。万氏在二十年代曾来中国任北京协和医院生物化学系教授兼主任。1.123年吴宪教授自哈佛大学回国后即继承万氏职务。我国在廿年代尚无生物化学专业教学和杆研机构r仅少教医学院设有生物化学系。在30年代我国著名生物学家秉志教授主持之中国科学社生物研究所.由怅宗汉教授筹备成二了生理学研究室，由郑集教授筹备生物化学研究室.这个研究室可算是我国第一个生物飞学专业机构01937年日本军国主义入侵我国叶，中央大学医学院及生物研完室的两个生物化学实脸室均迁入成都华丙大学校园继续工作，齐晋大学同时亦迁入华大佼地，于是提供了学术合作的良好机会。这不(q 4-现在教学科研上，还体现在生物化学的学术活动上。例如由郑集倡导之“生物化学报告讨论会”和约同成都 生物化学及营养工作者组织之“成都生物化学会”，以及生物化学文献讨论会。这些学术活动对发展我la生物化学起了一定的良好作用。当时的“成都生物化学会”是我国第一个生417 St学专业的学术组织。1948牟郑集教授约同林国fl,,、万听等倡汉组织中国生物化学学会，并推万听、林国镐、李纷文、郑集、il f-树模、刘思职、兰天鹤等七人为筹备委员。当时正值解放战争即将全而胜刊，学会茧未正式成立但已有萌芽。郑集教授于1940年在中央天学医学院于成都布后街成立生物化学研完听‘这是我国生物化学发展史上第一个生物化学专业研完沂，先后培养硕士级研完生川余名、其中有国内冲知名之生物化学家、营养学家。1947年兰天鹤留美归国，随身带回友人赠之一批生物化学基本仪器，即在华丙大学成立生物化学研究听。这是在郑集教授影响下医学院内设立之第二个生物化学研究所。除上述两个研究所冲.中央研究院化学研究所还有一个小的生物化学研究室。英国在上海设立之雷士德研究所(Listerinstitute)在侯祥川教授主持下，对我国生物化学及营养学的发展作出了巨大贡献。解放前我国没有一本中文的生物化学教科书和实验教程。1938年郑集编写了“生物化学实p1手j}j，l (A Laboratory Manual of Biochemistry)正式在.成都华英书局出版。这是我国第一本自编的生物化学实验手册。 12
《生化危机》的起源 《生化危机》系列首款作品的故事发生在1998，但实际上，整个系列剧情的起源是从1960年4月开始，一个欧洲的世袭贵族家庭阿什福德的第五代继承人爱德华·阿什福德，与他的大学同学奥斯威尔·斯宾塞在非洲旅行的时候发现了一种当地人称为“太阳阶梯”的花朵，其花粉里含有一种能够破坏人体DNA的毒素。两人将这个病毒命名为始祖病毒。爱德华请教了他在大学时候的病毒学教授詹姆斯·马库斯，马库斯对始祖病毒的研究方向提供了非常多的意见。 斯宾塞是这三人中最具野心的一个，心狠手辣，在《生化危机》1代的洋馆建成后，诱骗洋馆的建筑师乔治的一家三口成为了首例残忍的人体试验品，之后又在始祖病毒的研究过程中先后害死了爱德华和马库斯，并创立了套着国际制药公司马甲的安布雷拉集团，实质是从事生化武器的研究。 斯宾塞的所作所为间接造就了威斯克、威廉.伯金和“代号：维罗尼卡”阿莉希亚兄妹这样的BOSS级人马，在日后影响着整个《生化危机》的剧情走向。 1988年，马库斯对T病毒的研究达到了一个新阶段“水蛭病毒”后，却被斯宾塞所害，最后跟水蛭病毒融合，进入了长达10年的休眠期。同年，威廉.伯金成功研制出强大的生体武器暴君，此后，威廉在1991年发现G病毒，并开始转向到对G病毒的研究。 1992年开始，安布雷拉开始逐渐掌控浣熊市，并把这里作为重点研究基地，买通了当地警察把囚犯送到实验室进行实验。警察局内的特殊战术与救援部队：special tactics a nd rescue servico，即ST ARS，也被安布雷拉所掌控。 1998年，结束十年休眠期的马库斯强化版苏醒，并展开了复仇计划，ST ARS部队被任命前往调查，自此，《生化危机》的故事正式展开。 《生化危机0》故事开始
生物技术的发展史 生物技术不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指70年代末80年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指：应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术，其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用微生物改良环境的技术。 当今世界各国综合国力的竞争，实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早在1986年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术的首位。第一次技术革命，工业革命，解放人的双手；第二次技术革命，信息技术，扩展人的大脑；第三次技术革命，生物技术，改造生命本身。现代生物技术之所以会被世界各国如此重视和关注，是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术；还因为它与理、工、医、农等科技的发展，与伦理、道德法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主要内容包括：基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质（酶）工程，此外还有基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物、生物冶金、生物信息等技术。直接相关联的学科：分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域：农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术。 现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱、DNA合成仪、DNA序列分析仪等。没有这些结合和渗透，生物技术的研究就不可能深入到分子水平，也就不会有今天的现代生物技术。 现代生物技术的主要内容：疾病治疗－－用于控制人类疾病的医药产品，包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断－－临床检测与诊断，食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺－－新的农作物或动物的基因改造、保存，肥料，杀虫剂：如生物农药、生物肥料等。食品－－扩大食品、饮料及营养素的来源：如单细胞蛋白等。环境－－废物处理、生物净化及新能源。化学品－－酶、DNA/RNA及特殊化学品、金属。设备－－由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物技术使用的设备等。 现代生物技术的发展：（1）提高农作物产量及其品质。培育抗逆的作物优良品系。 通过基因工程技术对生物进行基因转移，使生物体获得新的优良品性，称之为转基因技术。通过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。至1994年全世界批准进行田间试验的转基因植物已达1467例，涉及的作物种类包括马铃薯、油菜、烟草、玉米、水稻、番茄、甜菜、棉花、大豆等。转基因性能包括抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。例如我国首创的两系法水稻杂交优势利用，已先培育出了具实用价值的梗型光敏核不育系N5047S、7001S等新品系，一般增产达10%以上，高产可达40%。国家杂交水稻工程技术中心袁隆平教授，1997年试种其培育的“超级杂交稻”3.6亩，平均亩产达884kg。1998年总理特批基金1000万元，用于支持该项研究的深化与推广。我国学者还将苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白转入棉花，培育抗虫棉，对棉铃虫杀虫率高达80%以上。（2）植物种苗的工厂化生产；利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖，实现工业化生产。该项技术又称植物的微繁殖技术。植物细胞具有全能性，一个植物细胞有如一株潜在的植物。利用植物的这种特性，可以从植物的根、茎、叶、果、穗、胚珠、胚乳、官或组织取得一定量的细胞，在试管中培养这些细胞，使之生长成为所谓的愈伤组织；愈伤组织具有很强的繁殖能力，可在试管内大量繁殖。（3）提高粮食品质；生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外，还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。例如美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中，使用权向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。利用转基因技术培育番茄可延缓其成熟变软，从而避免
生化技术发展史 生化技术不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代 生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指 70 年代末 80 年代初发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程 为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指：应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种 商品的技术，其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用微 生物改良环境的技术。 当今世界各国综合国力的竞争，实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早 在 1986 年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技 术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术 和新材料技术等高技术的首位。第一次技术革命，工业革命，解放 人的双手；第二次技术革命，信息技术，扩展人的大脑；第三次技 术革命，生物技术，改造生命本身。现代生物技术之所以会被世界 各国如此重视和关注，是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺 问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术；还因为它与理、工、医、农等科技的发展，与伦理、道德法律等社会问题都有 着密切的关系，对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主 要内容包括：基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质（酶）工程，此外还有基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害 化合物、生物冶金、生物信息等技术。直接相关联的学科：分子生 物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、 医药学等。对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域：农 业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术。 现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部 都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技 术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效 液相色谱、DNA 合成仪、DNA 序列分析仪等。没有这些结合和渗透，生物技术的研究就不可能深入到分子水平，也就不会有今天的现代 生物技术。 现代生物技术的主要内容：疾病治疗：用于控制人类疾病的医 药产品，包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断： 临床检测与诊断，食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺，新
1. 生化分离技术的研究历史 1.1 凝胶过滤的发现历史 1.1.1 葡聚糖的发现 1.1.2 琼脂糖的发现 1.2. 电泳的发展历史 1.2.1 凝胶电泳 1.2.2 等电聚焦 1.2.3 毛细管电泳的诞生 1.3. 亲和色谱的发明 1.3.1 染料亲和色谱的发现 1.3.2 固定化金属离子亲和色谱 2. 发酵液预处理 2.1 预处理简介 2.2 发酵液杂质的去除 2.2.1 无机粒子的去除 2.2.2 可溶性蛋白质的去除 2.2.3 有色物质的去除 2.3 发酵液处理性能的改善 2.3.1 降低发酵液的黏度 2.3.2 调节pH值 2.4 絮凝技术 2.4.1 絮凝和凝聚的区别 2.4.2 细胞絮凝的种类 2.4.3 絮凝剂的分类 2.4.4 絮凝机理和动力学 2.4.5 絮凝的优化 2.4.6 絮凝设备 2.4.7 絮凝技术的应用 2.4.8 絮凝技术的新进展 3. 固液分离技术 3.1过滤 3.3.1 传统的过滤方法 3.3.2 膜过滤 3.2 离心 3.2.1 离心原理 3.2.2 离心方法 3.2.3 离心分离设备及其放大 4. 细胞破碎和分离提取技术 4.1 细胞破碎技术 4.1.1 细胞破碎方法及机理 4.1.2 机械方法破碎
4.1.3 细胞物理破碎方法 4.1.4 化学法破碎 4.1.5 生物法破碎 4.1.6 超临界细胞破碎技术 4.1.7 胞内产物的选择性释放 4.2 从发酵液直接分离产物 4.2.1 双水相分离技术 4.2.2 膨胀床分离技术 4.2.3 泡载分离技术 5 生物产品萃取技术 5.1 双水相萃取 5.1.1 双水相基本原理 5.1.2 影响分配平衡的因素 5.1.3 双水相萃取的应用 5.1.4 双水相萃取技术的新进展 5.2 反胶团萃取 5.2.1 反胶团萃取原理 5.2.2 反胶团体系分离，制备方法和影响因素 5.2.3 反胶团萃取的应用 5.2.4 反胶团萃取分离技术的新进展 5.2.5 反胶团萃取的设备研究 5.2.6 反胶团前景展望 5.3 凝胶萃取 5.3.1 凝胶萃取过程简介 5.3.2 凝胶萃取的热力学原理 5.3.3 凝胶萃取的凝胶 5.3.4 凝胶萃取的影响参数 5.3.5 凝胶萃取在分离中的应用 5.3.6 凝胶萃取的设备 5.4 固相微萃取 5.4.1 固相微萃取的原理 5.4.2 固相微萃取的操作 5.4.3 萃取过程的影响因素 5.4.4 固相萃取的应用 5.5 超临界萃取 5.5.1 超临界萃取的原理 5.5.2 超临界萃取的方式 5.5.3 影响SFE的因素 5.5.4 超临界萃取的特点 5.5.5 超临界萃取的应用 5.6 超声和微波萃取 5.6.1 超声波萃取 5.6.2 微波萃取
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。 （一）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，且属于粗纤维，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。盂诜（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，有用含碘丰富的海带、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”，是一种缺乏维主素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。神衣后世又称炎帝，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）
安徽科技学院·生命科学学院 孙玉军 生理生化教研室
绪论 目的与要求 让学生了解生物化学的发展简史，理解生物化学的含义、任务、主要内容及其在专业中的地位与作用，领会生物化学的学习方法，最重要的是要激发学生的学习兴趣，以利于后续课程的学习。 教学内容 1、生物化学的含义和主要研究内容。 2、生物化学的课程性质。 3、生物化学的发展史及其在各专业中的地位和作用。 4、生物化学在我国的发展史及其与各专业课之间的关系。 5、生物化学的学习方法。 重点内容 1、熟悉生物化学的含义、主要内容和生物化学发展史。 2、明确生物化学的地位和作用。 教学方法 课堂讲解。 一、生物化学的含义 生物化学是研究生物体（动物、植物、微生物）的化学组成、结构和功能，及其在生命活动中所进行的化学变化（即代谢反应）规律的一门科学，是生物学与化学相结合的基础学科。因此, 生物化学研究的对象不局限于哪种生物、哪类细胞、哪个器官或组织，而是以整个生物界所有生物细胞内所发生的各种化学事件，研究其生物化学特性，阐明这些事件的发生与消亡。它的研究对象具有普遍性和代表性。 二、生物化学的研究内容： (1)研究构成生物体的基本物质的化学组成、结构、理化性质、生物功能等，如 糖类化学、脂类化学、蛋白质化学、酶化学、核酸化学，这些内容称为静态生物化学。 (2)研究物质代谢的体内动态过程及在代谢过程中的能量转换及代谢调节规律， 如糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、核酸代谢及它们之间复杂的网络关系
等，这些内容称为动态生物化学。 (3)各种生物大分子的结构与其功能之间的关系——功能生物化学。 (4)DNA、RNA等遗传物质的复制与传递——生命的本质 三、生物化学的课程性质 从人类基因组测序完成，生命科学的发展已经进入后基因组时代，21世纪更是生物科学的世纪，它使人类活动和生活方式发生了深刻地变化，也给农业、轻工业、医药行业等带来了重大的革新。现代生物化学主要是在分子水平上研究生物体内各种物质分子的化学本质及其在生命活动过程中的化学变化规律。人类要了解各种生物的生长、生殖、生理、遗传、衰老、抗性、疾病、生命起源和演化等现象，都需要用生物化学的原理和方法进行探讨。因此，生物化学是各门生物学科的基础，特别是生理学、微生物学、遗传学、细胞学等传统学科的基础，在分子生物学、基因-蛋白质组学、生物信息学、结构生物学等新兴学科中占有特别重要的位置。 《生物化学》课程是我国高等农业院校生物学类和大多数非生物学类专业学生的学科基础课，是后继一系列重要课程（细胞学、蛋白质工程、基因工程等）的基础课，具有举足轻重的重要地位。 四、生物化学的地位和作用 1、生物化学在农业领域的地位与作用： （1）培育高产、优质、高抗性的作物品种 常规育种：授粉、杂交等需几代； 生化手段：利用生化的原理、方法，采用转基因技术，周期短。 光合作用和生物固氮。 （2）作物品种鉴定 常规：田间播种，观察植株形态，费时费力浪费土地资源。 生化：根据每个品种的种子有自己特定的电泳谱带直接鉴定。 （3）抗逆性鉴定 田间：逆境条件下观察形态变化。 实验室：观察细胞膜的脂质流动性和不饱和脂肪酸含量。 （4）提高农产品的附加值：
兰州科技职业学院 课程名称：生物化学授课教师：李妮 No: __4___
第一章绪论 生物化学：研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学，称为生物化学。 分子生物学:通常将生物大分子的结构、功能及其代谢调控等的研究，称为分子生物学。 从广义的角度可将分子生物学视为生物化学的重要组成部分。 一、生物化学发展简史 生物化学是既古老又年轻的一门学科。在我国可追溯到公元前21世纪，而欧洲约为200年前。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。 (一)古代生物化学的发展 1. 公元前21世纪我国人民已能用曲(麯 )造酒，称曲为酒母，即酶。 2. 公元前12世纪前，我们的祖先已能利用豆、谷、麦等为原料，制成酱、饴和醋，饴是 淀粉酶催化淀粉水解的产物，这足已表明是酶学的萌芽时期。 3. 汉代淮南王刘安制作豆腐，说明当时在提取豆类蛋白质方面已经应用了近代生物化学及胶体化学的方法。 4. 公元7世纪孙思邈用猪肝治疗雀目的记载，实际上是用富含维生素A的猪肝治疗夜盲症。 5. 北宋沈括记载的“秋石阴炼法”，实际上就是采用皂角汁沉淀等方法从尿中提取性激素制剂。 6. 明末宋应星记载的用石灰澄清法将甘蔗制糖的工艺，被近代公认为最经济的方法。 (二)近代生物化学的发展 1. 18世纪下半叶，德国药师K.Scheele首次从动植物材料中，分离出乳酸、柠檬酸、酒 石酸、苹果酸、尿酸和甘油等。 2.法国化学家https://www.doczj.com/doc/393049198.html,voisier的实验证明，有机体的呼吸和蜡烛的燃烧同样都是碳氢化合 物的氧化。在氧化过程中，氧被消耗而水和二氧化碳被生成，同时放出热能。这一发现被 视为生物氧化研究的开端。 3. 1868年瑞士青年医生F.Miescher发现了核素，后来定名为核酸，为后续的研究作出了 重要贡献。 (三)现代生物化学的发展 1. 20世纪初期德国化学家E. Fischer在发现缬氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸之后，又用化 学方法合成了18个氨基酸的多肽。 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，并在 蛋白质的研究中，提出了蛋白质变性的学说。 在营养学方面，发现了必需氨基酸、必需脂肪酸及多种维生素；在内分泌学方面，发现了 多种激素；在酶学方面，酶结晶获得成功。 在物质代谢方面，确定了主要代谢途径，包括糖代谢及三羧酸循环、脂肪酸β氧化、尿素合成等。
现代生物化学始于18、19世纪： 1828年，德国化学家弗里德里希·维勒从无机化合物氰化铵合成有机化合物尿素 1833年，法国化学家安塞姆·佩恩发现第一个酶——淀粉酶 1869年，瑞典生物学家弗雷德里希·米歇尔发现遗传物质——核素 1877年，霍佩-赛勒首次提出名词Biochemie，即英语中的Biochemistry 20世纪生物化学快速发展： 1902年，英国生理学家欧内斯特. 斯塔林首次提出“hormone”来表示激素 1912年，英国科学家霍普金斯发现食物辅助因子——维生素 1926年，德国科学家奥图·瓦伯格发现呼吸作用关键酶——细胞色素氧化酶 1926年，美国科学家J.B.萨姆纳(美国)首次分离提纯了脲酶 1902年，英国生理学家欧内斯特. 斯塔林首次提出“hormone”来表示激素 1912年，英国科学家霍普金斯发现食物辅助因子——维生素 1926年，德国科学家奥图·瓦伯格发现呼吸作用关键酶——细胞色素氧化酶 1926年，美国科学家J.B.萨姆纳(美国)首次分离提纯了脲酶 1902年，英国生理学家欧内斯特. 斯塔林首次提出“hormone”来表示激素 1912年，英国科学家霍普金斯发现食物辅助因子——维生素 1926年，德国科学家奥图·瓦伯格发现呼吸作用关键酶——细胞色素氧化酶 1926年，美国科学家J.B.萨姆纳(美国)首次分离提纯了脲酶 1940年代，糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等重要生理生化途径被陆续阐明 20世纪50年代后生物化学标志性成就： 1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型 1958年，Crick提出“中心法则”；Sanger测定胰岛素分子结构 1960年代，Arber等发现限制性内切酶 1961年，Jacob和Monod提出“操纵子学说” 1966年，Nirenberg和Khorana破译遗传密码 1970年代，Termin和Baltimore发现反转录酶；Berg等成功进行了DNA体外重组；Coben 建立分子克隆体系 1980年，Sanger 确定DNA序列测定方法 1985年，Mulis建立聚合酶链式反应(PCR)技术 1995年，Fire和Mello阐明RNA干扰(RNAi)机制 1997年，第一只克隆羊诞生 2000年，人类基因组计划完成 我国科学家对生物化学的贡献 1930年代，吴宪教授首次提出蛋白变性理论、血液生化 1965年，中科院生化所与有机化学所人工合成有功能的蛋白质－－牛胰岛素 1973年，X-射线分析出猪胰岛素空间结构 1983年，酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成( tRNAAla ) 2002年，水稻基因组
生物化学的发展史 [大] [中] [小] 发布人：圣才学习网发布日期：2008-01-25 14:18 共1564人浏览 大约在19世纪末，德国化学家李比希（J.Liebig）初创了生理化学，在他的著作中首次提出了“新陈代谢”这个词。以后德国的霍佩赛勒（E.F.Hoppe-seyler）将生理化学建成一门独立的学科，并于1877年提出“Biochemie”一词，译成英语为“Biochemistry”，即生物化学。生物化学的发展大体可分为三个阶段： 一、静态生物化学阶段 大约从19世纪末到20世纪30年代，主要是静态的描述性阶段。发现了生物体主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成,并对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。 1、1929年，德国化学家Fischer Hans发现了血红素是血红蛋白的一部分，但不属于氨基酸，进一步确定了分子中的每一个院子，获1930年诺贝尔化学奖。得很多糖和氨基酸的结构，确定了糖的构型，并指出蛋白质是通过肽键连接的。 2、通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素，并阐明了它们的结构。1911年，Funk 结晶出治疗“脚气病”的复合维生素B，提出“Vitamine”，意即生命胺。后来由于相继发现的许多维生素并非胺类，又将“Vitamine”改为“Vitamin”。与此同时，人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质--激素。它和维生素不同，不依赖外界供给，而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都是在这一时期发现的。 3、1926年，Sumner从半刀豆中制得了脲酶结晶，并证明它的化学本质是蛋白质。此后四、五年间Nothrop等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶等，并指出它们都是蛋白质，确立了酶是蛋白质这一概念。 4、中国生物化学家吴宪（1893～1959）在1931年提出了蛋白质变性的概念。吴宪堪称中国生物化学的奠基人，他在血液分析、蛋白质变性、食物营养和免疫化学等四个领域都做出了重要贡献，并培养了许多生化学家。 虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。 早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体；多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，后来被发现与精胺、亚精胺等多胺有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。 二、动态生物化学阶段 第二阶段约在20世纪30～50年代，主要特点是研究生物体内物质的变化，即代谢途径，所以称动态生化阶段。在这一阶段，确定了糖酵解、三羧酸循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径，对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸(ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。主要研究成果有: 1、1932年,英国科学家Krebs在前人工作的基础上，用组织切片实验证明了尿素合成反应，提出了鸟氨酸循环。并进一步对生物体内被氧化的过程进行了研究，于1937年又提出了各种化学物质的中心环节--三羧酸循环的基本代谢途径。 2、1940年,德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。 3、1949年，E.Kennedy等证明F.Knoop提出的脂肪酸β-氧化过程是在线粒体中进行的，并
浅谈生物化学发展现状及措施 生物化学就是研究生物体的化学组成、物质结构和生命活动状态过程中发生的各种化学变化的基础生命学科，简单地来说就是研究生物体的化学变化。现如今，生物化工的应用已涉及到人民生活的方方面面。基于此，本文对生物化学发展和现状进行探析，同时总结了相应的建议措施建议，希望对生物化学的发展有益。 标签：生物化学；发展；建议 1 生物化学的发展历程 1.1 生物化学的研究现状 与其他学科相比，生物化学是一门出现时间较晚的基础学科，它出现在人们的视野里的时间非常短。虽然它的出现时间很短但是却创造出了很多价值对人们的生活非常有帮助。近些年来，经过生物化学科学家们的不懈努力，我国的生物化学已经取得了非常重要的研究成果，使人们能够更加清楚地知道生物大分子的分解代谢、生物的合成途径以及它们之间的相互关系。科学家们还合成了很多种具有生物化学活性蛋白质及基因。人们根据生物化学成功研制出来了克隆技术、人类基因组计划，这些都在不断地推动科技向前发展。 1.2 生物化学的发展历程 人类把生物化学史分为三个部分，从叙述生物化学到动态生物化学最后是机能生物化学，这三部分的生物化学代表生物化学史上的三个不同的阶段，生物化学是从18世纪开始被人们发现的。一开始，舍勒研究生物体的各种化学组成成分，然后发现了生物与化学之间的联系，这为人们之后研究生物化学奠定了基础。在接下来的时间里有各门类的科学家去研究生物化学，他们分别合成了尿素、多肽；发现了核酸；引进生物催化剂的概念；进而又发现了必需氨基酸、必需脂肪酸、各种维生素及生物生命活动不可缺少的微量元素；之后又確定了蛋白质和DNA在遗传中所起到的作用；到今天的基因工程和克隆。生物化学在最近的一百年里飞速发展，给我们的生活带来了翻天覆地的变化。 1.3 现阶段生物化学的研究热点 虽然生物化学出现的时间很短，但是已经取得了很大的进步，生物化学现阶段的研究虽然距离我们预计的目标很遥远，但是生物化学的发展空间是不可估计的。生物化学主要突出对生物大分子物质的合成、结构和功能，生物工程，生物膜结构，物质代谢调控的研究，并且已经取得了一些进步。通过研究生命大分子的物质组成我们知道生命的基本物质是核酸和蛋白质；通过研究生物膜结构，我们懂得了，膜结构是生物体的基本结构之一，细胞间进行物质交换和传递都需要膜结构；通过对生物工程的研究，人类揭开了生命的秘密。现阶段的研究已经取
2017年12 月 浅谈生物化学的发展与运用 常浩楷（河北省邢台市第一中学高三（1）班，河北邢台054000）指导老师：高彤宇 摘要：随着工业化的快速发展，人们在从事各项工作中无时不刻地获取巨大经济利益。而现如今，生物化学作为研究生命物质性质以及结构的技术学科在很大程度上影响并且方便着人们的生活，同时也在不断改善着人们所生存的环境。本文综述了生物化学的发展历程，并总结了其运用的热门方向。 关键词：生物化学;环境治理;酶工程;蛋白质工程 生物化学是由生物与化学相交织形成的一门交叉学科，它主要研究生命的物质组成及结构、生命过程中所进行的各项化学反应、以及由生命活动产生的生物大分子的结构与各项性质。随着人们对有关生物化学技术的研究的逐渐加深，它在制药、环境治理、农业等方面的重要影响越来越受到人们的重视。 1生物化学的发展进程 这一学科最早起源于19世纪末期。从最初的对于植物呼吸与光合作用，对于酵母菌的研究，再到后来的20世纪初期对于激素，维生素的发现。20世纪30至50年代科研人员们又对各项反应途径进行了探索，发现了如三羧酸循环的基本代谢途径；20世纪50年代后生物化学技术进入了现代生物化学的发展阶段，此阶段主要研究的是各种生物大分子的结构及其相互之间的联系。而这些理论的发展，离不开生物化学的进步。20世纪，生物化学技术飞速发展。20年代的微量分析技术 的发明使得科学家们发现了更多的生物分子；30年代电子显微镜的发明，又使得人们观察到生物分子的结构；40年代发现的层析、电泳技术成为了生物化学中物质分离中的关键技术；而后来的同位素示踪技术又在各项生命活动的进行过程的研究领域起到了关键作用；70年代科研人员们迎来了基因工程的重要突破；并在80到90年代进入了基因工程发展最为辉煌的时期。而如今生物化学技术已在众多的领域得到广泛的应用，并且成为了相当具有前景的一门学科。 2生物化学的应用 2.1环境治理 我们生活在一个规模极为庞大、关系极复杂又极易受到环境变化的干扰的动态生态系统中。随着社会及经济技术的极速推进，人们生活与工作的周边环境也在不断发生变化。生态环境中变化因素的不断增加给环境的保护工作带来了一定的难度，包括水污染、空气污染、噪声污染、城市周边土地沙化等诸多资源环境问题不断发生。 生物化学技术作为与生态环境紧密的一门学科及技术，对于环境的改善也发挥着巨大的积极作用。生物化学对环境的改造主要体现为：清除化学污染（具体为减少农药污染）、修复被生物或者化学药剂污染的土壤、净化污水以及减少白色 污染。 2.1.1减少农药污染 劳动人民多年前就已经熟练掌握利用化学试剂（农药）对庄稼以及植物进行除虫的技术。然而一部分农药会残留在土壤中，长时间无法降解，对土地环境造成危害。科研人员们利用生物化学技术，用微生物来降解土壤中的残留农药；并且广泛推广生物农药，保护土壤环境。 2.1.2修复土壤 导致土壤污染的途径有很多，其中最主要的为重金属污染。而对被重金属污染的土壤的修复也成为现今研究的热门话题。人们通过生物化学中的酶促反应技术，将土壤中的重金属的化学形态进行改善，在降解一部分毒性的同时将重金属进行固定，减少其在土壤中的移动性，最终再利用生物吸收技术减少其含量。由此改善并且修复被生物或者化学药剂污染的土壤，防止水土流失。 2.1.3净化污水 污水处理问题一直是环境保护领域的一个重大课题，如何对污水进行有效处理并实现循环利用，减少水资源的消耗一直是科研人员们研究的重点以及难点。利用生物化学技术中的微生物可以降解污水中的毒性，且微生物多是利用自身的活性来净化污水，不会造成水资源的二次污染。由此，通常利用固化酶技术对污水进行处理，以保证水质的健康、无害。 2.1.4减少白色污染 现代人们购物常会使用塑料的购物袋，且大多数商品的包装均为塑料制品。农用的地膜或者废弃的塑料很难自行降解，由此，白色污染成了现代环境污染的重要问题之一。残留于土壤中的塑料会降低土壤环境的营养成分，导致土地荒芜，给人们的生活带来巨大的麻烦。科学家们利用生物技术，用微生物合成效果极好的降解菌，有效减少白色污染。 2.2酶工程 工业化酶制剂的品质改良及新品种的开发是现代生物技术介入最多的一个领域，并已取得令人瞩目的成果。生物大分子之中，较为重要的就是酶。酶是由活细胞产生的一类蛋白质，其具有较高的催化性能。由于酶的催化具有高度的专一性，科研人员们利用这一性能可以定向合成所需的物质，并通过相关的生物化学技术开发特殊的酶来只催化特定的多糖进行水解，也可开发特殊的蛋白水解酶，这一点无疑在药物的全合成中具有重要作用。同时酶的催化也具有高效性，可大幅提高生产效率。 酶工程技术是一种利用细胞器或者细胞以及酶所具有的 (下转第95页) 92
生化的一小部分 氨基酸的记忆： 中性氨基酸：中性氨基酸：谷氨酰胺，天冬酰胺，酪氨酸，丝氨酸，色氨酸，苏氨酸，胱氨酸，蛋氨酸 记忆：(中)国(股东老实)好(色输)成穷(光蛋)。 酸性氨基酸：谷氨酸，天冬氨酸（两者都含有两个羧基） 记忆：三伏天，穷酸的股东. 记古天乐喜欢说话。（羧基） 碱性氨基酸：赖氨酸，精氨酸，组氨酸 记忆：捡来金猪（精组）。 赖氨酸:有两个氨基 记忆:其它氨基酸只带一个氨基,赖氨酸耍赖皮带两个氨基。 亚氨基酸:焦谷氨酸,羟脯氨酸,脯氨酸 记忆:交枪不（焦羟脯）杀,很惊讶（亚） 瓜氨酸不出现于蛋白质中。 记忆：瓜娃子不吃蛋白质。 同型半胱氨酸天然蛋白质中不存在。 记忆：天然不存在同性恋半光着身子。 寡肽<10氨基酸 记忆:挂失 不参与转氨基的氨基酸：羟脯、脯、甘、苏、赖氨酸→抢不（抢）甘肃来的。 蛋白质三级结构:结构域,分子伴侣,疏水作用,氢键,范得华力,离子键 记忆:三叔（疏）侵犯你,结果进监狱与疯子为伴侣。 蛋白质,DNA变性,一级结构不改变 记忆:猪肉和牛肉就是一个味了。 酪氨酸,色氨酸的最大吸收峰在280mm 记忆:二爸您（280）色弱。（色，酪氨酸） 茚三酮试验反应产物最大吸收峰:570mm 记忆:阴险的儿童把我气您（570） 核酸最大吸收峰:260mm 记忆:核桃酸奶儿留给您（260） 只有甘氨酸不属于L-a氨基酸。 记忆：甘愿当右派。 下面是考试必考的。 氨基酸缩写记忆：（汉语拼音缩写）：基于网络用语经常用缩写，像***（SB），漂亮美美（PLMM）等。酪氨酸Tyr ：讨厌人（老了，就讨厌人） 甘氨酸Gly ：管理员（干管理员工作的） 苯丙氨酸Pheny：英语发音 蛋氨酸Met ：meet:碰，鸡蛋碰石头 亮氨酸Leu ：liang 记住L 精氨酸Arg ：Ag:化学里的银，从而想到金 脯氨酸Pro ：professor,谐音记忆（pu）
生物化学发展史 化学在生命科学中的地位: 二十世纪的头二十年是微生物称雄的时代。他们的显赫地位其后又被维生素取代了二十年之久。四十年代和五十年代，是酶的兴旺时期。八十年代以前的二十年中，基因热。上世纪的后二十年神经和人类基因组计划发展很快。在这一段历史时期内，一个又一个医学学科走马灯似地变换着主导地位，而研究和教学则是在不断增多的相互独立的学科里进行着。 六十年前，医学院还只有解剖学系、细菌学系、生理学系、生物化学系和药学系。而且系与系之间比较疏远，没有联系。那个时候，遗传学系和神经生物学系在医学院里尚未问世。路易.巴斯德，这个上世纪医学科学的巨匠和微生物学家是化学出身的。今日的基因工程把生物化学、遗传学、微生物学和生理学集为一体。这一新兴的基因化学的价值是如此巨大，实在无愧为人们赋于它的“革命性进步”的称号。 现代基础医学各学科的汇集与联系之所以紧密，最主要是因为它们具有共同的语言，即化学语言。这些学科中最具有描述性的解剖学和最抽象的遗传学，现在都渗透了许许多多的化学理论和技术。现在的解剖学是一幅包括了中等大小的分子、大分子的聚集体直至细胞器和组织的渐进图。正是这些大大小小的分子组成了有功能的生物体。遗传学的变化甚至更大。当遗传现象是否由已知的物理学原理操纵的这一命题作为正经的问题提出来时，也只不过是六十年前的事情。而今天我们则以一目了然的化学表达法来了解和研究基因、遗传现象和进化问题。染色体和基因可被分析了、合成了、重新安排了。新的物种也可随心所欲地创造出来了。一旦对染色体的结构与功能有了更深刻的认识，由此产生的对医学和工业的影响将会远远超过我们从现在用的基因方法大量生产稀有的激素、疫苗、干扰素和酶的成功所能得到的经济和社会效益。生物学家固然知道是酶决定了细胞的形状、功能和命运，但他们对酶的重要性和化学复杂性望而却步，因而对生物化学也尽量绕道而行。这是指六十年前。 “最好通过化学来生活”，这是杜邦(Du Pont)公司在持续数年的广告战中一直沿用口号。这一口号的寓义无非是告诉公众：塑料、除草剂和其它工业化学品对于我们个人与社会的美满幸福所能起到的作用。医学科学的汇集最早是由于路易.巴斯德的天才而崭露头角的。巴斯德是一个化学家，他年青时阐明了具有相同化学结构的酒石酸由于其物理结构上的不同而分为两种分子，即镜象对映异构体。巴斯德创立的“疾病的菌源说”带有他化学基础和思想方法的烙印。他力图把疾病问题简化为基本的成分。他的实验途径是先将致病因子纯化为单一的形式，然后用纯化的因子再生疾病。因而可以说，由巴斯德创立的微生物学和免疫学是由化学中脱胎而来的。实际上，在1911版的大英百科全书上刊载的有关巴斯德生平的权威传记将他称为法国化学家，并誉为是公认的当时化学运动的最伟大的领导者。 在巴斯德的科学生涯中有一个严重的瑕疵：他阐明了是酵母细胞导致了酒精发酵，即蔗糖在厌氧条件下转变为乙醇和二氧化碳。之后，他又试图用酵母的抽提液来完成同样的功能，但他未能如愿。因此他下了这样的一个结论：除活细胞之外，其它一切东西都不可能进行这一极为复杂的化学反应。正是由于巴斯德的自信心、说服力和影响力，使进一步研究无细胞系统的乙醇发酵的努力被大大地泼了冷水。从此生机论变得根深蒂固，使现代生物化学的出现被延迟了三十年之久。 直至本世纪初，慕尼黑的爱德华.布希纳(Eduavd Buchner)才于无意之间发现了破碎的酵母细胞的发酵现象。本来他是用糖来保护酵母抽提液不至发生重复免疫反应，不料却发现了令人讨厌的发泡现象。进一步的研究使他阐明了糖被酵母液裂解所分解的产物---乙醇和二氧化碳。巴斯德的运气不佳，他所用的巴黎酵母是蔗糖酶缺陷型，这是一个催化蔗糖糖代谢的起始反应的酶。布希纳则吉星高照，他的慕尼黑酵母抽提液中尚有相当量的这种酶保存着
一、生化工程的形成和发展 1.生化工程的诞生 在生物技术尚处于懵懂时期，人们凭借实践中积累的经验，制作某些原始的发酵产品。在工业微生物的起始阶段，人们虽已懂得不同的发酵产品是由不同的微生物所形成的道理，但取得产品一般都属初级代谢产物，即产物的分子结构均较基质为简单。发酵一般为厌气培养过程，加上对纯种培养的要求不高，因此采用一般的化学工程原理、方法和设备已能应付，尚不需解决更多的特殊的工程技术问题，也就是说，还不具备建立生化工程这一新学科的必要性和条件。 本世纪40年代初，第二次世界大战爆发。战争造成为数众多的伤员和受伤的居民，医生们急需有一种比磺胺类药物更为有效而毒副作用更小的抗细菌感染的药物。于是人们对1928年由英国人弗莱明（Fleming）发现而在1940年由弗洛里（Florey）及钱恩（Chain）等所提取并经临床证实具有卓越疗效和低毒的青霉素抱有极大的希望。1941年美国和英国合作，一方面在美国用表面培养法小规模生产青霉素，但纯度仅20％左右，收率约35％，而且花费极大的劳力和空间，因此当时的青霉素价格非常昂贵（每10万单位即60mg为1美元，而今国产青霉素每40万单位约为人民币1元）。另一方面，两国科学家与工程师通力合作，在1943年终于产生了崭新的青霉素沉浸培养工艺过程，加速产业化的进程，使青霉素的产量和质量大幅度提高，纯度为60％，收率为75％。 青霉素从实验室成果转向产业化的过程，同时酿成了新的交叉学科的建立。生化工程就是环绕青霉素及随后其他抗生素这新一代生物技术产品的投产过程中诞生的。 2.生化工程的服务对象——生物生产过程 生物技术以其应用范围分类，约可分为工业生物技术、农业生物技术和医学生物技术三大方面。以生化工程而言，主要是为工业生物技术服务的。工业生物技术主要是指利用生物催化剂（游离或固定化的细胞或酶）将原料转化为产物（包括医药、化工、轻工、食品等产品）的生产过程——生物生产过程（Bioprocess）或用于环保和能源的过程。 生物生产过程一般可用图5-1表示。当过程采用游离的整体活微生物细胞时，一般称为发酵过程（特定情况下也称微生物培养或微生物转化过程等），而当生物催化剂为游离或固定化酶时，此过程则称酶（或酶促）反应过程。此外，尚有动植物细胞（组织）的培养过程和污水处理过程等。生物生产过程可分为三大部分。 (1)上游加工过程主要包括两个方面。一是原材料的预处理，包括原材料的选择、必要的物理、化学加工，培养基或底物溶液（指用于酶反应过程中的反应． 物和必要的缓冲液）的配制和灭菌等。二是生物催化剂的制备。在发酵过程中，先应选择菌种，经多次扩大培养后接种至发酵罐。在酶反应过程中，若采用固定化酶或固定化细胞时，应事先通过合适的固定化技术将酶或细胞加以固定，并装入酶反应器。 图5-1生物生产过程示意图