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生物化学第一章-绪论-最新讲课稿

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第一章 生物化学绪论ppt课件

第一章 生物化学绪论ppt课件

2、《周礼》记载有用“曲”制酱记载用“曲”来治肠胃病。
3、公元前4世纪
《庄子》中记载以碘治瘿病（甲状腺肿），用猪肝治夜盲症 （雀目）。
4、唐朝《食疗本草素问》提出饮食治疗的思想；明朝李时珍《本 草纲目》中记载了药用植物1800多种。
以上这些事实都是我国古代劳动人民对生物化学的发展做出 了一定的贡献。由于历代封建王朝，遵经崇儒，斥科学为异端， 所以近代生物化学的贡献主要欧洲各国。
（3）生物化学在医用卫生工业上的应用
生物化学是医学的重要基础课。在临床上要测定许多生化
指标，如血糖测定、 肝功化验、尿蛋白沉淀等等都离不
开生化。
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36
十、参考书
北大 生物化学 第三版 （2002） 王镜岩主编 川大 生物化学（2001） 张洪渊主编
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化学”这个名词，（英文为Biochemistry
或 Biological Chemistry现译为“生物化
学”，简称“生化”。
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2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪 初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德 国，由德国而传到美国和英国。在20世纪 后，再由上述国家流传于其他各国。大约 在两世纪中的时间中，经过很多杰出生化 学者的辛勤研究，现己成为独立完整的生 物化学学科。
甘 油、 脂 肪 酸 和 胆 碱
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五、生物化学研究的范畴
学动 物
学植
生物学
物
微生物学

第一章 生物化学绪论

第一章 生物化学绪论

生物化学不仅是一门对生命科学有着指导性的基础
理论学科，也是一门对国民经济有着重要意义之一的应用
学科，主要表现在以下几个方面：
（1）生物化学在工业上的应用
生物化学是食品发酵工业理论基础。
例如：食品工业制酱、酿酒、制醋；纺织工业上棉布浆化； 制革业上的毛皮毛脱脂；
（2）生物化学在农业上应用
生物化学也是农业的基础课。农作物的代谢都离不开生物 化学，以及农作物病虫防治等等。
Biochemistry 或 Biological Chemistry
现译为“生物化学”，简称“生化”。 实用文档
2、生物化学发展与起源
生物化学在18世纪开始萌芽，19世纪
初步发展，20世纪初才成为独立的学科。
首先，起源于法国，由法国传之于德
国，由德国而传到美国和英国。在20世纪
后，再由上述国家流传于其他各国。大约
生物化学
BIOCHEMISTRY
主讲：生物与制药工程学院 申 宁 实用文档
第一章 绪 论
生命与生物化学
实用文档
一 、生命的定义
具有复制的能力 具有催化的能力 具有突变的能力
实用文档
地球充满着生物，从最简单的病毒到菌 藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类， 千姿百态。不同的生物，其形态、生理 特征和对环境的适应能力各不相同，都 经历着生长、发育、衰老、死亡的变化， 都具有繁殖后代的能力。
真核细胞中含有被核膜包着的核
实用文档
真核细胞的结构
实用文档
植物细胞的结构
实用文档
原核生物：地球上数量最多、分 布最广。代谢系多样性能适应各种 环境。 真核生物：一般为原核细胞的上千 倍～上万倍，有核，其构造与机能 均比原核生物复杂。

《生物化学教学课件》第一章绪论

《生物化学教学课件》第一章绪论

生物化学与工程学
工程学原理和方法在生物化学领域的 应用，如生物反应工程、生物分离工 程等，将促进生物化学的产业化发展。
生物化学的挑战与机遇
80%
环境保护与可持续发展
随着全球环境问题日益严重，生 物化学在环境保护和可持续发展 方面将面临重大挑战和机遇。
100%
人类健康与疾病治疗
随着人口老龄化和疾病谱的变化 ，生物化学在人类健康和疾病治 疗方面将发挥更加重要的作用。
《生物化学教学课件》第一章 绪论
目
CONTENCT
录
• 引言 • 生物化学的概述 • 生物化学的基本概念 • 生物化学的研究方法 • 生物化学的未来发展
01
引言
课程背景
生物化学是生命科学领域的重要学科，是医学、农学、生物学等 学科的基础。
随着生命科学技术的快速发展，生物化学知识在解决人类面临的 健康、环境、能源等问题中发挥着越来越重要的作用。
能量转化与代谢是生物体内物质和能量转化的过程，是维持生命 活动所必需的。生物体通过摄取食物获得能量，经过一系列生化 反应将能量转化为可利用的形式，并储存起来以供日后使用。例 如，葡萄糖在细胞内经过糖解和三羧酸循环等过程，最终转化为 ATP，这是一种存在于生物体内的能量货币。
总结词
遗传信息的传递与表达是生物遗传和变异的根本原 因，涉及到基因的复制、转录和翻译等过程。
理论模拟法可以预测在特定条件下生物化学过程的可 能结果，并解释其机制。
理论模拟法可以弥补实验研究的不足，特别是在处理 大规模、复杂和抽象的问题时。
系统生物学方法
系统生物学方法是一种跨学科的研究方法，旨在从整体和全局的角度研究生物系统 的结构和功能。
系统生物学方法强调对生物系统的整体性、动态性和复杂性进行研究，而不仅仅是 孤立地研究单个分子或细胞。

生物化学-第一章-绪论幻灯片

生物化学-第一章-绪论幻灯片
第1章 绪 论
本章主要内容：
生物化学的概述 生物化学研究的内容 生物化学的发展历史与现状 与动物生产和动物健康的关系
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。
1.2 生物化学的分类：
①根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、 微生物生物化学等。
以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程 、酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology）， 已经和正在展现出其推动生产力发展的巨大潜力。
遗传工程的工厂
4.与动物生产和健康的关系
生物化学是生物科学，如农学、医学、畜牧、兽医、水产等的基 础学科之一。现代生物化学的理论和实验方法已经作为通用的“语言 ”与有力的“工具”被广泛用于生命科学的表述和研究之中。它与动 物生理学、动物营养学、动物遗传学、动物繁殖学、药理学、动物病 理学、微生物学、免疫学、动物疾病诊断学等学科有着不可分割的联 系，因此学习和掌握生物化学的知识对于从事动物生产和动物健康事 业十分重要。
在分子水平、细胞和组织水平以及整体水平上全面、系统地 认识动物组织器官的生理机能，认识它们之间的联系、认识它们 与环境互作的机制，也是动物生物化学的研究目的之一。
3.生物化学的发展历史和现状
3.1 历史回顾
我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献。 科学发展的道路不是平坦的，人们对事物的认识在正确与错误， 真理与谬误的斗争中前进，生物化学的发展也不例外。
大肠杆菌中的蛋白质组
❖ 基因表达的调节
1960年，F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时，相关酶的基因 表达时序受到严格的控制，于是提出了原核生物基因调节操纵子（ operon）模型，开辟了对基因表达调节研究的新领域。

第一章生物化学课件绪论

第一章生物化学课件绪论
➢ 构象异构赋予生物大分子 的构象柔顺性。与构型相 比，构象是对分子中各原 子空间排布情况的更深入 的探讨，以阐明同一构型 分子在非键合原子间相互 作用的影响下，所发生的 立体结构的变化。
➢生物大分子在众多可能构象中通常表现 有限数量的稳定构象.
•
一个生物分子的 功能通常依赖于 它特异的三维结 构，即构象和构 型。
atoms → molecules → biopolymers → organelles → cells → tissues → organs → organ systems → individuals → populations → the biosphere
• 能从环境中吸收、转化和利用能量（新陈代谢）
第一章生物化学课件绪论
一、生物化学的概念及研究内容
•
我们所处在的地球生长着无数的生物， 包括病毒、类病毒、菌、藻等微生物及各 种动物、植物。
生命有机体的特征？
生命有机体
的特征
•
• 化学成分复杂但条理性很强:
生物用少数几种生物元素(C、H、O、N、S、P)构成很多 种生物小分子，如氨基酸、核苷酸、单糖等;再由生物小分 子构成复杂的生物大分子（合称生物分子）
• 1877年，德国医生霍佩-赛勒Ernst Felix HoppeSeyler首次提出“Biochemistry”一词，并使之成为一 门独立的学科。
• 生物化学的发展概括起来经历了3个阶段：
Year
机 能
动 态
静Miescher discovered DNA 态
•
Proteins were thought to carry genetic information
• 碳原子又可通过共价键与其它元 素结合，形成化学性质活泼的官 能团。

生物化学01绪论 ppt课件_

生物化学01绪论 ppt课件_

5 如何学习生物化学？
✓掌握基本概念，抓住重点； ✓重点掌握化学本质、结构特点与功能； ✓分析、比较、归纳 ； ✓学以致用，理论联系实际，重视实验课程； ✓课堂学习和课外阅读相结合； ✓结合每章习题，及时复习巩固所学知识。
6 教材及参考书
• 蛋白质和核酸是生命的最基本物质。
• 构成蛋白质的氨基酸有20多种（还有一些氨基核酸有两个基本特征和功能：一是核酸的自我复制， 二是核酸能指导、参与合成生物所特有的蛋白质。
3.1 新陈代谢
• 新陈代谢：生物体从环境摄取营养物转变为自身 物质，同时将自身原有组成转变为废物排出到环 境中的不断更新的过程。
4 学习食品生物化学的目的
• 充分理解食品的物质组成、各类营养物质的结构、 理化性质、对人体的营养作用以及其在人体内的代 谢过程和规律。
• 从分子水平理解人类的物质需要及食品各成分对人 类的影响及重要意义。
• 为从事食品科学与工程的研究和生产奠定科学思维 及实验技能。
• 食品资源的高效利用、食品加工技术水平的不断提 升、食品生物技术的应用拓展都需要生物化学的原 理与技术。
……
• 1953年，J. D. Watson和F. H. Crick提出了DNA双螺旋三 维结构模型，为阐明遗传信 息贮存、传递、表达，揭开 生命的奥秘奠定了基础。
• 1958年，Crick提出中心 法则。
• 1965年，中国成功地人工合成了牛胰岛素。这是 世界上第一个人工合成的蛋白质。
…… • 1985年，Mullis等发明了聚合酶链式反应
• 新陈代谢包括同化和异化两个基本过程。
• 同化作用：生物体不断地从外界摄取氧、水、蛋 白质、糖、脂类、无机盐和其他营养物质，通过 一系列化学反应，将这些转化为自身物质。

《生物化学》绪论 第1章 蛋白质化学


定的蛋白质肽键断裂，各自得到一系列大小不同 的肽段。
⑷分离提纯所得的肽，并测定它们的序列。
⑸从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质
中全部氨基酸排列顺序。
一级结构确定的原则
蛋白质一级结构测定的战略原则是将大化小，逐
段分析，先后采用不同方法制成两套肽片断，并 对照两段肽段，找出重叠片断，排出肽的前后位 臵，最后确定蛋白质的完整序列。
α-螺旋结构
每个氨基酸残基的－NH
－与间隔三个氨基酸残 基的=C=0形成氢键。每 个 肽 键 的 =C=0 与 － NH －都参加氢键形成，因 此 保 持 了 α- 螺 旋 的 最 大 稳定性。
绝大多数蛋白质以右手
右手α螺旋
α- 螺 旋 形 式 存 在 。 1978 年发现蛋白质结构中也 有 左 手 α- 螺 旋 结 构 。
第一章 蛋白质化学
第一章 蛋白质化学
蛋白质是由不同的 α-氨基酸按一定
的序列通过酰胺键（蛋白质化学中专 称为肽键）缩合而成的，具有较稳定 的构像并具有一定生物功能的生物大 分子。
1.1 蛋白质的生物学意义
蛋白质是一切生物体的细胞和组织的主要组成成
分，也是生物体形态结构的物质基础，使生命活 动所依赖的物质基础。 蛋白质分子巨大、结构复杂，使得蛋白质的理论 研究及其应用受到限制。近年来在重组DNA技术 基础上发展起来的蛋白质工程为解决这方面的问 题提供了最大的可能性。蛋白质工程可改变蛋白 质的生物活性，改变蛋白质的稳定性，改变受体 蛋白质的特性。通过蛋白质工程可深入地研究蛋 白质的结构与功能的相互关系。
1.2 蛋白质的元素组成
经元素分析，蛋白质一般含碳50%~55%，氢
6%~8% ， 氧 20%~23% ， 氮 15%~18% ， 硫 0%~4%。 有的蛋白质还含有微量的磷、铁、锌、铜、钼、 碘等元素。 氮含量在各种蛋白质中比较接近，平均为16%。 因此，一般可由测定生物样品中的氮，粗略的 计算出蛋白质的含量。（1g的氮≈ 6.25 g的蛋 白质）

1-生物化学绪论PPT课件


❖ 1940年 德国科学家Embden、Meyerhof和Parnas
糖酵解代谢途径；
❖ 脂肪酸的β-氧化等等
-
9
3.从1953年 ～ 至今---分子生物学阶段
❖ 物质代谢研究进一步 发展，焦点是蛋白质 与核酸。
❖ 标 志 ： 1953 年 ， Watson 和 Crick 提 出 DNA 的 双 螺 旋 结 构 模 型。
1960 S. B. Weiss、A. Stevens和J. A. Hurwitz三 个研究组分别发现RNA聚合酶。
1961 Francis Jacob和Jacques Monod提出操纵 子理论。 Synney Brenner和Crick证明遗传密码由3个连 续碱基组成。 Marshall Nirencerg等- 揭示UUU、CCC密码。 21
1939 Cyrus H. Fiske、Yellapragada Subbarow和Karl Lohman分别发现ATP。
1941 Fritz Lipmann提出ATP循环学说。
George Beadle和Edward Tatum提出 “一个基因一个酶”的假说。
1944 Oswald T. Avery、Colin M. Macleod、 Maclyn McCarty完成细菌转化实验。
-
5
3. 遗传信息的贮存、传递与表达
涉及复制、转录、 翻译及基因表达调 控等的各个过程， 与遗传、变异、生 长、分化等关系密 切。
-
6
三、生物化学发展简史
1. 19世纪末以前---生物化学的初级阶段
❖ 主要研究生物体的化学组成,如糖类、脂类、蛋 白质和核酸等，它们的组成、结构、性质、功 能等
❖ 重要贡献有：系统研究了糖、脂和氨基酸的性 质，并发现了重要的遗传物质—— 核酸。

生物化学绪论ppt课件(完整版)

作是最早的一部生物化学著作。 1864 Ernst Hoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。 1865 Johann Gregor Mendel提出“遗传因子”概念。 1868 Friedrick Miescher发现“核素”（核酸早期命名）。 1877 Ernst Hoppe-Seyler创立《生理化学杂志》。
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说（Justus Von Liebig，19世纪20年 代） —动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄 取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体 温，维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分，并提出物质，生物化学是一门边缘学科，也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念：
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学，它在分子水平上探讨生命的本质， 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段：生物体内的物质，如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等，它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物：有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢，遗传与繁殖

生物化学：第一章 绪论


② 蛋白质研究
Sanger F.开展蛋白 质序列测序，测定胰 岛素结构序列，获 1958年诺贝尔化学奖
• 美国化学家鲍林（Pauling）指出镰刀型 细胞贫血是一种分子病
• 确认氢键在蛋白质的结构以及大分子间 的相互作用中的重要性；
• 鲍林认为某些蛋白质具有类似于螺旋 的结构。
• 1954年获诺贝尔奖
• 霍普金斯(Hopkins F.G.)——创立了普通 生物化学学派。
• 1929年他和荷兰的艾克曼(Eijkman C.)因 发现维生素而获得诺贝尔生理和医学奖。 后来又发现了色氨酸和谷胱甘肽。
霍普金斯
艾克曼
• 英籍德裔克雷布斯（ Krebs H.A.) 发现三羧酸循环，与李普曼 （ Lipmann F. A.)共获1953年诺贝 尔生理或医学奖
b.电泳法：在糖、蛋白质、核酸等物质的分析分离方面 取得广泛应用
c.离心法：在蛋白质、核酸的分离、分子量测定中有不 可替代作用
d.另外还有荧光分析法，同位素示踪和电镜等 近年来新兴的生化仪器层出不穷，如:基因扩增仪，基 因合成仪，基因序列分析仪、超过滤系统、高效层析系 统、多肽序列分析、2-D电泳、生物芯片、生物传感器、 质谱等
⑵ 主要成就
① 生物化学研究方法的改进 a.分配色谱方法的建立： 马 丁 （ Martin A.J. ） 与 辛 格 (Synge L.M.)发明了可用于核苷酸、氨基酸、 糖、生物碱等多种混合物分离的色谱 方法,获1952年化学奖 这种方法已在化学、医学和生物学中 得到了广泛的应用并取得了重要进展
生物化学任务
构成生物体的基本物质结构Βιβλιοθήκη 性质在生命活动中不断变化规律
生物体是有哪些物质组成的？ 糖 脂 蛋白质 核酸 维生素等 它们的结构和性质如何？
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1828年 维勒在实验室将无机氰酸钠合成为有机尿素； 1842年 李比希首次提出新陈代谢的概念； 1849年 巴斯德开始发酵的研究； 1877年 霍佩.赛勒首次提出“Biochemie”； 1897年 布赫纳兄弟--蔗糖酵母发酵实验等。
三、动态的或生理生物化学发展时期（1903～1950，动态生物化学阶段） 大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的代 谢途径有了一定的了解。物质代谢途径及动态平衡、能量转化，光合 作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质合成、核酸的遗传功 能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢。
第一章 绪 论
第一节、生物化学的基本含义 第二节、生物化学的研究内容 第三节、生物化学的发展简史 第四节、生物化学的应用和展望
第一节 生物化学的基本含义
传统定义：利用化学的理论和方法研究生物体的化 学组成和生命过程中的化学变化规律的科学，即生 命的化学。
现代定义：是在分子水平上研究生物体的化学本质 及生命活动过程中化学变化规律的科学。
G.Embden，O.Meyerhof和 J.K.Parnas阐明了糖酵解，又称 这途径为Embden-MeyerhofParnas途径，简称EMP途径
Otto Meyerhof迈耶霍夫(1884-1951) The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1922
静态生物化学（20世纪之前）
1897年发现引起发酵的物质 是酶，从而把酵母细胞的生命 活力与酶的化学作用联系起来， 建立了酶化学。
Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家(1860-1917)
发现无细胞发酵现象
The Nobel Prize in Chemistry 1907
动态生物化学(20世纪初-中叶)
质化学合成方法；
1990年 人类基因组计划； 1993年 1.Rechard J.Roberts(美)等，发现断裂基因；
2．Karg B. Mallis(美)发明PCR方法； 3．Michaet Smith(加拿大)建立DNA合成用与定点诱变研究 1994年 Alfred G. Giillman（美）等，发现G蛋白及基因在细胞内信号转导的作 用。
出了糖酵解代谢途径等。
四、分子的或综合生物化学发展时期（1950～至今，机能生物化学）这 一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间 的关系。如生命的本质和奥秘：运动、神经、内分泌、生长、发育、 繁殖等的分子机理等。
1868年 米歇尔（Miescher）发现核蛋白； 1928年 格里菲斯（Griffith）肺炎双球菌转化实验； 1944年 艾弗里（Avery）等人首次证明DNA是遗传物质； 1950年 查伽夫（Chargaff）证明A=T G=C； 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA的双螺旋结构
第二节 生物化学的研究内容
一、研究生物体内物质的化学组成、结构、性质与功能。
二、研究生物体物质代谢与能量转变之间的关系。 三、研究生物体遗传的物质基础，基因信息传递、
表达及其调控规律。
生物化学的分类
根据研究对象不同：动物生化、植物生化、微生 物生化和病毒生化等。
根据研究目不同：农业生化、 工业生化、医用生化、药物 生化等。
1905年 哈登和杨发现酶和辅酶； 1926年 萨姆纳（sumner）首次从刀豆中获得脲酶结晶； 1955年 桑格尔（Sanger）完成牛胰岛素氨基酸组成分析； 1932年，英国科学家克雷布斯（Krebs）发现尿素合成的鸟氨酸循环； 1937年，Krebs提出三羧酸循环的基本代谢途径； 1940年，德国科学家埃姆登（Embden）和梅耶霍夫（Meyerhof）提
1997年Wilmut 克隆技术
生物化学发展简史
静态生物化学（20世纪之前）
1877提出生 物化学这个
名词
霍佩-赛勒(1825-1895) FelixHoppe-Seyler德国
分离出 nuclein(脱氧 核糖核蛋白)
弗雷德里希·米歇尔(1853-1927) Friedrich Miescher
动态生物化学(20世纪初-中叶)
J B Sumner (萨姆纳) (1887～1955)美国生物化学家
The Nobel Prize in Chemistry 1946
生物化学第一章-绪论-最新
生物化学教材
生物化学（第一版），王允祥、李峰等，华中科技大学 版社。
普通生物化学（第四版），郑集，陈均辉，高等教育出 版社。
生物化学（ 上下册）（ 第三版） 王镜岩、 朱圣庚、 徐长法，高等教Байду номын сангаас出版社。
Molecular Biology， Robert F.Weaver, 科学出版社， 2002，影印版。
模型，生物化学的发展进入分子生物学阶段；
1966年 遗传密码破译；
1955年，英国生物化学家桑格尔（Sanger）确定牛胰岛素结构（1958奖）； 1971年 遗传中心法则（Crick)； 1960年 贾克柏（Jacob）和莫诺（Monod）创立操纵子学说； 1980年，桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列的方法（1980奖）； 1982年 切赫（Cech）发现核酶； 1982年 Palmiter 转基因技术； 1984年，化学奖，梅里菲尔德（Bruce Merrifield）（美国），建立和发展蛋白
第三节 生物化学发展简史
一、准备和酝酿阶段（4000多年前）。 公元前22世纪 夏禹时代 酿酒 公元前12世纪 商周时代 制酱、制醋 公元前6世纪 瘿病（地方性甲状腺肿） 公元四世纪 葛洪 海藻治疗瘿病 唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病、猪肝治疗雀目 明代李时珍 《本草纲目》
二、描述的或有机生物化学发展时期（1770～1903，静态生 物化学阶段）大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要完 成了各种生物体化学组成的分析研究，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。