生化发展史.docx

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生化发展史

生化发展史

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FischerHans发现了血红素是血红蛋白的一部分，但，进一步确定了分子中的每一个院子，不属于氨基酸获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、r从半刀豆中1926年，Sumne制得了脲酶结晶，并证明它的化学本质是蛋白质确立了酶是蛋白质这一概念。

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，。

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。

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，并指出氧化的产物是乙酰CoA。

当然，这种阶段的划分是相对的。

对生物合成途径的认识要晚得多，在50～60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。

三、现代生物化学阶段

该阶段是从20世纪50年代开始，以提出DNA的双螺旋结构模型为标志，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。

生物化学在这一阶段的发展，以及物理学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透，产生了分子生物学，并成为生物化学的主体。

1、1953年是开创生命科学新时代的一年。

Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Wilkins完成的DNAX-射线衍射结果的基础上，推导出DNA分子的双螺旋结构模型。

核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质、了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。

三人共获1962年诺贝尔生理学或医学奖。

2、F.Crick于1958年提出分子遗传的中心法则，从而揭示了核酸和蛋白质之间的信息传递关系。

又于1961年证明了遗传密码的通用性。

1966年由H.G.Khorana和Nirenberg合作破译了遗传密码，这是生物学方面的另一杰出成就。

至此遗传信息在生物体由DNA到蛋白质的传递过程已经弄清。

3、基因表达的调控也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。

1961年Jacob和Monod阐明了基因通过控制酶的生物合成来调节细胞代谢的模式，提出了操纵子学说。

同年，Brenner获得信使RNA的存在的证据，阐明其碱基序列与染色体中DNA互补，并假定mRNA将编码在碱基序列上的遗传信息带到蛋白质的合成场所--核糖体，在此翻译成氨基酸序列。

以上三人共获1965年诺贝尔医学和生理学奖。

3、1962年，Arber提出限制性核酸内切酶存在的第一个实验证据，1967年，Gellert发现了DNA连接酶，1972年Berg和Boyer等创建了DNA重组技术。

4、1977年，Berget等发现了“断裂”基因，并于1993年获诺贝尔医学和生理学奖。

5、1980年F.Sanger设计出一种测定DNA内核苷酸排列顺序的方法，同年获诺贝尔化学奖。

5、1981年～1983年，Cech和Altman相继发现某些RNA具有酶的催化活性，改变了百余年来酶的化学本质都是蛋白质的传统观念，于1989年共获诺贝尔化学奖。

6、1984年，Simons和Kleckner等发现了反义RNA，从此揭开了人类向癌症开展的序幕。

1987年，Mirkin等在酸性的质粒中发现了三链DNA。

7、1985年，美国R.Sinsheimer首次提出“人类基因组研究计划”，2003年4月14日、美、中、日、德、法、英6国科学家宣布人类基因组图绘制成功，已完成的序列图覆盖人类基因组所含基因的99%。

8、1997年，I.Wilmut成功获得体细胞克隆羊--多莉。

这项成果震惊了世界，其潜在的意义难以估计。

 9、1999年，Blobel发现了细胞中有其内在的运输和定位信号，为此获该年度诺贝尔奖。

10、2003年P.Agre发现细胞膜上的水通道，证明了19世纪中期科学家的猜测“细胞膜有允许水分和盐分进入的孔道”，同年获诺贝尔化学奖。

11、2004年以色列A.Ciechanover,A.Hershko和I.Rose发

制生物性状的基本单位，2是有遗传效应的DNA片段，基因位于染色体上，并呈线性排列。

基因不仅可以通过DNA的复制把遗传信息传给下一代还可以使遗传信息在下一代得到表达，从而使子代表现出与亲代相似的性状。

正所谓“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”，所以说，人类的各种性状大都是由基因控制的。

如身高、肤色、色觉、面目、胖瘦及各种疾病大都与基因有关。

而人类只有一个基因组。

人类基因组计划就是要弄清楚人类30亿个碱基对的序列，弄清楚所有人类的大约3—4万个基因，并搞清楚其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类在分子水平上全面认识自我。

随着人类基因组的破译，人类的生活也将发生巨大的变化。

这将预示着一场席卷全球的生物技术革命正在起步。

正如科学家们预言的那样，一个生命科学的新时代将在21世纪这一代人身边发生，下面我就对它的前景介绍一下。

（1）基因疗法一提到癌症、艾滋病，就会令人胆颤心惊，为什么呢？

因为这些疾病一直被认为是不治之症；一旦患了这种病，就等于被判了死刑，但还不能立即执行，还要让你受尽人体痛苦的折磨才算完事，你说谁不害怕？

但是在座的同学们就不必害怕了，为什么呢？

人类基因组很快被破译，破译之后，我们就能够知道这些病是由一定的基因诱发而产生的，这些基因称为“诱发疾病基因。

”假如某人在几十年后可能得一种癌症，我们已经知道这种癌症是由哪些基因诱发产生的，并且我们还知道这些基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，就可以采用基因疗法，在发病之前或刚出生时对这种疾病做出预测并可以进行基因修改，使人类从根本上摆脱病痛之苦。

所以科学家宣布2003年以后癌症将不再是不治之症，所以同学们就不必再害怕了。

那么如何修正致病基因呢？

这又涉及药物遗传学。

药物遗传学它主要是研究基因如何与药物相互作用。

这将是21世纪的医学基础，这一点我就不多说了。

总之，不久的将来，我们每人手中都有一张“基因卡”，到医院只需把“基因卡”往机器里一插，就能显示出你患病没有，患有什么病或将要患什么病，以及用什么药物修改诱发疾病基因等，不过大批的疹所，卫生室、医院就要关门大吉了。

（2）帮你变聪明在座的每一位同学都愿让自己的头脑更聪明，比如说英语吧，是同学们的必修课，而且费很大的力气也不一定学好。

那么用什么省事的办法能使每一个同学都能学好英语呢？

办法有：

不过不是现在，而是不久的将来，利用基因工程，科学家们可以把英语的语言信息下裁到你的脑子里，也就是说可以把知识输入到一个经过遗传工程设计的与电脑中相似的芯片中，然后把这个芯片装入你的大脑中。

当然不是简单地打开颅腔插进去了。

这样学习就不再是件苦事了。

当然这种做法你们是高兴了，可是我们这些以教书谋生的教师可要因此而下岗了。

（3）设计一个“优化基因”的婴儿未来的基因技术不仅能诊断出胚胎有何遗传疾病，而且还可以设计未来婴儿的体态、面目、智商、个性、健康状况等，现在科学家已经找到一些决定这些性状的基因并且研究出如何控制基因遗传的方法。

因此未来科学家预言：

应用人类基因密码的全部说明书，将使科学家对人类进行优化基因设计。

因此未来的人们或许可以优化一定的基因，设计一个智商高、体格壮、长相美的婴儿，比如，有的人想要一个儿子，他要自己的儿子有爱因斯坦一样的智商，象李宁那样强壮，象刘德华那样英俊，还要象王杰那样会唱歌，并且还具有象警犬一样敏锐的嗅觉，象家鸽一样的视觉等等，将这些优良性状整合在一起。

这是一个很不错的理想，但这个理想能够成为现实吗？

现在还很难说，因为一方面，一个功能基因组往往由许多个基因组成。

如一位歌唱家的嗓音好，不仅是由于声带发音，肺部发育等诸多有关基因的作用，还需要后天的培养教育，这绝对不是一个“歌唱”基因就能使之成功的。

即使能够成功的话，另一方面，还涉及到法律、伦理、道德、观念等问题。

再就是这个儿子的爸爸到底是谁呢？

3这不就乱套了吗！

2、克隆技术1997年2月，从英国传来一头小绵羊咩咩的叫唤声，这叫声令全世界的人们停下了匆忙的脚步，屏住了急促的声息，都将注意力集中到英伦三岛上，人类所拥有的各种新闻媒体——报纸、杂志、电视、电台甚至电脑网络都纷纷撤下了原已编排好的版面节目，专为这头小绵羊让出了头版头条，顿时这头名叫“多利”的小羊成了红极一时的“新闻名星”，这是怎么回事呢？

这头小绵羊为什么会有这样大的魅力呢？

原因是这头小绵羊的叫声意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞产生出与这个动物完全相同的生命体，这完全打破了千古不变的自然规律。

这是生物遗传工程的巨大飞跃，也是历史上一项重大的科学突破。

要弄清这个问题，还要从克隆技术说起。

什么是“克隆”呢？

其实“克隆”是英语单词clone的音译，就相当于我们常说的拷贝或复制。

同学们大都看过电视连续剧《西游记》对唐僧的大徒弟孙悟空是比较熟悉的。

孙悟空与妖魔鬼怪斗法的时候，往往在自己身上拔下一撮毫毛，放在嘴里一嚼，然后一吹，顷刻间满山遍野都是与孙悟空一模一样的孙猴子。

其实，孙悟空的这种本领就是“克隆技术”。

当然这是神话故事，而在当今世界这种神话已经成为科学的现实。

科学家们已经掌握了这种技术。

准确地说“克隆”就是用体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代组成的种群。

具体一点讲，就说“多利”小绵羊的产生吧，它是从甲绵羊的乳房中提取一个细胞，分离出细胞核，从乙绵羊体内提取卵细胞，去掉细胞核，然后把从甲绵羊细胞中取出的细胞核放入乙绵羊去掉细胞核的卵细胞中，用电击的方法使移植细胞核与卵细胞融合，再把它培养成胚胎，最后植入丙绵羊的子宫内，丙绵羊便生出了“多利”小绵羊。

这样说起来很容易，其实做起来是相当复杂的事情，因为克隆技术是一次尖端科学，在座的我们各位，暂时还是做不了的。

那么我们研究“克隆技术”有什么意义呢？

下面举几个例子。

（1）克隆大熊猫大熊猫是我们比较熟悉的，它是我们的国宝，可以说是无价之宝，一是外国没有，二是我国的数量也有限，仅有100多只，并且由于环境的恶化，数量在急剧减少，生殖能力极差。

很快就会在地球