论文选修课
生物化学一词大约出现在19年底和20世纪初，但它的起源可以追溯到更远，它的早期历史是早期生理和化学历史的一部分。比如18的80年代，A.-L .拉瓦锡证明了呼吸作用和燃烧一样是氧化作用，几乎同时，科学家发现光合作用本质上是动物呼吸作用的逆过程。再比如1828年，f .沃勒在实验室首次合成了一种有机物——尿素，打破了有机物只能由生物产生的观点，对生命活力理论造成了极大的打击。1860 L .巴斯德证明了发酵是由微生物引起的，但他认为必须有活酵母才能引起发酵。1897年，比什纳兄弟发现酵母的无细胞提取液可以发酵，证明了发酵等复杂的生命活动可以在没有活细胞的情况下进行，最终推翻了“活力论”。
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分类
生物化学如果以不同的生物为对象，可以划分为动物生命。
化学、植物生物化学、微生物生物化学、昆虫生物化学等。如果研究生物的不同组织或过程，可以分为肌肉生物化学、神经生物化学、免疫生物化学、生物力学等。因研究的物质不同，可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。对各种自然物质的化学研究叫做生物有机化学。研究各种无机物的生物学功能的学科称为生物无机化学或无机生物化学。自20世纪60年代以来，生物化学与其他学科的融合产生了一些边缘学科，如生化药理学、古生物学、化学生态学等。或者根据应用领域的不同，可以分为医学生物化学、农业生物化学、工业生物化学、营养生物化学等。
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研究内容
生物化学主要研究物体的分子结构和功能，物质的代谢和调控，遗传信息传递的分子基础和调控规律。
生物体的化学成分
活细胞中的有机物除水和无机盐外，主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫结合而成，分为大分子和小分子。前者包括结合状态的蛋白质、核酸、多糖和脂质；后者包括维生素、激素、各种代谢中间体以及生物大分子合成所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油。在不同的生物体内，存在着各种次生代谢产物，如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。
虽然生物成分的鉴定是生物化学早期发展的一个特点，但直到今天，新的物质仍在不断被发现。如干扰素、环磷酸核苷、钙调素、粘蛋白、凝集素等，已成为重要的研究课题。1980中发现了一些简单分子，如作为代谢调节剂的2，6-二磷酸果糖。另一方面，早已为人所知的化合物也会发现新的功能。肉碱发现于20世纪初，直到20世纪50年代才被称为生长因子，但在60年代被称为生物氧化的载体。多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，以及精胺和亚精胺等多胺被发现具有多种生理功能，如参与调节核酸和蛋白质合成、稳定DNA超螺旋、调节细胞分化等。
代谢和代谢调节控制
新陈代谢包括合成代谢和分解代谢。前者是生物体从环境中获取物质，并在体内转化为新物质的过程，也叫同化作用；后者是生物体内原有的物质转化为环境中的物质，也叫异化。同化和异化的过程由一系列中间步骤组成。中间代谢是对化学途径的研究。比如糖原、脂肪、蛋白质的异化就是通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸、氨基酸，然后氧化成乙酰辅酶a，进入三羧酸循环，最后产生二氧化碳。
在物质代谢的过程中，也有能量的变化。生物体内机械能、化学能、热能、光、电的相互转化和变化称为能量代谢，ATP在这一过程中起着核心作用。
新陈代谢是在生物体的调控下有序进行的。这种调节有三种方式:①通过代谢产物的诱导或阻遏来控制酶的合成。这是一种与转录水平的调节有关的酶，如乳糖诱导的乳糖操纵子合成；②通过激素与靶细胞的相互作用，触发一系列生化过程，如环腺苷酸活化蛋白激酶通过磷酸化反应调节糖代谢；③效应物通过变构效应直接影响酶的活性，如代谢途径中终产物对第一个酶的反馈抑制作用。生物体内的大部分调节过程都是通过变构效应实现的。
生物大分子的结构和功能
生物大分子的多样功能与其特定的结构密切相关。蛋白质的主要功能是催化、运输和储存、机械支持、运动、免疫保护、接收和传递信息、调节代谢和基因表达。由于结构分析技术的进步，人们可以在分子水平上深入研究它们的各种功能。对酶的催化原理的研究是这方面的一个突出的例子。蛋白质分子的结构可以分为四个层次，其中在二级和三级结构之间可以有一个超二级结构，在三级和三级结构之间可以有一个结构域。结构域是具有特殊功能的相对紧密的区域，连接结构域的肽链具有一定的运动空间，允许结构域之间的一些相对运动。蛋白质的侧链一直在快速移动。蛋白质分子的内部流动性是它们执行各种功能的重要基础。
20世纪80年代初出现的蛋白质计划(protein Project)，通过改变蛋白质的结构基因，获得指定位点的修饰蛋白质分子。这项技术不仅为研究蛋白质结构与功能的关系提供了新的途径；而且为根据某些需要合成新的具有特定功能的蛋白质开辟了广阔的前景。
对核酸结构和功能的研究有助于阐明基因的本质，了解生物遗传信息的流动。碱基配对是核酸之间相互作用的主要形式，是核酸作为信息分子的结构基础。脱氧核糖核酸的双螺旋结构有不同的构象。J.D .沃森和F.H.C .克里克发现了B结构的右手螺旋，后来又发现了被称为Z结构的左手螺旋。DNA也有超螺旋结构。这些不同的构象有它们的功能意义。核糖核酸包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核糖体核糖核酸(rRNA)，在蛋白质生物合成中起重要作用。最近发现单个RNA具有酶的功能。
基因表达的调控是分子遗传学研究的中心问题，也是核酸结构和功能研究的重要内容。关于原核生物基因调控的知识很多。真核基因的调控正在从多个方面进行探讨。如异染色质化和染色质活化；DNA的构象变化和化学修饰；调节序列如增强子和调节剂在DNA上的作用；RNA加工和翻译的调节。
生物体内的碳水化合物包括多糖、低聚糖和单糖。在多糖中，纤维素和几丁质是植物和动物的结构物质，淀粉和糖原是储存的营养物质。单糖是生物体的主要能量来源。寡糖在结构和功能上的重要性直到20世纪70年代才被认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。由于糖链结构的复杂性，它们具有很大的信息容量，对某些物质的细胞特异性识别和相互作用起着重要作用，从而影响细胞代谢。从发展趋势来看，糖将与蛋白质、核酸、酶一起成为生物化学的四大研究对象。
生物大分子的化学结构一旦确定，就可以在实验室人工合成。生物大分子及其类似物的人工合成有助于了解其结构与功能的关系。一些类似物可能因其较高的生物活性而具有应用价值。通过化学合成DNA获得的人工基因可以应用于基因工程，获得具有重要功能的蛋白质及其类似物。
酶学研究
生物体内几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶的作用具有催化效率高、专一性强的特点。这些特征
取决于酶的结构。酶的结构与功能的关系、反应动力学与机理、酶活性的调控是酶学研究的基本内容。通过X射线晶体学分析、化学修饰和动力学研究，已经明确了一些代表性酶的作用原理。20世纪70年代发展起来的特异性不可逆抑制剂，如亲和标记试剂和自杀底物，已经成为探索酶活性位点的有效工具。多酶体系中各种酶的协同作用，酶与蛋白质、核酸等生物大分子的相互作用，以及应用蛋白质工程研究酶的结构和功能是酶学研究的几个新方向。酶与人类的生活和生产活动密切相关，因此酶在工农业生产、国防和医学上的应用受到了广泛的重视。
生物膜和生物力学
生物膜主要由脂质和蛋白质组成，一般含有糖类。其基本结构可以用流体镶嵌模型表示，即脂质分子形成一个双层膜，膜蛋白不同程度地与脂质相互作用，并能横向移动。生物膜与能量转换、物质和信息传递、细胞分化和分裂、神经传导、免疫反应等密切相关。它是生物化学中一个活跃的研究领域。
以能量转换为例，在生物氧化中，代谢产物通过呼吸链中的电子转移被氧化，产生的能量通过氧化磷酸化储存在高能化合物ATP中，以满足肌肉收缩等耗能反应的需要。线粒体内膜是呼吸链氧化磷酸化酶系统的所在地，在细胞中起发电站作用。在光合作用中，ATP是由叶绿体膜中的光合磷酸化产生的。这些研究构成了生物力学的主要内容。
激素和维生素
激素是新陈代谢的重要调节器。激素系统和神经系统构成了生物体的两个主要通讯系统，两者关系密切。自20世纪70年代以来，激素的研究范围日益扩大。如果发现胃肠道和神经系统的细胞也能分泌激素；一些生长因子和神经递质也包含在激素中。许多激素的化学结构已经确定，它们主要是肽类和类固醇化合物。有些激素的作用机制也是了解的，有些是改变膜的通透性，有些是激活细胞的酶系统，有些是影响基因的表达。维生素对新陈代谢也有重要影响，可分为水溶性和脂溶性两大类。大部分是酶的辅助基团或辅酶，与生物体的健康密切相关。
生命的起源和进化
生物进化论认为，地球上数百万个物种起源相同，是在约40亿年的进化过程中逐渐形成的。生物化学的发展在分子水平上为这一理论提供了有力的证据。例如，所有物种的DNA都含有同一种核苷酸。许多酶和其他蛋白质存在于各种微生物、植物和动物中，具有相似的氨基酸序列和相似的三维结构，相似程度与物种间的亲缘关系一致。DNA复制中的错误可以解释作为进化基础的变异是如何发生的。当生物从低级进化到高级时，它们需要更多的酶和其他蛋白质。基因的重排和突变为适应这种需要提供了可能。可见，生物化学对进化的研究将为阐明进化的机制提供更本质、更定量的信息。
方法学
在生物化学的发展中，许多重要的进步都是由于方法上的突破。比如同位素示踪技术用于代谢研究和结构分析；色谱法，尤其是高效液相色谱法，自20世纪70年代以来极大地改善了系统的性能，并且各种电泳技术已经用于蛋白质和核酸的分离和纯化以及一级结构的确定。x射线衍射技术用于确定蛋白质和核酸的晶体结构；高分辨率二维核磁共振技术用于分析生物大分子在溶液中的构象；酶方法用于DNA序列测定；单克隆抗体和杂交瘤技术被用于蛋白质的分离和纯化以及蛋白质分子中抗原决定簇的研究。20世纪70年代以来，计算机技术广泛而迅速地渗透到生物化学的各个领域，不仅大大提高了许多分析仪器的自动化程度和效率，而且为生物大分子的结构分析、结构预测和构效关系研究提供了一种全新的手段。未来生物化学的继续发展，无疑将得益于技术和方法的创新。