生物化學是一門研究生物體中的化學進程的基礎生命學科，以下是其簡介：

研究對象與內容

主要研究生物體內物質的化學組成、結構和功能，像蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構與功能都是其重點研究內容.

關注生命活動過程中各種化學變化過程及其與環(huán)境之間的相互關系，例如細胞代謝過程中的物質轉化與能量變化，以及生物分子如何與外界環(huán)境進行物質和能量的交換等.

發(fā)展歷史

靜態(tài)生物化學時期（18 世紀 70 年代 - 1903 年）：科學家開始用化學觀點研究生物生理問題，如 1770-1774 年普利斯特里發(fā)現(xiàn) O₂，1828 年維勒合成尿素，1868 年米歇爾發(fā)現(xiàn)核素等，這個時期主要是分析和研究生物體的化學組成及其理化性質，為生物化學的誕生奠定了基礎.

動態(tài)生物化學時期（1903 年 - 1953 年）：隨著分析鑒定技術的進步，維生素、激素、酶等相繼被發(fā)現(xiàn)，物質代謝、能量代謝及其調控等研究取得顯著成果，如 1932 年克雷伯提出尿素循環(huán)，1937 年提出三羧酸循環(huán)等，現(xiàn)代生物化學的框架基本確立.

機能生物化學時期（1953 年至今）：1953 年沃森和克里克提出 DNA 雙螺旋結構模型，開啟了分子生物學時代，此后，RNA 的結構、蛋白質的合成機制等重要信息也被相繼揭示，推動了生命科學的迅速發(fā)展.

主要分支

普通生物化學：研究動植物中普遍存在的生化現(xiàn)象.

植物生物化學：主要聚焦于自養(yǎng)生物和其他植物的特定生化過程.

人類或醫(yī)藥生物化學：著重關注人類和人類疾病相關的生化性質.

研究技術與方法

隨著科學技術的發(fā)展，生物化學運用了一系列先進的研究方法和技術手段，如電泳、質譜、核磁共振等，這些技術有助于對生物大分子進行深入研究，從而揭示生物體內化學物質的更多特性.

應用領域

醫(yī)學領域：對于理解疾病機制、開發(fā)新藥和創(chuàng)新療法至關重要，如利用生物工程生產胰島素、生長激素等基因工程藥物.

生物技術行業(yè)：在基因工程、蛋白質工程和合成生物學等領域有廣泛應用，例如基因編輯技術可用于治療遺傳性疾病、改良農作物基因等.

環(huán)境與能源領域：在開發(fā)可持續(xù)能源和環(huán)境修復技術中發(fā)揮重要作用，如研究微生物代謝途徑以開發(fā)新的生物燃料生產技術，利用微生物降解污染物技術凈化水體和土壤等.

食品與農業(yè)領域：可用于食品中的酶類反應研究、食品安全檢測、農作物的生長調控等，如通過基因編輯技術培育更具抗蟲性的農作物.

蛋白質結構與功能

氨基酸的特性與分類：除了常見的 20 種氨基酸的基本結構、三字符縮寫和分類外，還需掌握特殊氨基酸的性質，如甘氨酸是唯一不含手性碳原子的氨基酸；脯氨酸是亞氨基酸，會中斷 α- 螺旋；半胱氨酸可形成二硫鍵；組氨酸的 R 基 pKa 值在 7 附近，有緩沖作用等.

蛋白質的結構層次：包括一級結構（氨基酸排列順序，維系鍵為肽鍵）、二級結構（α- 螺旋、β- 折疊、β- 轉角、無規(guī)卷曲，維系鍵為氫鍵）、三級結構（主鏈和側鏈的整體構象，靠疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力等維持，二硫鍵也起重要穩(wěn)定作用）和四級結構（多個亞基通過非共價鍵聚集，疏水鍵最重要）.

蛋白質的理化性質：兩性電離與等電點、膠體性質、紫外吸收特性、變性與復性等。例如，蛋白質變性后其空間結構破壞，生物活性喪失，但一級結構不變，在適當條件下可復性.

核酸的結構與功能

核酸的化學組成：核苷酸由堿基、戊糖和磷酸組成，DNA 中的堿基為 A、T、C、G，戊糖是脫氧核糖；RNA 中的堿基為 A、U、C、G，戊糖是核糖.

核酸的結構：DNA 的一級結構是脫氧核苷酸排列順序；二級結構是雙螺旋結構，其特點包括反向平行、右手螺旋、堿基互補配對等。RNA 的種類較多，如 mRNA、tRNA、rRNA，它們各自具有獨特的結構與功能，如 tRNA 的三葉草二級結構及倒 L 型三級結構.

核酸的性質：變性、復性及雜交的概念與應用。DNA 變性后增色效應明顯，復性是變性 DNA 恢復雙鏈的過程，雜交可用于基因檢測等領域.

酶

酶的本質與特性：酶的化學本質大部分是蛋白質，少數(shù)是 RNA。酶具有高效性、特異性、可調節(jié)性和不穩(wěn)定性等特點，其活性中心由結合基團和催化基團組成.

酶促反應動力學：米氏方程及米氏常數(shù)的意義，米氏常數(shù)可反映酶與底物的親和力大小。影響酶促反應速度的因素包括底物濃度、酶濃度、溫度、pH、抑制劑和激活劑等.

酶的調節(jié)：酶原與酶原的激活，變構酶的調節(jié)機制，共價修飾調節(jié)等，如胰蛋白酶原的激活過程以及磷酸化對糖原合成酶和糖原磷酸化酶的調節(jié).

糖類代謝

糖的分類與結構：單糖的結構與性質，如葡萄糖的開鏈結構和環(huán)狀結構、旋光異構等；寡糖的組成與性質，常見二糖如麥芽糖、蔗糖、乳糖的結構特點；多糖的結構與功能，如淀粉、糖原、纖維素的結構差異及生理意義.

糖酵解：糖酵解的反應過程、關鍵酶、能量變化及生理意義。例如，1 分子葡萄糖經糖酵解可生成 2 分子丙酮酸、2 分子 ATP 和 2 分子 NADH.

三羧酸循環(huán)：三羧酸循環(huán)的反應步驟、關鍵酶、能量產生以及其在物質代謝中的樞紐作用，1 分子乙酰 CoA 經三羧酸循環(huán)可產生 12 分子 ATP.

磷酸戊糖途徑：該途徑的反應過程、關鍵酶及生物學意義，如產生 NADPH 和磷酸戊糖，為生物合成提供還原力和原料.

脂類代謝

脂類的分類與結構：脂肪、磷脂、糖脂、脂蛋白等的結構特點與分類。例如，甘油三酯由甘油和脂肪酸組成，磷脂的基本結構包括磷酸、甘油、脂肪酸和含氮堿等.

脂肪酸的氧化：飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的 β- 氧化過程、能量計算以及酮體的生成與利用.

脂肪酸的合成：脂肪酸合成的原料、關鍵酶及反應過程，脂肪酸合成主要在胞質中進行，原料為乙酰 CoA 等.

氨基酸代謝

氨基酸的分解代謝：氨基酸的脫氨基作用（轉氨基、氧化脫氨基、聯(lián)合脫氨基等）、脫羧基作用以及相應的酶和產物.

尿素循環(huán)：尿素循環(huán)的反應過程、關鍵酶及生理意義，尿素循環(huán)是將氨轉化為尿素排出體外的重要途徑.

一碳單位代謝：一碳單位的概念、來源、載體及生理功能，一碳單位參與嘌呤、嘧啶的合成等.

核苷酸代謝

核苷酸的合成：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的從頭合成途徑與補救合成途徑的原料、關鍵酶及反應過程.

核苷酸的分解代謝：嘌呤堿和嘧啶堿的分解產物及代謝異常導致的疾病，如痛風是由于嘌呤代謝異常，尿酸生成過多所致.