生物化学是一门研究生物体中的化学进程的基础生命学科，以下是其简介：

研究对象与内容

主要研究生物体内物质的化学组成、结构和功能，像蛋白质、糖类、脂类、核酸等生物大分子的结构与功能都是其重点研究内容.

关注生命活动过程中各种化学变化过程及其与环境之间的相互关系，例如细胞代谢过程中的物质转化与能量变化，以及生物分子如何与外界环境进行物质和能量的交换等.

发展历史

静态生物化学时期（18 世纪 70 年代 - 1903 年）：科学家开始用化学观点研究生物生理问题，如 1770-1774 年普利斯特里发现 O₂，1828 年维勒合成尿素，1868 年米歇尔发现核素等，这个时期主要是分析和研究生物体的化学组成及其理化性质，为生物化学的诞生奠定了基础.

动态生物化学时期（1903 年 - 1953 年）：随着分析鉴定技术的进步，维生素、激素、酶等相继被发现，物质代谢、能量代谢及其调控等研究取得显著成果，如 1932 年克雷伯提出尿素循环，1937 年提出三羧酸循环等，现代生物化学的框架基本确立.

机能生物化学时期（1953 年至今）：1953 年沃森和克里克提出 DNA 双螺旋结构模型，开启了分子生物学时代，此后，RNA 的结构、蛋白质的合成机制等重要信息也被相继揭示，推动了生命科学的迅速发展.

主要分支

普通生物化学：研究动植物中普遍存在的生化现象.

植物生物化学：主要聚焦于自养生物和其他植物的特定生化过程.

人类或医药生物化学：着重关注人类和人类疾病相关的生化性质.

研究技术与方法

随着科学技术的发展，生物化学运用了一系列先进的研究方法和技术手段，如电泳、质谱、核磁共振等，这些技术有助于对生物大分子进行深入研究，从而揭示生物体内化学物质的更多特性.

应用领域

医学领域：对于理解疾病机制、开发新药和创新疗法至关重要，如利用生物工程生产胰岛素、生长激素等基因工程药物.

生物技术行业：在基因工程、蛋白质工程和合成生物学等领域有广泛应用，例如基因编辑技术可用于治疗遗传性疾病、改良农作物基因等.

环境与能源领域：在开发可持续能源和环境修复技术中发挥重要作用，如研究微生物代谢途径以开发新的生物燃料生产技术，利用微生物降解污染物技术净化水体和土壤等.

食品与农业领域：可用于食品中的酶类反应研究、食品安全检测、农作物的生长调控等，如通过基因编辑技术培育更具抗虫性的农作物.

蛋白质结构与功能

氨基酸的特性与分类：除了常见的 20 种氨基酸的基本结构、三字符缩写和分类外，还需掌握特殊氨基酸的性质，如甘氨酸是唯一不含手性碳原子的氨基酸；脯氨酸是亚氨基酸，会中断 α- 螺旋；半胱氨酸可形成二硫键；组氨酸的 R 基 pKa 值在 7 附近，有缓冲作用等.

蛋白质的结构层次：包括一级结构（氨基酸排列顺序，维系键为肽键）、二级结构（α- 螺旋、β- 折叠、β- 转角、无规卷曲，维系键为氢键）、三级结构（主链和侧链的整体构象，靠疏水键、盐键、氢键、范德华力等维持，二硫键也起重要稳定作用）和四级结构（多个亚基通过非共价键聚集，疏水键最重要）.

蛋白质的理化性质：两性电离与等电点、胶体性质、紫外吸收特性、变性与复性等。例如，蛋白质变性后其空间结构破坏，生物活性丧失，但一级结构不变，在适当条件下可复性.

核酸的结构与功能

核酸的化学组成：核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成，DNA 中的碱基为 A、T、C、G，戊糖是脱氧核糖；RNA 中的碱基为 A、U、C、G，戊糖是核糖.

核酸的结构：DNA 的一级结构是脱氧核苷酸排列顺序；二级结构是双螺旋结构，其特点包括反向平行、右手螺旋、碱基互补配对等。RNA 的种类较多，如 mRNA、tRNA、rRNA，它们各自具有独特的结构与功能，如 tRNA 的三叶草二级结构及倒 L 型三级结构.

核酸的性质：变性、复性及杂交的概念与应用。DNA 变性后增色效应明显，复性是变性 DNA 恢复双链的过程，杂交可用于基因检测等领域.

酶

酶的本质与特性：酶的化学本质大部分是蛋白质，少数是 RNA。酶具有高效性、特异性、可调节性和不稳定性等特点，其活性中心由结合基团和催化基团组成.

酶促反应动力学：米氏方程及米氏常数的意义，米氏常数可反映酶与底物的亲和力大小。影响酶促反应速度的因素包括底物浓度、酶浓度、温度、pH、抑制剂和激活剂等.

酶的调节：酶原与酶原的激活，变构酶的调节机制，共价修饰调节等，如胰蛋白酶原的激活过程以及磷酸化对糖原合成酶和糖原磷酸化酶的调节.

糖类代谢

糖的分类与结构：单糖的结构与性质，如葡萄糖的开链结构和环状结构、旋光异构等；寡糖的组成与性质，常见二糖如麦芽糖、蔗糖、乳糖的结构特点；多糖的结构与功能，如淀粉、糖原、纤维素的结构差异及生理意义.

糖酵解：糖酵解的反应过程、关键酶、能量变化及生理意义。例如，1 分子葡萄糖经糖酵解可生成 2 分子丙酮酸、2 分子 ATP 和 2 分子 NADH.

三羧酸循环：三羧酸循环的反应步骤、关键酶、能量产生以及其在物质代谢中的枢纽作用，1 分子乙酰 CoA 经三羧酸循环可产生 12 分子 ATP.

磷酸戊糖途径：该途径的反应过程、关键酶及生物学意义，如产生 NADPH 和磷酸戊糖，为生物合成提供还原力和原料.

脂类代谢

脂类的分类与结构：脂肪、磷脂、糖脂、脂蛋白等的结构特点与分类。例如，甘油三酯由甘油和脂肪酸组成，磷脂的基本结构包括磷酸、甘油、脂肪酸和含氮碱等.

脂肪酸的氧化：饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的 β- 氧化过程、能量计算以及酮体的生成与利用.

脂肪酸的合成：脂肪酸合成的原料、关键酶及反应过程，脂肪酸合成主要在胞质中进行，原料为乙酰 CoA 等.

氨基酸代谢

氨基酸的分解代谢：氨基酸的脱氨基作用（转氨基、氧化脱氨基、联合脱氨基等）、脱羧基作用以及相应的酶和产物.

尿素循环：尿素循环的反应过程、关键酶及生理意义，尿素循环是将氨转化为尿素排出体外的重要途径.

一碳单位代谢：一碳单位的概念、来源、载体及生理功能，一碳单位参与嘌呤、嘧啶的合成等.

核苷酸代谢

核苷酸的合成：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成途径与补救合成途径的原料、关键酶及反应过程.

核苷酸的分解代谢：嘌呤碱和嘧啶碱的分解产物及代谢异常导致的疾病，如痛风是由于嘌呤代谢异常，尿酸生成过多所致.