大限单纯吃水化合物、脂肪和蛋白质不能生存的原因。所需矿质有Osborne-Mendel矿质 配方。门德尔又和美国生物化学家麦科勒姆和戴维斯(E.V.Me Collum和M.Dv)合作， 于1913年在鱼肝油及奶油中发现一种脂溶性因子（今知为雏生素A),于1915年在牛奶中发 现一种水溶性因子（今知为复合维生素B)。他们又证明不同蛋白质的营养价值决定于所含必 需氨基酸的种类和数量。著有心食物低应及其与营养的关系(1916年)及《营养：生物的化学 (1923)。加州的伊文思(H.M.Evns)等1922年发现动物生殖需要的营养因子（维生素 。哥伦比亚大学的谢尔曼(H.C.8五ma)于1920年出版了g食物化学与营养并于1931 年与人合作出版了维生素专著、美国的勒斯克(Grahan T,uk)著有《营养科学，于1928年 已出第四版，记载了热能方面的许多科学家的研究成果。20至0年代营养与维生素方面的 研究较为突出，其研究成果在医药、高牧都有应用。 哈佛大学医学院福林(Otto Fol1n)于1909年任生物化学教授。1915年时福林教授将哈 佛生物化学系办成有影响的学术中心：重点效在分析方法和临床应用上。福林建立尿中肌酸 和肌酸酐的测量方法、氨基酸测定、尿氯测定。福林和吴宪于1919一1922年间设计了盥液 析的颜色测量方法。 哥伦比亚大学希望池延登去开办生理化学系，池延登推荐吉斯(Willian J,Gie注持生理 化学系。宾夕法尼亚大学请到池廷登的学生并从哥伦比亚获得学位的霍克Philip B.丑aw)。 霍克的实验生理化学于19年出版，一直发行到第十三版。 约自20世纪中叶，直到0世纪80年代，生物化学的发展加快，并且生物化学的领减向广 度和深度发展。这个时期的特征，或许可以归纳为下列几项：首先是物理学家、化学家以及 传学家等参加到生命化学的领域中来，而且研究人员的迁居和交往频繁：其次是研究方法有突 出的改进，从而仪器公司、试剂厂家兴起：还有讯息交流方面：各类科学刊物日益增多，各类学 术会议增多，以及计算机贮存讯息的应用，等等。以下就这个时期，即近三、四十年的生物化学 突飞猛进的发展，希要举例如下 (一)生物化学研究方法的改进：马丁与辛格(A.J,Mat知，1910一 与I.M.Synge) 发明了一种快速面又经济的分析技术一分配色谱，使化学、医学和生物学研究得到广泛的 进展。蒂塞利乌斯(A.Tl11ū8,1802一1971年)用电泳方法分离血清中化学构造相似的蛋白 质成分；1940年开始研究用吸附层析法分离蛋白质及其他物质。斯韦德贝里（工.8 vedberg, 1884-1971年)瑞典化学家，1924年完成第一台超离心机，能产生5000倍于重力的离心力。 以后的几种型号能产生数十万倍于重力的窝心力。他用超离心机准确地测定了高度复杂的蛋 白质，例如血红蛋白的分子量。此外有荧光分析法、同位素示踪和电子显微镜的应用，等等，也 许可以说，生物化学的分离纯化和鉴定的方法向微量快速、精确、简便、自动化方向发展。 (仁)物理学家、化学家、遭传学家等参加到生命化学领城中来：肯德鲁(Tohn Cowdery Kendrew,1917- )英国物理学家，测定了肌红蛋白的结构。英国物强学家佩将茨(x Ferdinand Perut,1914 )对血红蛋白结构进行X-射线衍射分析，与背德鲁共获1962 年诺贝尔化学奖金。饰林（「，inus Pauling,19O1 )关国化学家，他确认氢健在蛋白质结构 中以及大分子问相互作用的重要性；认为某些蛋白质具有类似螺旋结构鲍林还研究镰刀形红 。6
细胞贫血症.提出了分子病的名称能松热得诺贝尔化学奖和和平奖，桑格(Froderick Sang9r, 1918一)英国生物化学家，经0华研究之后，下195年确定了牛玖岛茶的站衫。获：98 年诺贝尔化学奖。1980年桑格因设计出一种测定DNA内核昔酸排列顺序的方法，而与吉尔伯 特(Walter Gilbert)、伯格(Ponl Horg)获19S0华带贝尔化学，价格研究DNA重织技米 最早的重组技术实例之-一便是弃成含有编码啊乳动粉改泰基因的：”袜麦克林托党毁m Me Clintock,1903- )类遗传举家，从并：玉蜀黍传0多年，发现可移动的造传成 分，因而获待1983年诺贝尔牛理或医学奖金： 20世纪下半批纪研究人员的交往和迁后旗祭。二次世界火尚夕，签国科学家迁居芙 属、英国等国家。克雪在斯(8 ir Hans Adolf Krobs(1900- )英蓝盛活华物化能.馆华 于犹太医生家，193乐被迫迁居些树197年发觅三发酸循环，对邹胞代瓣及分子生物学的 研究作出重要贡献，丙此与李普盈.类籍秘将生物化学家193年共然诺贝尔生理或医学奖 金：李普曼(Fritz Albori Lipmann)在鹆肝授出物中发现-一种具能化性而又耐热的因子， 1947年分离成功，1953年确定其分子结构，并延名为辅酶4，奥乔亚(Severo0cho,1905 ）关籍西班牙生物化学家，发现细菌内的多核背酸臻酸化盘，由下该酶的发现，他得以合成 核糖核酸，使科学家能够了解并重建装因内的进传信意，通过NA中间体面翻译成各种陶的 过程，这些酶决定每个细胞的功能特点。剂恩倍(Arthur Ko berg,:918 】中可房 师、生物化学家，发现DA分子在细菌细胞内及试管内的纪制方式而与奥乔亚共获109 年诺贝尔生理学或医学奖金 关于证明DNA是细胞的木遗传物质，是余大细学家艾弗(Oswa]d Avery,18T7 一1955年)、美尘物学家交克劳德(Macl0d)和麦卡蒂(MeCarty)在纽约的洛克非联究所 1944年发表的著名实验中提到的。肺炎球渊会产生荚胰膜，其成分证明为多檐。若将具荚膜的 肺炎球演（光滑型）制成元细胞的物质，与活的无苹磁的节烧球曹（粗蛤附）细胞混合.结果舞 糙型细胞也具有与之混合的光滑型的类膜，研究禁表明，引起这种造传的物质是DNA。关 于DNA的X-射绕带射研究是申威尔金斯(Naurice Wilkins,916· )完成的-威尔角 斯是新两兰出生的英国物强学家。1946年参加伦效正学院医学研究工作，终于使他完成了对 DNA的X-射线i射研究、这对正实沃森点阳党(}me%)ara0D.1926 Franeis Harry Couipton Criok.1916- )所稀定的DNA分子结构是至关重要的。 们三人因此共获12年诺贝尔生理学或医学奖金。克里党于199年入剑桥大学卡文迪什 验室医学研究组11华美国生物学家沃森来到该研究所.克▣克接受了他的观点：了解DN 三维结构即可明了它在遗传中所起的作用。两年后，193年，业们定文了DNA双螺旋结 模式，并跟已知的物理-化学性质相符合。也许我们可以从中得到教益.问学科的学者相互学 习和讨论是推动生物化学前进的一个因条，1961年克克证明每条DNA论链中碱，每 三个构成一组，称三联体，标示若蛋白质分子中氨基酸残基的位置尼伦伯格(Marshai】 Warren Nironberg.1927- ）美国生物化学家，在破译造传帝码方厨作出下吸残欧。歪 利(Robert wil1imΠol]g.1022 )闹明酵母内氨酸NA的核苷酸的排列顺萨，后素 证明所有RNA结构均相似。科拉纳（ar Gob1 nd Khorans2,1922 )美籍印度格生物化
学家，曾合成了精旁销构已知的核酸分子，首次人工复制成酵母基因：尼伦伯格、嵇利和科拉纳 共获1969年诺贝尔生理学或医学奖。 法函巴黎的巴斯德研究所是著名的生物化学、分子生物学中心。.利沃夫(Andr6Lwoi 12一)具有俄罗斯-波兰血统的法回生物学家。曾在巴黎大学求学，后来在巴黎的巴斯德 研究所做研究工作，1966一1972年在童京会任职。第二次世界六战期间因从事法兰两地下工作 而获得抗破勋章。他的研究证明：在惑染细菌后病毒DNA能连续传给细菌以后各代，这些细 陵称为溶源性细嘴，并指出，称为原噬茵体的病毒在一定条件下可产生一种感染型，它破环细 菌的细胞壁，而释放出的病毒又能感染其他细菌。其友人，同事及学生曾提文纪念从事生物 学研究0周年，合第《论微生物和生向》一书(171)，雅各布(Fren90 is Jacob,1920 法国生物学家。莫诺(,1910-1076年)法国生物化学家，遗传学家。莫诺与雅 各布进行了大量研究工作，阐明了基因控制酶的生物合成，从而调节细胞代谢的方式。1961 年他们提出信使核糖核酸，RNA的存在，说明其碱基序列与染色体中脱氧核箱核酸的碱基 学列互补：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 (rhos0me),在此翻译成的氨基酸序列。1960年他们发现操纵子(operon)的基因集团，能 影响mRA的合成，从调节其他基因的功能.在徽生物界Oporon普遍存在。由于这些发 现，他们二人(Jacob行M0nod)与利沃夫共获1965年请贝尔生理学或医学奖， 美国哈佛医学院的福林(0 to Folir)与吴宪于1910一1922年首次用比色定量方法测定 血德等。吴宪回国后于1924一1042年担任私立北京协和医学院(PUM0)生物化学教授，兼生 物化学系主任教投，在生物化学系跟吴宪共同工作的先后有刘思职、万所、陈同度、汪欺、张昌 颖，杨恩平两启源等。在吴先教授领导下完成了蛋白厨变性理论、血液的生物化学方法检查 研究、免疫化学研究、素食背养研究、内分泌研究，等等，在生物化学方面做出重要贡献。 20到30年代，中国留学生主修生物化学的多数从美国留学回国，亦有留德、醒法的：在0 年代有从苏联学习回国的。这里将叙述从英国创桥回国的，如王应睞、曹天钦邹承鲁等，他们 在中国科学院上海物化学研究所，和留美回国的王德宝、经义等，在生物化学领域里敏出 新的贡献。他们协同有机化学研究所汪猷等和北京大学邢其数等于165年用化学方法成功 地完成了人工合成具有生物学活性的蛋白质一一结晶牛胰岛素：1933年又通过协作，采吊有 机合成和醉促合成相结合的法，完成酵母丙氨酸转移核榭核酸的人工全合成。此外，我国在 酶的作用机理、血红蛋白变异，生物膜结构功能等方面都微出国际水平的研究成果。 生物化学在蚕白质、核酸、酶及代谢等方面已有理论方面的成就，理论成果必然能导致 应用。生物化学在约80年代发展生物工程或生物高技术方面的鳞新领域：生物工程(B0加 c0 logpy)所包的内容也在发展之中，有遗传工程或基因工程，蛋白质合成的分子生物学，或 称蛋白质工程、酶工程，还有组织培养、细胞培养，以及其他体外技术，以求生产对人类有用的 产物。有工业微生物学，利用合适原料经过发酵，生产酶类和人类食品和动物饲料。生物工程的 远景，包括应用于人类怒球、动物疾病治疗和预防、污水和废物处理，以及生物电子学等等。由 于生物工程对人类土会目前的效益和广阁的前景，世养各国，特别是欧美、澳洲、日本等，国家 重视，企业发达，党单中求发展，但是在学术方面则科互交就。我们亦已重视生物工程的理论 8◆
研究：应用研究，特别重与生产方面的开发，列为家重点发展的高技术之一。生物化学的 发展与生物技术是相互推动前进的，二者不能分隔和偏废。 生物化学虽有近二百年的历史，但是还在发展之中。目前看得到的一些未知领城，例如： 地球上生命是怎样起源的？地球以外的天体上有没有生命？遮传物质是怎样进化的？一个受精 卵中的遗传物质怎样发生成个体？怎样发生为各种器官和组织的？细胞器的进化途径还有争 论，墙的问题、病毒问题人体自身免疫问题大脑的记忆准理的分子生物学生物行为有什么 规律，其分子的基甜又是什么？还有环境生态等问题：总之，生物化学是在发展之中。 我厨青年学者，包括将从留学归於的学者必将在发展中的生物化学领域里有所发现，有所 创新，在理论与实践方面微出更突出的贡献。 主要参考书 1.费素封译，【类]MaryviaWee著，化学元素的发别，商务印书饰，195。 道明不列百 全书，中国大百科全出板社，1986 1987)%北京料总技术出版社，1987。 4.Florkin,Mareel and Stotz,Elmer H.(editors),Comprebehsive Biochemistry,Eiseve Publisbing Company,1972.Volume 30.A History of Bioohemislry,by Macee!Florkin 5.Garriso,Fjaiding H.,An Introdueticn to the History of Medisine,Fourth Edition,W.B.Saunders Compang 1929. Cambridge,198. Monod,Aendeinie Press,1979 8.Taylor,J.Herbert,Seleoted Papers on Molecular Genetics,Aeademie Prexs,1965. 9.Combs,J,The International Biotehroloy Dircetory,Maemillan Pablishers Ltd 14. 沈同 9
第一章 每 糖是自然界存在的一大类其有广谱化学结构和生物功能的有机化合倒。它主要是由嵊 色植物经光合作用形成的。这类物质主要是由碳、氯和氧所组成，其分子式通常以O(HO), 表示。由于一些塘分子中氢和氧原子数之比往往是2：1，刚好与水分子中氢、氧原子数的比例 相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，放有“碳水化合物(cerbohydra)”之称，实 际上有些糖，如鼠李糖(rhamno,C，0)和脱氧核赫(xyib，C丑o0)等，它们分 子中氧、氧原子数之此并非2：1，而一些非糖物质，如甲醛(C,0)、乳酸(CH,0)和乙酸 (C0H,0)等，它们分子中氢、氧原子数之比却都是2：1。所以，称为碳水化合物”并不恰当。 只是沿用已久，现在已成为人们对糖的习惯称呼了， 箱类物质是含多羟禁的醛类或酮类化台物。带见的葡萄糖(glc0ee)和果糖(uto)分 别是它们的典型例子。它们的链状结构是： CHO CHOH H-COH -0 0.0-R Ho-C H-C-O H -OH R-C-OH 由上述结构式可见.新椅糖含有一个醛装，六个碳原子，称己醛糖：而果糖则含有一个基，六 个碳原子，称己酮糖 糖类物质以它们水解的情况分类：凡不能被水解成更小分子的糖为单糖(mn0 ach 图)。单糖又可根据榭分子含碳原子数多少分类；在自然界分布广、意义大的是五碳糖利六碳 糖，它们分别称为戊糖(pento3e)和己椭(hexoe)。核糖(ribo)、脱氧核糖属戊落：葡萄糖、 果循和半乳糖(gatoe)为已糖。凡能水解成少数(2-6个)单糖分子的称为寒糖(og0 haridee),其中以双榭存在最为广泛，燕糖(surose)、孝芽糖(maltoee)和乳糖(lctoe》是其重 要代表。单和年糖能溶于水，多有甜味。凡能水解为多个单精分子的裤为多（陶h rido),其中以淀粉(aiarch).糖原(gy心ogen)和纤维素(cel1 m1oso)等最为重要，与非糖物质结 合的糖称复合带，如樾蛋白和脂。懒的衍生物称衍生糖，如模胺、糖酸和糖酯等。 箱是生物界中分布极广，含量较多的一类有机物质，几乎所有的动物、植物、微生物体内都 含有它。其中以植物界最多，约占其干重的80%。生物细胞内、血液里也有葡萄糖或由葡萄 糖等单踏物质组成的多糖（如肝糖原、肌糖原）存在。人和动物的器肖组织中含榭量不超过组织 干重的2%。做生物体含糖量约占菌体干重的10一30%，它们或以糖或与蛋白质、附类结合