История развития биохимии реферат

Обновлено: 07.07.2024

Содержание

Накопление биохимических сведений и формирование 4

Возникновение и развитие современных направлений биохимии. 6

Методы биохимии 9

Некоторые виды биохимии 10

Биохимия гормонов. 10

Эволюционная и сравнительная биохимия. 11

История получения некоторых элементов 12

Список использованных источников 20

Работа состоит из 1 файл

курсовик история и методология.docx

Кафедра истории Отечества, науки и культуры Факультет

Дисциплина: История и методология химической технологии и биотехнологии

Курсовая работа

Тема : Развитие биохимии

Накопление биохимических сведений и формирование 4

Возникновение и развитие современных направлений биохимии. 6

Методы биохимии 9

Некоторые виды биохимии 10

Биохимия гормонов. 10

Эволюционная и сравнительная биохимия. 11

История получения некоторых элементов 12

Список использованных источников 20

Современное человеческое общество живет и продолжает развиваться, активно используя достижения науки и техники. Накоплением этих знаний, поиском закономерностей в них и их применением на практике занимается наука. Человеку как объекту познания свойственно разделять и классифицировать предмет своего познания на множество категорий и групп; так и наука в свое время была поделена на несколько больших классов: естественные науки, точные науки, общественные науки, науки о человеке и пр. Каждый из этих классов делится, в свою очередь, на подклассы и т.д.

Одной из важнейших наук, относящихся к классу естественных, является биологическая (физиологическая) химия .

Биохимия находится на стыке нескольких наук , прежде всего —б иологии и химии .

Ценность этой науки сложно переоценить. Она исследует только те вещества и химические реакции, которые имеют место в живых организмах, прежде всего в живой клетке. А разобравшись, как работает живой и здоровый организм, мы можем понять причины некоторых заболеваний и найти способы исцеления от них.

При выполнении данной курсовой работы я ставила перед собой несколько задач:

Получить представление о биохимии
Проследить историю развития
Рассмотреть некоторые основные объекты биохимии

Накопление биохимических сведений и формирование биохимии в 16—19 вв.

Величайшие открытия в области физики и химии 18 и начала 19 вв. (открытие ряда простых веществ и соединений, формулировка газовых законов, открытие законов сохранения материи и энергии) заложили научный фундамент общей химии . После открытия в составе воздуха кислорода ботаник Я. Ингенхауз смог описать постоянное образование растением СО₂ и выделение на солнечном свету зелёными частями растения кислорода . Опытами Ингенхауза было положено начало очень важных исследований: дыхание растений и процессов фотосинтеза . Детальное изучение этих основополагающих вопросов продолжается и в настоящее время.

Во 2-ой половине 19 в. органическая химия приобретает больше практический характер (наживной), который направляют на получение новых соединений углерода , и особое внимание уделяется соединениям углерода, которые имеют промышленное значение; в её задачи уже не входит исследование состава растительных и животных объектов.

В 1814 русский химик К. С. Кирхгоф описал осахаривание крахмала под влиянием вытяжки из проросших семян ячменя : действие амилазы . К середине 19 в были описаны и другие ферменты : амилаза слюны, расщепляющая полисахариды ; пепсин желудочного сока и трипсин сока поджелудочной железы, расщепляющие белки . Берцелиус ввёл в химию понятие катализаторов , к числу которых были отнесены все известные в то время ферменты .

В 1835 французский химик М. Шеврёль описал в составе мышц креатин, несколько позднее в моче был найден близкий к нему по структуре креатинин. Очень важное открытие сделал немецкий химик Ю. Либих - он установил содержание в скелетных мышцах молочной кислоты и её накопление при работе. В 1839 он же выяснил, что в состав пищи входят белки , жиры и углеводы . 3

В середине 19 в. была установлена структура жира и осуществлен его синтез французским химиком П. Бертло; синтез углеводов был проведён русским учёным А. М. Бутлеровым; он же предложил теорию строения органических соединений , значимую и на сегодняшний день. Систематическое исследование белков было начато голландским врачом и химиком Г. И. Мульдером в 30-е гг. 19 в. и интенсивно продолжалось многими. В то же время в связи с описанием дрожжевых клеток (К. Коньяр-Латур во Франции и Т. Шванн в Германии , 1836—38) активно начали изучать процесс сбраживания сахара и образования спирта , издавна привлекавший к себе внимание. В числе учёных, изучавших брожение , были Ю. Либих и Л. Пастер. Пастер пришёл к выводу, что брожение — биологический процесс, в котором обязательно участвуют живые дрожжевые клетки . Либих же придерживался другой точки зрения, он рассматривал сбраживание сахара как сложную химическую реакцию . В этот спор была внесена ясность, когда русский химик М. М. Манассеина (1871) и немецкий учёный Э. Бухнер (1897) доказали способность безклеточного дрожжевого сока вызывать алкогольное брожение . Этими экспериментами подтверждалась принципиальная правильность химической теории действия ферментов , которую Либих сформулировал в 1870; основные её принципы актуальны и теперь.

Можно выделить основные этапы развития биохимической науки:
1. "Протобиохимия". Концепции процессов жизнедеятельности и их природы, развиваемые в древности, античности, в период средневековья. Концепции жизнедеятельности в Эпоху Возрождения, привлечение их для описания и объяснения химических процессов.
2. Экспериментальное изучение процессов жизнедеятельности в 17-18 вв. Первые химические теории и объяснения процессов дыхания, пищеварения, брожения.
3. "Новая химия" и изучение методами химии живых организмов и процесс жизнедеятельности. Первый кризис методологии в области взаимодействия химии и биологии.
4. Формирование биологической химии в рамках редукционистских программ биологии второй половины 19 века.
5. Развитие классической биологической химии.
6. Прогресс биохимии и революция в биологии во второй половине 20 века - формирование физико-химической биологии. Методологические, эмпирические и теоретические основы этого процесса. Интегрирующая роль физико-химической биологии в системе биологических наук.

Вложенные файлы: 1 файл

История развития биохимии.docx

История развития биохимии.
Можно выделить основные этапы развития биохимической науки:
1. "Протобиохимия". Концепции процессов жизнедеятельности и их природы, развиваемые в древности, античности, в период средневековья. Концепции жизнедеятельности в Эпоху Возрождения, привлечение их для описания и объяснения химических процессов.
2. Экспериментальное изучение процессов жизнедеятельности в 17-18 вв. Первые химические теории и объяснения процессов дыхания, пищеварения, брожения.
3. "Новая химия" и изучение методами химии живых организмов и процесс жизнедеятельности. Первый кризис методологии в области взаимодействия химии и биологии.
4. Формирование биологической химии в рамках редукционистских программ биологии второй половины 19 века.
5. Развитие классической биологической химии.
6. Прогресс биохимии и революция в биологии во второй половине 20 века - формирование физико-химической биологии. Методологические, эмпирические и теоретические основы этого процесса. Интегрирующая роль физико-химической биологии в системе биологических наук.
5.Изучение живой материи с химической стороны началось с того момента, когда возникла необходимость исследования составных частей живых организмов и совершающихся в них химических процессов в связи с запросами практической медицины и сельского хозяйства. Исследования средневековых алхимиков привели к накоплению большого фактического материала по природным органическим соединениям. В 16-17 вв. воззрения алхимиков получили развитие в трудах ятрохимиков, считавших, что жизнедеятельность организма человека можно правильно понять лишь с позиций химии. Так, один из виднейших представителей ятрохимии - немецкий врач и естествоиспытатель Ф. Парацельс выдвинул прогрессивное положение о необходимости тесной связи химии с медициной, подчёркивая при этом, что задача алхимии не в изготовлении золота и серебра, а в создании того, что является силой и добродетелью медицины. Ятрохимики ввели в медицинскую практику препараты ртути, сурьмы, железа и других элементов. Позже И. Ван-Гельмонт высказал предположение о наличии в "соках" живого тела особых начал, так называемых "ферментов", участвующих в разнообразных химических превращениях.
В 17-18 вв. работали такие выдающиеся учёные как М.В. Ломоносов и А. Лавуазье, открывшие и утвердившие в науке закон сохранения материи (массы). Лавуазье внёс важнейший вклад в развитие не только химии, но и в изучение биологических процессов. Развивая более ранние наблюдения Майова, он показал, что при дыхании, как и при горении органических веществ, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Одновременно им же, вместе с Лапласом, было показано, что процесс биологического окисления является и источником животной теплоты. Это открытие стимулировало исследования по энергетике метаболизма, в результате чего уже в начале 19 века было определено количество тепла, выделяемого при сгорании углеводов, жиров и белков.
Крупными событиями второй половины 18 века стали исследования Р.Реомюра и Л.Спалланцани по физиологии пищеварения. Эти исследователи впервые изучили действие желудочного сока животных и птиц на различные виды пищи (главным образом мясо) и положили начало изучению ферментов пищеварительных соков. Возникновение энзимологии (учение о ферментах), однако, обычно связывают с именами К.С. Кирхгофа, а также Пейена и Персо, впервые изучивших действие на крахмал фермента амилазы in vitro.
Важную роль сыграли работы Пристли и особенно Ингенхауса, открывших явление фотосинтеза (конец 18 века).
На рубеже 18 и 19 вв. были проведены и другие фундаментальные исследования в области сравнительной биохимии; тогда же было установлено существование круговорота веществ в природе.
Успехи статической биохимии с самого начала были неразрывно связаны с развитием органической химии.
Толчком к развитию химии природных соединений явились исследования шведского химика К. Шееле (1742-1786 гг.). Он выделил и описал свойства целого ряда природных соединений - молочную, винную, лимонную, щавелевую, яблочную кислоты, глицерин и амиловый спирт и др. Большое значение имели исследования И.Берцелиуса и Ю.Либиха, закончившиеся разработкой в начале 19 века методов количественного элементарного анализа органических соединений. Вслед за этим начались попытки синтезировать природные органические вещества. Достигнутые успехи - синтез в 1828 году мочевины, уксусной кислоты (1844 г.), жиров (1850 г.), углеводов (1861 г.) - имели особенно большое значение, так как показали возможность синтеза in vitro ряда органических веществ, входящих в состав животных тканей или же являющихся конечными продуктами обмена. Во второй половине 18 - начале 19 века были проведены и другие важные исследования: из мочевых камней была выделена мочевая кислота, из желчи - холестерин, из меда - глюкоза и фруктоза, из листьев зеленых растений - пигмент хлорофилл, в составе мышц был открыт креатин. Было показано существование особой группы органических соединений - растительных алкалоидов, нашедших позднее применение в медицинской практике. Из желатины и бычьего мяса путем их гидролиза были получены первые аминокислоты: глицин и лейцин.
Во Франции в лаборатории К. Бернара в составе ткани печени был открыт гликоген (1857), изучены пути его образования и механизмы, регулирующие его расщепление. В Германии в лабораториях Э. Фишера, Э. Ф. Гоппе-Зейлера, А. Косселя и других были изучены структура и свойства белков, а также продуктов их гидролиза, в том числе и ферментативного.
В связи с описанием дрожжевых клеток (1836-1838гг.) начали активно изучать процесс брожения (Либих, Пастер и др.). Вопреки мнению Либиха, рассматривавшего процесс брожения как чисто химический, протекающий с обязательным участием кислорода, Л. Пастер установил возможность существования анаэробиоза, то есть жизни в отсутствии воздуха, за счет энергии брожения. Бухнеру удалось получить из дрожжевых клеток бесклеточный сок, способный, подобно живым дрожжам, сбраживать сахар с образованием спирта и углекислоты.
Накопление большого количества сведений относительно химического состава растительных и животных организмов и химических процессов, протекающих в них, привело к необходимости систематизации и обобщений в области биохимии. Первой работы в этом плане был учебник Зимона (1842). Очевидно, именно с этого времени термин "биологическая (физиологическая) химия" утвердился в науке. В России первый учебник физиологической химии был издан профессором Харьковского университета А. И. Ходневым в 1847 году. Периодическая литература по биологической химии регулярно начала выходить с 1873 года в Германии. Позднее биохимические журналы начали издаваться во многих странах мира на английском, французском, русском и других языках. Во второй половине 19 века на медицинских факультетах многих русских и зарубежных университетов были учреждены специальные кафедры медицинской, или физиологической химии.
Подлинный расцвет биохимии наступил в 20 веке. В самом начале его была сформулирована и экспериментально обоснована полипептидная теория строения белков (Э. Фишер 1901-1902гг.). Позднее был разработан ряд аналитических методов, позволяющих изучить аминокислотный состав белка (хроматография, рентгеноструктурный анализ, метод изотопной индикации, цитоспектрофотометрия, электронная микроскопия). Расшифровывается первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура многих белков. Синтезируется ряд важных белковых веществ.
Выдающееся значение имели работы Л. Полинга, В. Виньо, Ф. Сэнгера, С. Мура, Д. Филлипса, Дж. Нортропа, М. М. Шемякина, Ф. Штрауба и др.
Блестящие работы Чаргаффа, Дж. Уотсона и Ф. Крика завершаются выяснением структуры ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Устанавливается двухспиральная структура ДНК и роль ее в передаче наследственной информации. Осуществляется синтез ДНК и РНК. Решается (1962 и последующие годы) одна из центральных проблем современной биохимии - расшифровывается РНК - аминокислотный код. Вводится понятие о молекулярных болезнях, связанных с определенными дефектами в структуре ДНК хромосомного аппарата клетки.
Ранее классическими исследованиями И. П. Павлова и его школы раскрываются основные физиологические и биохимические механизмы работы пищеварительных желез. Устанавливается существование заменимых и незаменимых аминокислот, разрабатываются нормы белка в питании. Детальному изучению подвергаются особенности процесса азотистого обмена у растений. Особое место заняло изучение нарушений азотистого обмена у животных и человека при белковой недостаточности. Детально исследуются продукты распада гемоглобина, расшифровываются пути образования гема.
Выдающиеся успехи достигнуты в расшифровке структуры важнейших углеводов и механизмов углеводного обмена. Подробно выяснено превращение углеводов в пищеварительном тракте под влиянием пищеварительных ферментов и кишечных микроорганизмов. Выясняются биохимические механизмы нарушения углеводного обмена (диабет, галактоземия, гликогенозы и др.), связанные с наследственными дефектами соответствующих ферментативных систем.
Достигнуты успехи в расшифровке структуры липидов: фосфолипидов, цереброзидов, ганглеозидов. Создается теория (-окисления жирных кислот. Разработаны современные представления о путях окисления и синтеза жирных кислот и сложных липидов. Значительный прогресс достигнут при изучении механизма биологического окисления, тканевого дыхания. Разработаны методы количественного определения целого ряда биохимических компонентов крови и тканей.
В. А. Энгельгардтом, а также Липманном было введено понятие о "богатых энергией" фосфорных соединениях, в частности АТФ, в макроэргических связях которых аккумулируется значительная часть энергии, освобождающейся при тканевом дыхании.
20 век ознаменовался расшифровкой химического строения всех известных в настоящее время витаминов. Вводятся международные единицы витаминов, устанавливаются потребности в витаминах человека и животных, создается витаминная промышленность.
Не менее значительные успехи достигнуты в области биохимии гормонов. Получены первые данные о механизме действия гормонов на обмен веществ. Расшифрован механизм регуляции функций эндокринных желёз по принципу обратной связи.
Возникает новое направление в биохимии - нейрохимия. Установлены особенности в химическом составе нервной ткани. Вводятся в медицинскую практику различные психофармакологические вещества, открывающие новые возможности в лечении нервных заболеваний. Широко используются, особенно в сельском хозяйстве ингибиторы холинэстеразы (медиатора, действующего на нервные окончания) для борьбы с насекомыми-вредителями.
Важные результаты получены при изучении состава и свойств крови: изучена дыхательная функция крови в норме и при ряде патологических состояний; выяснен механизм переноса кислорода от лёгких к тканям и углекислоты от тканей к лёгким; уточнены и расшифрованы представления о механизме свёртывания крови, изучены факторы, при врождённом отсутствии которых в крови наблюдаются различные формы гемофилии.
В развитии современной биохимии важную роль сыграла разработка ряда специальных методов исследования: изотопной индикации, дифференциального центрифугирования, спектрофотометрии, электронного парамагнитного резонанса и др.

Биохимия (биологическая химия) - сравнительно молодая наука, возникшая на стыке биологии и химии в конце XIX века. До этого времени вопросы, рассматриваемые ныне биохимией, изучались с разных сторон органической химией и физиологией. Она отличается от органической химии тем, что исследует только те вещества и химические реакции, которые имеют место в живых организмах, прежде всего в живой клетке. Биологическая химия изучает процессы развития и функционирования организмов на языке молекул, структуру и химические процессы, которые обеспечивают жизнь одно- и многоклеточных существ, населяющих Землю.

Содержание работы

Содержимое работы - 1 файл

История Биохимии.doc

Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

первый московский государственный медицинский университет имени И.м.Сеченова

Специальность 03.01.04 Биохимия

История возникновения и развития биохимии…………………………………4

Протобиохимия…………………………………………… ………………………4

Биохимия XVII – XVIII веков…………………………………………………. 5

Биохимия XIX века. Развитие классической биологической химии. …………5

Век биохимии……………………………………………… …………………… 11

В соответствии с задачами исследования по биохимии, различают несколько направлений, в частности статическую, динамическую и функциональную биохимию. Статическая биохимия изучает: составляющие химические части организмов, их распределение, физико-химические и биологические свойства. Динамическая биохимия изучает всю совокупность химических превращений тех или иных органических соединений в процессе жизнедеятельности (окисление, восстановление, гидролитическое и фосфоролитичне расщепления, этерификации, синтез сложных соединений из более простых и т.п.). Динамическая биохимия, таким образом, стоит ближе к физиологии и медицине, чем к органической химии. Этим и объясняется то, что вначале биохимия называлась физиологической (или медицинской) химией.Функциональная биохимия изучает биохимические процессы, лежащие в основе проявлений жизнедеятельности организмов и отдельных органов (питание, ассимиляцию и диссимиляцию, дыхание, брожение, рост, размножение, наследственность, раздражимость), а также изменения этих процессов под влиянием различных внешних условий и внутренних факторов, связанных с видовой принадлежностью, возрастом и полом организмов. Согласно объектам исследования различают биохимию человека, животных, растений (фитобиохимия) и микроорганизмов (всех доменов жизни).

Выдающиеся открытия в области учения о ферментах, биохимической генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики превратили биохимию в фундаментальную дисциплину, позволяющую решать многие важные проблемы биологии и медицины. [5]

История возникновения и развития биохимии

2. Экспериментальное изучение процессов жизнедеятельности в 17-18 вв. Первые химические теории и объяснения процессов дыхания, пищеварения, брожения.

4. Формирование биологической химии в рамках редукционистских программ биологии второй половины 19 века.

5. Развитие классической биологической химии.

6. Прогресс биохимии и революция в биологии во второй половине 20 века – формирование физико-химической биологии. Методологические, эмпирические и теоретические основы этого процесса. Интегрирующая роль физико-химической биологии в системе биологических наук.

Протобиохимия.

Биохимия XVII – XVIII веков.

В 17-18 вв. работали такие выдающиеся учёные как М.В. Ломоносов и А. Лавуазье, открывшие и утвердившие в науке закон сохранения материи (массы). Лавуазье внёс важнейший вклад в развитие не только химии, но и в изучение биологических процессов. Развивая более ранние наблюдения Майова, он показал, что при дыхании, как и при горении органических веществ, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Одновременно им же, вместе с Лапласом, было показано, что процесс биологического окисления является и источником животной теплоты. Это открытие стимулировало исследования по энергетике метаболизма, в результате чего уже в начале 19 века было определено количество тепла, выделяемого при сгорании углеводов, жиров и белков.

Крупными событиями второй половины 18 века стали исследования Р.Реомюра и Л. Спалланцани по физиологии пищеварения. Эти исследователи впервые изучили действие желудочного сока животных и птиц на различные виды пищи (главным образом мясо) и положили начало изучению ферментов пищеварительных соков. Возникновение энзимологии (учение о ферментах), однако, обычно связывают с именами К.С. Кирхгофа, а также Пейена и Персо, впервые изучивших действие на крахмал фермента амилазы in vitro.

Важную роль сыграли работы Пристли и особенно Ингенхауса, открывших явление фотосинтеза (конец 18 века).

Биохимия XIX века. Развитие классической биологической химии.

На рубеже 18 и 19 вв. были проведены и другие фундаментальные исследования в области сравнительной биохимии; тогда же было установлено существование круговорота веществ в природе.

Успехи статической биохимии с самого начала были неразрывно связаны с развитием органической химии.

Толчком к развитию химии природных соединений явились исследования шведского химика К. Шееле (1742-1786 гг.). Он выделил и описал свойства целого ряда природных соединений – молочную, винную, лимонную, щавелевую, яблочную кислоты, глицерин и амиловый спирт и др. Большое значение имели исследования И.Берцелиуса и Ю.Либиха, закончившиеся разработкой в начале 19 века методов количественного элементарного анализа органических соединений. Вслед за этим начались попытки синтезировать природные органические вещества. Достигнутые успехи – синтез в 1828 году мочевины, уксусной кислоты (1844 г.), жиров (1850 г.), углеводов (1861 г.) – имели особенно большое значение, так как показали возможность синтеза in vitro ряда органических веществ, входящих в состав животных тканей или же являющихся конечными продуктами обмена. Во второй половине 18 – начале 19 века были проведены и другие важные исследования: из мочевых камней была выделена мочевая кислота, из желчи – холестерин, из меда – глюкоза и фруктоза, из листьев зеленых растений – пигмент хлорофилл, в составе мышц был открыт креатин. Было показано существование особой группы органических соединений – растительных алкалоидов, нашедших позднее применение в медицинской практике. Из желатины и бычьего мяса путем их гидролиза были получены первые аминокислоты: глицин и лейцин.

Во Франции в лаборатории К. Бернара в составе ткани печени был открыт гликоген (1857), изучены пути его образования и механизмы, регулирующие его расщепление. В Германии в лабораториях Э. Фишера, Э. Ф. Гоппе-Зейлера, А. Косселя и других были изучены структура и свойства белков, а также продуктов их гидролиза, в том числе и ферментативного.

В связи с описанием дрожжевых клеток (1836-1838гг.) начали активно изучать процесс брожения (Либих, Пастер и др.). Ферментативные процессы известны человеку с глубокой древности. В частности, брожение широко использовалось греками для получения вина, открытие этого способа приписывалось богу Бахусу. Народы многих стран издавна владели искусством приготовления хлеба, сыра, уксуса на основе переработки растительного и животного сырья. Однако современный этап в развитии энзимологии относится к началу прошлого века. В 1814 г. член Петербургской Академии наук К. Кирхгоф установил, что крахмал превращается в сахар под действием некоторых веществ, находящихся в прорастающих зернах ячменя. Дальнейший шаг вперед в этом направлении был сделан французскими химиками А. Пайеном и Ж. Пирсо, которые в 1833 г. показали, что термолабильный фактор, получаемый из солодового экстракта путем осаждения спиртом, обладает способностью гидролизовать крахмал; они назвали его - диастазой. [4]

Ознакомление с основными этапами развития биохимической науки. Рассмотрение и характеристика результатов исследований шведского химика К. Шееле. Изучение и анализ первой концепции строения белков, которая принадлежит голландскому химику Г. Мульдеру.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	11.10.2016
Размер файла	29,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Овсеенко Владимир Владимирович

Проверил: Матвеев Е.Ю.

1. Основные этапы развития биохимии
2.Протобиохимия
3.Биохимия XVII - XVIII в еков
4.Биохимия XIX в ека . Развитие классической биологической химии
5.Век биохимии
Список литературы

Можно выделить основные этапы развития биохимической науки:

4. Формирование биологической химии в рамках редукционистских программ биологии второй половины 19 века.

5. Развитие классической биологической химии.

6. Прогресс биохимии и революция в биологии во второй половине 20 века - формирование физико-химической биологии. Методологические, эмпирические и теоретические основы этого процесса. Интегрирующая роль физико-химической биологии в системе биологических наук.

2. Протобиохимия

3. Биохимия XVII - XVIII веков

Важную роль сыграли работы Пристли и особенно Ингенхауса, открывших явление фотосинтеза (конец 18 века).

4. Биохимия XIX века. Развитие классической биологической химии

Успехи статической биохимии с самого начала были неразрывно связаны с развитием органической химии.

Толчком к развитию химии природных соединений явились исследования шведского химика К. Шееле (1742-1786 гг.). Он выделил и описал свойства целого ряда природных соединений - молочную, винную, лимонную, щавелевую, яблочную кислоты, глицерин и амиловый спирт и др. Большое значение имели исследования И.Берцелиуса и Ю.Либиха, закончившиеся разработкой в начале 19 века методов количественного элементарного анализа органических соединений. Вслед за этим начались попытки синтезировать природные органические вещества. Достигнутые успехи - синтез в 1828 году мочевины, уксусной кислоты (1844 г.), жиров (1850 г.), углеводов (1861 г.) - имели особенно большое значение, так как показали возможность синтеза in vitro ряда органических веществ, входящих в состав животных тканей или же являющихся конечными продуктами обмена. Во второй половине 18 - начале 19 века были проведены и другие важные исследования: из мочевых камней была выделена мочевая кислота, из желчи - холестерин, из меда - глюкоза и фруктоза, из листьев зеленых растений - пигмент хлорофилл, в составе мышц был открыт креатин. Было показано существование особой группы органических соединений - растительных алкалоидов, нашедших позднее применение в медицинской практике. Из желатины и бычьего мяса путем их гидролиза были получены первые аминокислоты: глицин и лейцин.

Важной вехой в истории биохимической науки было открытие и изучение состава белков.

С этого периода исследования, связанные с получением белков, приобретают систематический характер. В 1759 г. А. Кессель-Майер, а несколько позднее И. Руэль описали выделение клейковины из различных растений и охарактеризовали ее свойства. В 1762 г. А. Халлер исследовал процесс образования и свертывания казеина, а в 1777 г. А. Тувенель, работавший тогда в Петербурге, называет творог белковой частью молока (partie glutineuse). Важнейший этап в изучении белков связан с работами французского химика А. Фуркруа, который рассматривал белки как индивидуальные вещества и доказал единую природу белковых веществ, выделенных из растительных и животных источников. Для трех главных белковых компонентов крови он предложил названия альбумин, желатин и фибрин. В 1780 г. Ф. Вассерберг относит к телам белковой природы хрусталик глаза.

Первая концепция строения белков принадлежит голландскому химику Г. Мульдеру (1836). Основываясь на теории радикалов, он сформулировал понятие о минимальной структурной единице, входящей в состав всех белков. Эту единицу, которой приписывался состав 2C₈H₁₂N₂, Г. Мульдер назвал протеином (Рг), а свою концепцию - теорией протеина.

Позднее состав протеина был уточнен - C₄₀H₆₂N₁₀O₁₂; дополнительно к протеинным единицам некоторые белки содержали серу и фосфор. Формула белков, предложенная Мульдером в 1838 г., выглядела так:

белок сыворотки крови 10Pr S₂P

белок куриных яиц 10Pr SP

клейковина растений 10Pr S₂

кристаллин (из хрусталика глаза) 15Рг

Г. Мульдер пользовался структурными формулами и для обозначения ряда физиологических процессов. В своем учебнике физиологической химии (1844) он рассматривал дыхание как окисление протеина, пищеварение - как перестройку белка с изменением содержания S, Р, Са и т. п.

Работы Г. Мульдера способствовали широкому распространению взглядов о единстве всех белков, их фундаментальном значении в мире живой природы. биохимический шееле мульдер

Однако вскоре наступают трудные времена для теории протеина. В 1846 г. Н. Э. Лясковский, работавший в лаборатории Ю. Либиха, доказал неточность многих приведенных Г. Мульдером анализов. Свои сомнения в правильности теории публично высказал Ю. Либих, он планировал начать широкие исследования структуры белков и даже изучил продукты распада белковых веществ. Понимая весомость аргументов оппонентов, Г. Мульдер пытался корректировать формулу протеина (C₃₆H₅₀N₈O₁₀), но, в конце концов, уступил под натиском новых фактов и открытий. Теория протеина стала достоянием истории, однако ее значение непреходяще, ибо она стимулировала химические исследования белков, сделала белки одним из главных объектов бурно развивающейся химии природных веществ.

Для формирования современных представлений о структуре белка существенное значение имели работы по расщеплению белковых веществ протеолитическими ферментами. Одним из первых их использует Г. Мейснер. В 1850 г. К. Леман предлагает называть пептонами продукты разложения белков пепсином. Изучая этот процесс, Ф. Хоппе-Зайлер и Ш. Вюрц в 70-х годах прошлого столетия пришли к важному выводу, что пептоны образуются в результате гидролиза белков ферментом. Они были весьма близки к правильному толкованию таких экспериментов с позиций структурной химии, но, к сожалению, последнего шага на пути к теории строения белка сделать не сумели. Очень близок к истине был и А. Я. Данилевский, который справедливо утверждал, что белки построены из аминокислот и имеют полимерную природу; главной же структурной единицей он ошибочно считал биуретовую группировку RNHCONHCOR'.

Дальнейшие структурные исследования белка, а также основополагающие работы Т. Курциуса по синтезу пептидов привели в конце концов к формулированию (1902) пептидной гипотезы, согласно которой белки построены из аминокислот, соединенных пептидными связями -СО-NH-. Пептидная теория (Э. Фишер и В. Гофмейстер) получила полное подтверждение в дальнейших исследованиях. Изучение строения белков было поставлено на прочную научную основу.

Блестящие работы Чаргаффа, Дж. Уотсона и Ф. Крика завершаются выяснением структуры ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Устанавливается двухспиральная структура ДНК и роль ее в передаче наследственной информации. Осуществляется синтез ДНК и РНК. Решается (1962 и последующие годы) одна из центральных проблем современной биохимии - расшифровывается РНК - аминокислотный код. Вводится понятие о молекулярных болезнях, связанных с определенными дефектами в структуре ДНК хромосомного аппарата клетки.

Ранее классическими исследованиями И. П. Павлова и его школы раскрываются основные физиологические и биохимические механизмы работы пищеварительных желез. Устанавливается существование заменимых и незаменимых аминокислот, разрабатываются нормы белка в питании. Детальному изучению подвергаются особенности процесса азотистого обмена у растений. Особое место заняло изучение нарушений азотистого обмена у животных и человека при белковой недостаточности. Детально исследуются продукты распада гемоглобина, расшифровываются пути образования гема.

Выдающиеся успехи достигнуты в расшифровке структуры важнейших углеводов и механизмов углеводного обмена. Подробно выяснено превращение углеводов в пищеварительном тракте под влиянием пищеварительных ферментов и кишечных микроорганизмов. Выясняются биохимические механизмы нарушения углеводного обмена (диабет, галактоземия, гликогенозы и др.), связанные с наследственными дефектами соответствующих ферментативных систем.

Достигнуты успехи в расшифровке структуры липидов: фосфолипидов, цереброзидов, ганглеозидов. Создается теория в-окисления жирных кислот. Разработаны современные представления о путях окисления и синтеза жирных кислот и сложных липидов. Значительный прогресс достигнут при изучении механизма биологического окисления, тканевого дыхания. Разработаны методы количественного определения целого ряда биохимических компонентов крови и тканей.

20 век ознаменовался расшифровкой химического строения всех известных в настоящее время витаминов. Вводятся международные единицы витаминов, устанавливаются потребности в витаминах человека и животных, создается витаминная промышленность.

Не менее значительные успехи достигнуты в области биохимии гормонов. Получены первые данные о механизме действия гормонов на обмен веществ. Расшифрован механизм регуляции функций эндокринных желёз по принципу обратной связи.

Возникает новое направление в биохимии - нейрохимия. Установлены особенности в химическом составе нервной ткани. Вводятся в медицинскую практику различные психофармакологические вещества, открывающие новые возможности в лечении нервных заболеваний. Широко используются, особенно в сельском хозяйстве ингибиторы холинэстеразы (медиатора, действующего на нервные окончания) для борьбы с насекомыми-вредителями.

Важные результаты получены при изучении состава и свойств крови: изучена дыхательная функция крови в норме и при ряде патологических состояний; выяснен механизм переноса кислорода от лёгких к тканям и углекислоты от тканей к лёгким; уточнены и расшифрованы представления о механизме свёртывания крови, изучены факторы, при врождённом отсутствии которых в крови наблюдаются различные формы гемофилии.

В развитии современной биохимии важную роль сыграла разработка ряда специальных методов исследования: изотопной индикации, дифференциального центрифугирования, спектрофотометрии, электронного парамагнитного резонанса и др.

5. Век биохимии

Успехи биохимии менее впечатляют, по сравнению с успехами квантовой механики и теории относительности -- не было эффектов, похожих на взрывы атомных бомб. Но значение этих успехов не меньше. Ученые выяснили (редкая возможность в науке употреблять совершенную грамматическую форму -- выяснили) молекулярную природу основных физиологических процессов, узнали, из чего состоят живые существа, узнали назначение всех основных химических процессов, узнали как, в принципе, преобразуется энергия в биологических процессах, узнали, как, в принципе, синтезируются все основные вещества в организме, узнали молекулярные механизмы наследственности и изменчивости, узнали химические основы эмоций и нервной деятельности. И это все биохимия. Это XX век.

Развитие биохимии крайне драматично. Накал страстей был здесь не меньше, чем в эти же годы в физике. Мы так живо воспринимаем рассказы о Резерфорде и открытии атомного ядра, о приезде в Англию Нильса Бора, создавшего квантово-механическую модель атома, мы представляем себе рассеянного служащего швейцарского патентного бюро Эйнштейна, изменяющего на основании теории относительности мировоззрение, взгляд на мир, а там -- Гейзенберг, Паули, де Бройль, Дирак, Капица, Ландау, Тамм, Френкель, Фок… Физики рулят. Но в биохимии не меньше страстей и событий, и общечеловеческое значение их достижений как минимум не меньше…

Список литературы

1. Большая медицинская энциклопедия. Москва. Медицина. 1986 г.

Подобные документы

Изучение биохимической ценности молока и функций его белков. Анализ химических изменений белков молока при гидролизе. Аминокислотный, липидный, витаминный, углеводный, минеральный состав молока. Химические свойства казеина. Молоко в питании человека.

курсовая работа [61,1 K], добавлен 28.12.2010

Понятие биохимии и биосистемы. Структурно-химическая организация живой клетки и ее строение. Жизненно необходимые соединения, структура и химические реакции аминокислот. Уровни структурной организации белков, жиров и ферментов. Классификация витаминов.

презентация [2,2 M], добавлен 17.12.2010

К.В. Шееле как выдающийся немецкий химик, краткий очерк его жизни, этапы личностного и научного становления, значение в открытии кислорода. Исследование свойств кислорода английским свящeнником и химиком Джoзефом Пpистли. Лавуазье и открытие кислорода.

контрольная работа [30,6 K], добавлен 26.12.2014

Роль в живой природе. Состав и свойства белков. Классификация белков. Определение строения белков. Определение наличия белка. Идентификация белков и полипептидов. Синтез пептидов. Искусственное получение белка. Аминокислоты.

реферат [16,2 K], добавлен 01.12.2006

Белки – высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Наследственная информация сосредоточена в молекуле ДНК. С помощью белков реализуется генетическая информация. Классификация аминокислот.

БИОХИМИЯ (биологическая химия) – биологическая наука, изучающая химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, их превращения и связь этих превращений с деятельностью органов и тканей. Совокупность процессов, неразрывно связанных с жизнедеятельностью, принято называть обменом веществ.
Как самостоятельная научная дисциплина, биохимия оформилась во второй половине 19 в., когда в ряде университетов были созданы кафедры биохимии, написаны учебники, начали издаваться научные журналы, и курс биохимии стал обязательной составной частью учебных планов при подготовке биологов и медиков. Причинами для выделения биохимии в отдельную науку были значительные успехи, достигнутые органической химией в изучении многочисленных природных соединений и физиологией в области исследования процессов, протекающих в животных и растительных организмах (поэтому на заре возникновения биохимию называли физиологической химией). Кроме того, развитие биохимии было теснейшим образом связано с потребностями практики – медицины, сельского хозяйства и промышленности.
В данной работе мы проследим развитие биологической химии с самых ранних этапов по настоящее время, процесс становления ее как науки, а также узнаем об областях применения современной биохимии, ее практическом значении.

Лекции- Биохимия крови. Физико-химические свойства

формат docx
размер 1.03 МБ
добавлен 18 января 2011 г.

ГОУВПО УГМА Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию кафедра биохимии Курс по общей биохимии Биохимия крови Автор: к. б. н., доцент кафедры биохимии Гаврилов И. В. Содержание: Функции крови Общие и специфичесик функции крови Диагностическое значение общих и специфические свойства крови Свойства крови Химический состав плазмы крови Белки плазмы крови Ферменты плазмы крови

Лекции- Водно-солевой и минеральный обмен

формат docx
размер 99.64 КБ
добавлен 18 января 2011 г.

ГОУВПО УГМА Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию кафедра биохимии Курс лекций по общей биохимии Биохимия водно-солевого обмена. Автор: к. б. н., доцент кафедры биохимии Гаврилов И. В. Екатеринбург, 2009г Содержание: Общие свойства жидкостей организма Регулерация водно-солевого баланса организма Органы, регулирующие водно-солевой обмен Гормоны, регулирующие водно-солевой обмен Ренин-ангиотензин-альдостероновая система К.

Лекция-Предмет и задачи биохимии

формат doc
размер 82.3 КБ
добавлен 17 октября 2010 г.

Предмет и задачи биохимии Макромолекулы в живых организмах Разделы биохимии История развития биохимии Общая характеристика веществ, входящих в состав организмов Роль биохимии в пищевой технологии Химический состав растительного сырья

Лелевич В.В. Курс лекций по биохимии

формат docx
размер 1.5 МБ
добавлен 01 декабря 2011 г.

Курс лекций по биохимии: пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов / В.В. Лелевич [и др.]. – Гродно: ГрГМУ, 2009. – 316 с. В пособии представлены и систематизированы современные сведения по всем разделам биохимии. Рассматриваются основные положения статической, динамической и фундаментальной биохимии. Приведена характеристика метаболизма белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот в норме и при некоторых патологических со.

Надиров К.С., Халменова З.Б. Биохимия спорта

формат doc
размер 537.5 КБ
добавлен 23 августа 2011 г.

Учебное пособие. – Шымкент, ЮКГУ, 2000. - 110 с. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности физическая культура и спорт. Приведены разделы статической, динамической и функциональной биохимии. На современном уровне, с учетом новейших достижений в области биохимии и молекулярной биохимии изложены сведения о структуре и функциях белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов, витаминов, путях распада.

Презентация - Історія розвитку біохіміі у світі

формат jpg
размер 1.61 МБ
добавлен 18 января 2012 г.

17 слайдов. Презентация по истории биохимии. НУБИП Украины, кафедра биохимии с/х животных им М.Ф. Гулого. Преподаватель: Калачнюк Л.Г. Внесок вчених в розвиток біохімії.rn

Уайт А., Хендлер Ф. Основы биохимии: в 3-х томах. Том 1

формат djvu
размер 7.28 МБ
добавлен 06 сентября 2009 г.

В книге американских авторов изложены основные представления современной биохимии; она позволяет также получить необходимые представления о смежных разделах биологической науки, в которых успешно используются подходы и методы биохимии. В том 1 вошли гл. 1-13, которые включают рассмотрение главных компонентов клетки, катализ ферментами и некоторые аспекты метаболизма. М.: Мир, 1981

Уайт А., Хендлер Ф. Основы биохимии: в 3-х томах. Том 2

формат djvu
размер 8.4 МБ
добавлен 06 сентября 2009 г.

В книге американских авторов изложены основные представления современной биохимии; она позволяет также получить необходимые представления о смежных разделах биологической науки, в которых успешно используются подходы и методы биохимии. В том 2 вошли гл. 14-28, в которых рассмотрен метаболизм углеводов, липидов и аминокислот, а также генетика метаболизма; изложены краткие сведения о вирусах. М.: Мир, 1981

Уайт А., Хендлер Ф. Основы биохимии: в 3-х томах. Том 3

формат djvu
размер 10.52 МБ
добавлен 06 сентября 2009 г.

В книге американских авторов изложены основные представления современной биохимии; она позволяет также получить необходимые представления о смежных разделах биологической науки, в которых успешно используются подходы и методы биохимии. В том 3 вошли гл. 29-51, в которых рассмотрены жидкая среда организма и специализированные ткани, биохимия эндокринных желез (гормоны), а также вопросы, связанные с питанием организма. М.: Мир, 1981

Шамин А.Н. История биологической химии. Формирование биохимии

формат djvu
размер 10.63 МБ
добавлен 19 ноября 2011 г.

Москва, Наука, 1993. - 262 с. Книга посвящена истории формирования классической биохимии в период с середины XIX века до 20-х годов XX века, становлению исследований белков, углеводов, липидов, биокатализаторов, основного обмена веществ, истокам биоэнергетики, открытию и изучению гормонов, витаминов, нуклеиновых кислот. В ней прослежено возникновение основных концепций биохимии, уточнение ее предмета. Книга является продолжением монографии "Исто.

Читайте также: