化學的分支學科。它是研究生命物質的化學組成、結構及生命活動過程中各種化學變化的基礎生命科學。
生物體是由一定的物質成分按嚴格的規律和方式組織而成的。人體約含水55-67%,蛋白質15~18%,脂類 10~15%,無機鹽3~4%
及糖類1~2%等。從這個分析來看,人體的組成除水及無機鹽之外,主要就是蛋白質、脂類及糖類三類有機物質。其實,除此三大類之外,還有核酸及多種有生物學活性的小分子化合物,如維生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核甘酸等。若從分子種類來看,那就更複雜了。以蛋白質為例,人體內的蛋白質分子,據估計不下100000種。這些蛋白質分子中,極少與其它生物體內的相同。每一類生物都各有其一套特有的蛋白質,它們都是些大而複雜的分子。其它大而複雜的分子,還有核酸、糖類、脂類等;它們的分子種類雖然不如蛋白質多,但也是相當可觀的。這些大而複雜的分子稱為「生物分子」。生物體不僅由各種生物分子組成,也由各種各樣有生物學活性的小分子所組成,足見生物體在組成上的多樣性和複雜性。
組成生物體的每一部分都具有其特殊的生理功能.從生物化學的角度,則必須深入探討細胞、亞細胞結構及生物分子的功能。功能來自結構。欲知細胞的功能,必先瞭解其亞細胞結構;同理,要知道一種亞細胞結構的功能,也必先弄清構成它的生物分子。關於生物分子的結構與其功能有密切關係的知識,已略有所知。例如,細胞內許多有生物催化劑作用的蛋白質——酶;它們的催化活性與其分子的活性中心的結構有著密切關係,同時,其特異性與其作用物的結構密切相關;而一種變構酶的活性,在某種情況下,還與其所催化的代謝途徑的終末產物的結構有關。又如,胞核中脫氧核糖核酸的結構與其在遺傳中的作用息息相關;簡而言之,DNA中核甘酸排列順序的不同,表現為遺傳中的不同信息,實際是不同的基因。分子生物學。
生物大分子的多種多樣功能與它們特定的結構有密切關係。蛋白質的主要功能有催化、運輸和貯存、機械支持、運動、免疫防護、接受和傳遞信息、調節代謝和基因表達等。由於結構分析技術的進展,使人們能在分子水平上深入研究它們的各種功能。酶的催化原理的研究是這方面突出的例子。蛋白質分子的結構分4個層次,其中二級和三級結構間還可有超二級結構,三、四級結構之間可有結構域。結構域是個較緊密的具有特殊功能的區域,連結各結構域之間的肽鏈有一定的活動餘地,允許各結構域之間有某種程度的相對運動。蛋白質的側鏈更是無時無刻不在快速運動之中。蛋白質分子內部的運動性是它們執行各種功能的重要基礎。
生物體有別於無生物的另一突出特點是具有繁殖能力及遺傳特性。一切生物體都能自身複製;複製品與原樣幾無差別,且能代代相傳,這就是生物體的遺傳特性。遺傳的特點是忠實性和穩定性,三十多年前,對遺傳的瞭解,還不夠深入。基因還只是一個神秘莫測的術語。隨著生物化學的發展,已經證實,基因只不過是DNA分子中核甘酸殘基的種種排列順序而已。DNA分子的結構已不難測得,遺傳信息也可以知曉,傳遞遺傳信息過程中的各種核糖核酸也已基本弄清,不但能在分子水平上研究遺傳,而且還有可能改變遺傳,從而派生出遺傳工程學。如果能將所需要的基因提出或合成,再將其轉移到適當的生物體內去,以改變遺傳、控制遺傳,這不但能解除人們一些疾患,而且還可以改良動、植物的品種,甚至還可能使一些生物,尤其是微生物,更好為人類服務,可以預見在不遠的將來,這一發展將為人類的幸福作出巨大的貢獻。