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En 1774 definió el cloro como ácido muriático deflogisticado, y dedicó los años siguientes a aislar compuestos orgánicos como la glicerina y los ácidos tartárico, fórmico, úrico y láctico, demostrando que este último era el componente ácido de la leche agria. Logró delimitar asimismo las propiedades y composición del cianuro de hidrógeno y los ácidos cítrico, málico, oxálico y gálico.
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pudo mostrar que la combustión de compuestos de carbono con oxígeno es la fuente real del calor animal y que el consumo de oxígeno se incrementa durante el trabajo físico.
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determinó la naturaleza de las grasas y su saponificación, y aisló y preparó la mayoría de los ácidos grasos corrientes.
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propuso la clasificación de las sustancias alimenticias en carbohidratos, grasas y proteínas.
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Friedrich sintetiza la urea en un laboratorio. Este descubrimiento se convirtió en una refutación del vitalismo, la hipótesis de que lo que mantiene la actividad de los seres vivos es una "fuerza vital" especial.
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Descubrió la estructura celular de la cuerda dorsal del renacuajo, del tejido embrionario del cerdo, de las hojas germinales del pollo. Así, llegó a la conclusión de que la célula es el elemento constitutivo de todo cuerpo viviente, sea éste vegetal o animal.
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Descubre la molécula del ADN al inspeccionar el esperma de salmón y el pus de heridas abiertas. Ya que la encontró solamente en los núcleos lo llamó Nucleína.
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En su trabajo sobre los glúcidos determinó la estructura molecular de la glucosa y la fructosa. Además de sintetizarlos.
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Descubrió y tipifico los grupos sanguíneos, estableció los grupos sanguíneos A, B y O.
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Descubre la secretina, hormona intestinal involucrada en la secreción exocrina del páncreas, su descubrimiento permitió acuñar el término "hormona" para designar a aquellas sustancias que son secretadas a la sangre y actúan sobre órganos alejados. se considera la primera hormona descubierta.
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Acuña el termino de bioquímica a esta ciencia.
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Formulo el concepto de vitaminas que llamo "aminas vitales" o "vitaminas". Además, propuso la existencia de al menos cuatro vitaminas: una que previene el beriberi; uno que previene el escorbuto; uno que previene la pelagra; y uno que previene el raquitismo.
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Fue el primer científico que logró aislar una enzima con la obtención de la ureasa en forma cristalina en su laboratorio, descubriendo también otras diastasas.
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Descubrió que todas las reacciones conocidas dentro de las células estaban relacionadas entre sí, nombrando a esta sucesión de reacciones ciclo del ácido cítrico.
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James Dewey Watson y Francis Crick, gracias a los estudios previos con cristalografía de rayos X de ADN de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, y los estudios de Erwin Chargaff sobre apareamiento de bases nitrogenadas, deducen la estructura de doble hélice del ADN.