生命科學(xué)學(xué)術(shù)論文

　　生命科學(xué)是通過分子遺傳學(xué)為主的研究生命活動規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的生命科學(xué)學(xué)術(shù)論文，謝謝你的閱讀。

　　生命科學(xué)學(xué)術(shù)論文篇一

　　有機化學(xué)與生命科學(xué)的關(guān)系

　　摘 要：有機化學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中起著理論基礎(chǔ)，研究工具，闡明本質(zhì)的重要作用，它們有著密切的關(guān)系。本文從有機化學(xué)的發(fā)展與生命科學(xué)，有機化學(xué)的主要研究成果與生命科學(xué)，有機化學(xué)研究的任務(wù)與生命科學(xué)，三個方面說明有機化學(xué)課程與生命科學(xué)中的關(guān)系。

　　關(guān)鍵詞：有機化學(xué);生命科學(xué);關(guān)系

　　有機化學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)，有機化合物是構(gòu)成生物體的主要物質(zhì)，生物體中各種有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及它們在生物體內(nèi)的的合成、分解、轉(zhuǎn)化、代謝無不以有機化學(xué)為基礎(chǔ)。有機化學(xué)產(chǎn)品正越來越多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。如農(nóng)藥(殺蟲劑、殺菌劑、除草劑)、植物生長調(diào)節(jié)劑、化肥、農(nóng)膜等保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn);獸醫(yī)藥、飼料添加劑促進(jìn)了畜牧業(yè)生產(chǎn)。要正確地使用，必須了解這些有機化合物的組成、性質(zhì)和生理功能。但是，目前有些學(xué)校的生命科學(xué)專業(yè)越來約忽視有機化學(xué)課程，課時越來越少，這樣對學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)不利，比如生物化學(xué)、分子生物學(xué)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。本文將從有機化學(xué)的發(fā)展與生命科學(xué)，有機化學(xué)的主要研究成果與生命科學(xué)，有機化學(xué)研究的任務(wù)與生命科學(xué)，三個方面說明有機化學(xué)課程與生命科學(xué)中的關(guān)系。希望能引起從事生命科學(xué)專業(yè)人對有機化學(xué)的重視。

　　1. 有機化學(xué)的發(fā)展與生命科學(xué)有密切的關(guān)系

　　有機化學(xué)就其最初的意義而言，是生物物質(zhì)的化學(xué)。1807年，J. F. Yon Berzilius首先把從活細(xì)胞中獲得的化合物命名為有機化合物。那時人們對生命現(xiàn)象的本質(zhì)還沒有認(rèn)識，因而便賦予有機化合物一種神秘的色彩，許多化學(xué)家認(rèn)為有機物是不可能用人工的方法合成的，它們是“生命力”所創(chuàng)造的。但是1828年，F(xiàn). Wohler從無機物氰酸銨制得了尿素，否定了關(guān)于“生命力”的假說，可以說是化學(xué)家第一次干預(yù)了生命科學(xué)。

　　隨后有機化學(xué)的發(fā)展主要集中在有機物的結(jié)構(gòu)研究和合成方法上，較少關(guān)心它們的生物功能。盡管如此，許多化學(xué)家的研究成果還是成為了生命科學(xué)發(fā)展過程的里程碑。比如，19世紀(jì)中葉，I. Pasteur關(guān)于左旋和右旋酒石酸經(jīng)典式的研究，導(dǎo)致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面體構(gòu)型學(xué)說的建立，它是生命分子結(jié)構(gòu)不對稱性的基礎(chǔ)。E. Fischer對碳水化合物立體化學(xué)和肽合成化學(xué)的貢獻(xiàn)是這兩大類重要的生命分子化學(xué)的奠基石。20世紀(jì)50年代，A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，為Vatson-Crick DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出鋪平了道路。60年代H. G. Khorana開創(chuàng)的磷酸二酯法合成寡核苷酸，不但證明了DNA上每三個堿基組成一個三聯(lián)體密碼子編碼一個氨基酸從而提出了一套遺傳密碼，而且也開始了人工合成DNA的研究。化學(xué)家也將用化學(xué)小分子和化學(xué)工具研究生命體系。1985年H. Smith和K. Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)從而使分子生物學(xué)在技術(shù)上有了一個突破和飛躍。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然產(chǎn)物FK506時發(fā)現(xiàn)FK506的結(jié)合蛋白FKBP12。1991年他們又利用小分子探針FK506和Cyclosporin發(fā)現(xiàn)他們可以抑制磷酸化酶神經(jīng)組蛋白Calcineuin的活性。同時發(fā)現(xiàn)了可以生成FKBP-12-FK506神經(jīng)組蛋白復(fù)合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的復(fù)合物。這些小分子同時與兩個蛋白結(jié)合，而表現(xiàn)出的生物活性也是細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路的分子基礎(chǔ)。1992年，SchrEIber在美國《化學(xué)與工程新聞》發(fā)表了題為“用有機化學(xué)的原理探索細(xì)胞學(xué)”的論文，確信生命的過程就是生物體中化學(xué)變化過程[1-3]。

　　總之，有機化學(xué)理論上和實踐上的成就為現(xiàn)代生物學(xué)的誕生和發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。價鍵理論、構(gòu)象學(xué)說、反應(yīng)機理等成為解釋生化反應(yīng)的有力手段，蛋白質(zhì)和核酸的組成和結(jié)構(gòu)研究，順序測定方法的建立，合成方法的創(chuàng)建，酶催化機制的研究，模擬酶的合成的化學(xué)模型的建立，小分子探針技術(shù)，單分子激發(fā)的技術(shù)，單分子操作的技術(shù)等重大成就，為現(xiàn)代生物學(xué)及生物技術(shù)開辟了道路。有機化學(xué)與生物問題的密切結(jié)合是推動生命科學(xué)發(fā)展的有力柱，也將人們對生命過程的了解提高到一個新的層次[4, 5]。

　　2. 一百多年來，有機化學(xué)的最高科學(xué)成果—— 諾貝爾化學(xué)獎綜覽

　　1901-2010年共110年，除去8年未授獎外，共授化學(xué)獎102項，其中有機化學(xué)方面得化學(xué)獎65項，占整個化學(xué)獎的63.7%。碳水化合物、光合作用得研究共8項;蛋白質(zhì)、酶和核酸方面得研究共18項;甾族化合物、維生素和生物堿方面研究共8項;其它方面共31項。其中與生物相關(guān)的占34項。占有機化學(xué)的52.3%。由此可以看出有機化學(xué)與生命科學(xué)有著密不可分的關(guān)系。

　　3. 有機化學(xué)研究的任務(wù)與生命科學(xué)的關(guān)系

　　有機化學(xué)研究的主要任務(wù)是分離提純、物理有機化學(xué)、合成。分離提純即分離、提取自然界存在的各種有機物，測定它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以便加以利用。物理有機化學(xué)是研究有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系、反應(yīng)經(jīng)歷的途徑、影響反應(yīng)的因素等，以便控制反應(yīng)向我們需要的方向進(jìn)行。合成是在確定了分子結(jié)構(gòu)并對許多有機化合物的反應(yīng)有相當(dāng)了解的基礎(chǔ)上，以由石油或煤焦油中取得的許多簡單有機物為原料，通過各種反應(yīng)，合成我們所需要的自然界存在的，或者自然界不存在的全新的有機物[6]。

　　3.1 有機化合物的分離提純與生命科學(xué)

　　有機化學(xué)的分離提純與生命科學(xué)的關(guān)系主要體現(xiàn)在兩個方面，一是天然有機化學(xué)，二是分離與分析。

　　天然有機化學(xué)是研究動植物(包括海洋、陸地和微生物的次級代謝產(chǎn)物)及生物體內(nèi)源性生理活性物質(zhì)的有機化學(xué)。目的是希望發(fā)掘有生理活性的天然化合物，作為發(fā)展新藥先導(dǎo)化合物，或者直接用于臨床或為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。天然有機化學(xué)的發(fā)展與國民經(jīng)濟有密切的聯(lián)帶關(guān)系，對于開發(fā)新型藥物、新型農(nóng)藥至關(guān)重要。我國自然資源非常豐富，又有幾千年傳統(tǒng)防治疾病的經(jīng)驗積累，在我國大力發(fā)展天然有機化學(xué)的研究有著非?，F(xiàn)實的意義。對內(nèi)源性生理活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)及其生理活性研究，又開辟了天然有機化學(xué)研究的新領(lǐng)域。充分利用開發(fā)我國動植物資源包括海洋生物資源，努力開拓新的生理活性物質(zhì)，為國民經(jīng)濟服務(wù)是天然有機化學(xué)的重要任務(wù)。

　　分離提純和分析的緊密結(jié)合是有機分析的一大特點。在生命科學(xué)中也涉及到復(fù)雜系統(tǒng)的痕量或微量的有機物分離分析問題，比如生物活性物質(zhì)的提取和分析等。氣相色譜的發(fā)展是高效分離的突破口，而高效氣相色譜和高效液相色譜是現(xiàn)代分離技術(shù)的基礎(chǔ)。在氣相色譜中新型高選擇性的耐高溫固定相(如手性固定相和異構(gòu)體選擇性分離的固定相)仍是比較活躍的研究領(lǐng)域。液相色譜中選擇性色譜柱和選擇性流動相

　　的應(yīng)用發(fā)展是今后若干年中的主攻方面。細(xì)徑柱的合理開發(fā)，多維色譜以及以色譜為主的系統(tǒng)分析網(wǎng)絡(luò)將使復(fù)雜系統(tǒng)有機痕量物質(zhì)的分離和分析躍上新的臺階。超臨界流體色譜，包括毛細(xì)管柱超臨界流體色譜是正在發(fā)展中的新技術(shù)。毛細(xì)管電泳是生命科學(xué)日益發(fā)展的情況下產(chǎn)生的新型的高效技術(shù)，在蛋白質(zhì)和核酸的分離方面已顯出極大的威力，是有很強發(fā)展活力的新領(lǐng)域。核磁共振波譜技術(shù)在譜儀性能和測量方法上有了巨大的進(jìn)步，其中二維方法的發(fā)展已成為解決結(jié)構(gòu)問題最主要的物理方法。NMR今后的發(fā)展趨勢是如何得到更多的相關(guān)信息、簡化圖譜、提高檢測靈敏度和發(fā)展三維核磁共振技術(shù)。質(zhì)譜技術(shù)最突出的進(jìn)步是新的解析電離技術(shù)的發(fā)展。隨著接口技術(shù)的進(jìn)步，聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用面更擴大，效果更為提高。這將使質(zhì)譜成為生命科學(xué)中的一個嶄新的研究手段。

　　3.2 物理有機化學(xué)與生命科學(xué)

　　物理有機化學(xué)主要是通過現(xiàn)代物理實驗方法與理論計算方法研究有機分子結(jié)構(gòu)及其物理、化學(xué)性能之間的關(guān)系，闡明有機化學(xué)的反應(yīng)機理。生命科學(xué)中的物理有機化學(xué)研究，包括主——客體化學(xué)中的模擬酶催化反應(yīng)，主體分子提供的微環(huán)境可控制反應(yīng)，主體分子對客體分子的識別作用以及疏水親脂作用等都是具有重要理論意義的研究領(lǐng)域。量子有機化學(xué)由靜態(tài)向動態(tài)方向的發(fā)展是當(dāng)前物理有機化學(xué)的重要組成，分子力學(xué)方法在有機分子結(jié)構(gòu)與構(gòu)象的研究方面有著非常樂觀的發(fā)展前景。我國化學(xué)家蔣錫夔院士等發(fā)表了題為“物理有機化學(xué)前沿領(lǐng)域兩個重要方面——有機分子簇集和自由基化學(xué)的研究”的論文，提出了可用物理有機化學(xué)方法解決生命科學(xué)的難題。

　　3.3 有機合成與生命科學(xué)

　　有機合成也與生命科學(xué)有著密切的關(guān)系。在與生命科學(xué)的聯(lián)系中，金屬有機化學(xué)和元素有機化學(xué)是最為活躍的領(lǐng)域之一。比如，有機磷化合物在農(nóng)藥、醫(yī)藥、萃取劑等方面以及有機合成化學(xué)中都有重要的應(yīng)用。開展有生物活性的有機磷化合物的研究，在生命科學(xué)研究中也具有極為重要的意義。近年生物有機硅化合物以及有機硅化合物在有機合成中的應(yīng)用有新的迅速發(fā)展。在基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，硅烯、硅賓、硅的3d空軌道化學(xué)和多硅烷的研究是當(dāng)今有機硅化學(xué)重要研究課題。有機硅化合物在有機合成中特別在天然有機物的合成中占有重要的地位。

　　無論從有機化學(xué)的發(fā)展、有機化學(xué)的研究成果和有機化學(xué)研究的任務(wù)來看，有機化學(xué)課程在生命科學(xué)中都起著理論基礎(chǔ)，研究工具，闡明本質(zhì)的重要作用。因此在生命科學(xué)中要加強有機化學(xué)的學(xué)習(xí)。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell bidogy.C&E New，1992，70：22~ 32.

　　[2]周曉俊，吳暉. 有機化學(xué)與生命科學(xué). 云南師范大學(xué)學(xué)報，1998，18(1)：93-96.

　　[3]張禮和. 從生物有機化學(xué)到化學(xué)生物學(xué). 化學(xué)進(jìn)展，2004，16(2)：313-318.

　　[4]朱光美，杜燦屏. 試談生物有機化學(xué)研究的現(xiàn)狀與展望. 大學(xué)化學(xué)，1994.9(4)：6-8.

　　[5]吳毓林，陳耀疊. 探索有機體的奧秘—談世紀(jì)交替時代的有機化學(xué). 中國科學(xué)院院刊，1995，10(10)：215-219.

　　[6]汪小蘭，有機化學(xué)(第四版)，高等教育出版社，2005，1-2.

點擊下頁還有更多>>>生命科學(xué)學(xué)術(shù)論文