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化学家如何看待生命世界

发布时间:2023-05-25 07:16:07

A. 如何看待生命永恒论

生命永恒论者认为生命首握和物质一样古老,根本不存在生命起源的问题。例如德国着名农业化学家李比希就说过:“我们只可以假定,生者脊庆命正像物质本身那样古老,那样永恒,而关于生命起源的野孙一切争端,在我看来都已由这个简单的假定给解决了。”但现代科学表明,地球上原来并没有生命,生命是物质发展到一定阶段的产物,所以生命决不是永恒的,也不会像物质那样古老。

B. 关于生命起源的7种理论


生命起源的答案仍然未知,但以下是科学家们最好的猜测

地球上的生命开始于30多亿年前,从最基本的微生物进化到令人眼花缭乱的复杂序列。但是,宇宙中唯一已知的生命家园上的第一批生物是如何从原始汤发展而来的呢?

对于生命的确切起源,也被称为自然发生,科学仍然没有定论,也存在分歧。甚至连生命的定义本身都在争论和重写,发表在《生物分子结构与动力学杂志》上的一项研究表明,发现了123种不同的已发表的定义。

尽管科学还不确定,以下是关于扮档凯地球上生命起源的许多不同的科学理论中的一些。

它始于一个电火花

闪电可能提供了生命开始所需的火花。据《科学美国人》报道,1952年着名的米勒-尤里实验表明,电火花可以从充满水、甲烷、氨和氢的大气中产生氨基酸和糖。该实验的发现表明,闪电可能帮助创造了地球早期生命的关键组成部分。经过数百万年的时间,可以形成更大更复杂的分子。

根据加州大学的说法,尽管此后的研究表明,地球早期的大气实际上是缺乏氢的,但科学家们认为,早期大气中的火山云可能含有甲烷、氨和氢,并充满了闪电。

生命的分子在粘土上相遇

根据苏格兰格拉斯哥大学的有机化学家亚历山大·格雷厄姆·凯恩斯-史密斯的观点,生命的第一个分子可能是在粘土上相遇的。凯恩斯-史密斯在他1985年的有争议的书《生命起源的七个线索》中提出,粘土晶体随着它们的生长保护它们的结构,且粘在一起形成暴露在不同的环境的区域,诓使其他分子组织成就像我们现在的基因的模式。

DNA的主要作用是储存其他分子如何排列的信息。DNA中的遗传序列本质上是指示氨基酸在蛋白质中如何排列的指令。凯恩斯-史密斯认为,粘土中的矿物晶体可以将有机分子排列成有组织的模式。过了一段时间,有机分子接管了这项工作,并自行组织起来。

尽管凯恩斯-史密斯的理论在20世纪80年代确实给科学家们提供了思考的食物,但它仍然没有被科学界广泛接受。

生命起源于深海的喷口


根据《自然评论微生物学》杂志的说法,深海喷口理论认为,生命可能起源于海底的深海喷口,喷口喷出的元素对生命至关重要,比如碳和氢。

据自然 历史 博物馆称,深海热泉可以在海底最深处蠢衡发现,通常是在分开的大陆板块上。这些喷口喷出的液体在穿过地壳时被地核加热,在穿过地壳的过程中,它收集溶解的气体和矿物质,比如碳和氢。

它们的岩石角落可以将这些分子集中在一起,为临界反应提供矿物催化剂。即使是现在,这些富含化学和热能的喷口仍然维持着生机勃勃的生态系统。

通过热液喷口的非生物成因继续被研究为地球上生命的一种可能的原因。2019年,伦敦大学学院的科学家们在类似热液喷口的高温、碱性环境条件下成功创造了原始细胞(帮助科学家了解生命起源的非生物结构)。

生命有一个寒冷的开始

冰可能在30亿年前覆盖了海洋并促进了生命的诞生。被认为在生命起源中起重要作用的关键有机化合物在较低温度下更稳定。在正常温度下,这些化合物,如简单氨基酸,在水中稀疏分布,但当冷冻时,它们会变得集中,促进生命的出现。

冰也可能保护水下脆弱的有机化合物免受紫外线和宇宙撞击的破坏。低温也可能帮助这些分子存活更长时间,使关键反应得以发生。

答案在于理解DNA的形成

现在DNA需要蛋白质才能形成,而蛋白质需要DNA才能形成,那么它们是如何在没有彼此的情况下形成的?据《细胞分子生物学》杂志报道,答案可能是RNA,它可以像DNA一样存储信息,像蛋白质一样充当酶,并帮助生成DNA和蛋白质。后来,DNA和蛋白质取代了“RNA世界”,因为它们更高效。

RNA仍然存在,并在生物体中发挥多种功能,包括充当某些基因的开关。问题仍然是RNA最初是如何到达这里的。一些科学家认为,这种分子可能是在地球上自发形成的,而另一些科学家则认为厅唤,这种情况不太可能发生。

生命的起源很简单

生命不是从复杂的分子如RNA发展而来,而是从更小的分子在循环的反应中相互作用开始的。它们可能被包含在类似细胞膜的简单胶囊中,随着时间的推移,更复杂的分子会比更小的分子更好地完成这些反应,这种情况被称为“代谢优先”模型,而不是“RNA世界”假说中的“基因优先”模型。

生命从太空的其他地方被带到这里

也许生命根本就不是从地球上开始的,而是从太空的其他地方带到地球上的,根据美国宇航局的说法,这个概念被称为生源说。例如,由于宇宙的影响,火星上的岩石经常被炸飞,一些研究人员在地球上发现了一些火星陨石,这些陨石将微生物带到这里,有可能使我们最初都是火星人。其他科学家甚至提出,生命可能是搭便车从其他恒星系统的彗星。然而,即使这个概念是正确的,生命如何在地球上开始的问题也只会变成生命如何在太空的其他地方开始。

C. 生命的“化学起源说”是怎么证实的

时至今日,在关于生命起源的问题上,研究取得的最重大的进展,就是用实验支持、证实了生命的“化学起源说”。

1953年,美国芝加哥大学年轻的毕业生米勒,在龙瑞教授指导下,设计和研制出一个模拟原始地球情况的实验装置。他把甲烷、氨、水蒸气、氢气的混合体装在这个封闭的装置内,经过连续一周的火花放电,得到11种氨基酸和其他有机物,即合成了生物小分子。

生物小分子一般是指分子量在1000以下的氨基酸、脂肪、单糖等。这个实验是生命起源研究史上一个关键性实验。正是这个实验,提供了几十亿年前,原始地球上合成有机物的生动图景。关于生命的“化学起源说”,是在100多年前恩格斯提出来的。他总结当时自然科学的成就,提出了三个极为重要的论点:

①生命起源是一个十分漫长的过程,地球上的生命不可能从非生命物质中突然产生。

②生命的起源必然是经过化学途径实现的。

③生命是蛋白体的存在方式。如果有一天用化学方法制造蛋白体成功了,那么它们一定会显示生命现象,进行新陈代谢,虽然可能是很微弱的和短暂拍雹芹的。

“化学起源说”是对当时人类认识生命起源的科学总结,米勒的实验证实了它的基本思想,也深化了它的基本思想。

米勒和奥吉尔在《地球上生命的起源》一书中,以实验为依据,明确地指出生命是在地球上发生的,所有生命都具有共同的基本成分和性质,都有共同的生物合成途径。

米勒的发现打开了生命之谜的大门,成为20世纪最重大的发现之一。

在米勒之后的1959年,德国两位科学家也做了类似的实验,所不同的是,他们是用紫肆兆外线来模拟地球诞生之初的太阳辐射,结果也得到了氨基酸。这个实验又证明,只要有能量辐射,就能使宇宙中的一些构成有机分子的原子靠拢,并合成氨基酸。

在米勒实验的启发下,到1970年为止,世界各国已先后在实验室人工合成了21种氨基酸。

实验的成功,又促使科学家进一步思考:能否人工合成比氨基酸更高级的生命物质?

1961年,美国生化学家奥罗捷足先登,用无机物首次合成了嘌呤和核糖,把生命物质的合成向前推进了一大步;中国科学家后来居上,在人工合成生命物质方面,从1961年开始走在世界前列。这一年,中国科学家开始了那时惟一知道其结构的蛋白质——牛胰岛素的人工合成。经过4年探索,1965年合成了牛胰岛素,也就是人工合成了一种含有51种氨基酸的、具有生物学活性的蛋白质。1981年,中国科学家又取得震惊世界的重大研究成果,即人工合成酵母丙氨酸转袭毕移核糖核酸。这是世界上最早人工合成与天然分子相同的核糖核酸。将这种核糖核酸掺到蛋白质中,它立即显示出生物活性,进一步证实了生命起源于地球的化学演化过程。

人类认识到并证实地球上的生命来源于无机界,无机物完全可以通过化学演化,演化出有机物来。然而,这个认识并不是轻而易举和一帆风顺得来的,它经历了非常漫长的探索过程,也走过非常曲折的道路。

D. 生命的意思是什么

生命的意思是什么

生命的拍携咐意思是什么,事实上,人们已经提出了超过100个有关生命的定义,不同学科的科学家袭纯在“究竟什么才能真正被用来定义生命”这一重要问题方面的想法是很不同的。下面就来看看生命的意思是什么。

生命的意思是什么1

生命可以使人体(身体)生物。生命个体通常都要经历出生生命,植物动物成长再生补充消耗,泛指一切具有稳定的物质和能量代谢现象,植物动物具有生命。生命种群则在一代代个体的更替中。宇宙哲学认为生命是自发重演于现在的合律宇宙精神,能回应刺激能进行繁殖的半开放物质系统、成长和死亡,经过自然选择发生进化以适应环境。

生命是什么?一一生命是大自然的魂魄,是大自然的精髓,是大自然最终进化出来的,一种高级的物质形式。生命就是活着,是生物存在的一种状态。谈到生命是什么,人们往往会答非所问,莫明其妙地谈出一些人生的意义来,其实生命就是生命。在生物进化中,生命从无到有,从低级到高级,以至于从小到大到衰老,这是生命进化的必然过程。

从生物学角度理解,生命是由细胞为基质的单体或细胞复合体。生命的基本属性是通过和自然的能量交换,形成自发的运动形式过程。从生成到结束的过程,就是生命的表现形式,是物质运动的结果,也是区别于一般物质运动形式自然感应的产物。

可以繁衍的都可以称为生命,据达尔文进化论指出,所有生命都是由一个祖先生命进化繁衍来的,只要可以繁衍复制的都可以称作生命。生命的产生是由基因的一次次变异,并通过自然选择去除无益于种族繁衍的基因,一个基因不一定对个体有益,但一定对整个种族有益,因此繁衍可以说是生命的意义。第一个祖先物种如何诞生,暂时还没有定论。当然了基因漂移也是演化的一种,不同于自然选择,它有可能留下对个体有害的,中性的基因。

生命的意思是什么2

我们中的绝大部分人在生活中要想区分什么是“活的”,什么不是“活的”应该不会是一件非常困难的事情,你看:一个人是活的,但是一块石头则不是活的。太简单了!

但是在科学家和哲学家们的.眼里,这件事却没有那么简单。他们花费数百年的时间来思考:究竟什么让一样东西成为“活的”。人类中的那些最伟大的头脑们:从亚里士多德到卡尔萨根,都曾经在这个问题上做过大量思考,但直到现在却都还没有一个具有共识性的结论。这也就意味着,从文字定义的角度来说,我们迄今仍然还没有一个达成共识的关于生命的定义。

在过去的100年间,我们对于生命的定义变得更加困难了。一直到19世纪以前,人们一直认为生命是非常特殊的,而之所以如此,是因为我们的身体内隐藏着一种看不到的“灵魂”。但在科学界,这样的说法现在已经逐渐消失了。现在的人们看待这一问题的视角更加科学了。比如说美国宇航局将生命定义为“能够自我维系,且能够进行达尔文进化的化学系统”。

但美国宇航局也仅仅是许许多多试图将所有生命现象归入一个简单定义中的机构中的一个。事实上,人们已经提出了超过100个有关生命的定义,其中大部分着眼于一些生命所具有的关键特征,比如繁殖以及新陈代谢。

让事情更加糟糕的是,不同学科的科学家在“究竟什么才能真正被用来定义生命”这一重要问题方面的想法是很不同的。一个化学家倾向于将生命看做大量分子的结合,而物理学家则更多会从热力学角度去进行讨论。

生命的意思是什么3

生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界,无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。

比如生命科学中一个世纪性的隐枯难题是“智力从何而来?”我们对单一神经元的活动了如指掌,但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。

生命科学研究不但依赖物理、化学知识,也依靠后者提供的仪器,如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等,举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。

生命科学研究或正在研究着的主要课题是:生物物质的化学本质是什么?这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的?生物大分子的组成和结构是怎样的?细胞是怎样工作的?形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能?基因作为遗传物质是怎样起作用的?什么机制促使细胞复制?一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息?

多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织?物种是怎样形成的?什么因素引起进化?人类现在仍在进化吗?在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样?何种因素支配着此一生境中每一物种的数量?动物行为的生理学基础是什么?记忆是怎样形成的?记忆存贮在什么地方?哪些因素能够影响学习和记忆?智力由何而来?除了在地球上,宇宙空间还有其它有智慧的生物吗?生命是怎样起源的?等等。

在上述问题的研究中积累起来的知识已经或正在应用于人类社会,并产生了巨大的效益如减少人类疾病和动植物病害、改善人类的营养状况,减少环境公害、保护自然资源等等。

近年来,生物工程的兴起,使我们面临着重大的机遇与挑战。在这一关键时刻,我们必须有所作为,理解并参与做出决定。

E. 急需一篇关于“对生命科学的认识”的论文,谢谢了大家

提升对生命进程的认识 诺贝尔奖垂青生命科学

2002-10-11 08:39:00 新华网

2002年诺贝尔化学奖授予了美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一、瑞士科学家库尔特·维特蚂袭里希。这3位科学家在生物大分子研究领域取得了重要贡献,瑞典皇家科学院称赞他们的研究工作提升了人类对生命进程的认识。

10月9日晚,当武汉大学化学系张丽娜教授从本报记者这里得知这一消息时,对今年的诺贝尔化学奖又授予化学生物领域的科研成果略感惊讶。但她表示,如今生物学和化学结合得越来越紧密了,这两个学科的交叉融合已成为大趋势,这一地带容易出创新的科研成果,产生诺贝尔量级的成就。

据专家介绍,在这3位科学家所开创的新的研究方法的基础上,今天的研究人员已能迅速并且简单地揭示一个物种包含多少种不同的蛋白质,能用三维照片显示蛋白质分子溶解状态的样子。这些新方法对于新药品的开发起到了革命性的促进作用链或,并能应用在其他领域,如食品控制、乳腺癌和前列腺癌的尽快诊断等方面。这些基本上都是现代化学应用在生命科学上所取得的成果。

清华大学化学系教授赵玉芬院士对获得今年诺贝尔化学奖的约翰·芬恩等人比较熟悉。她认为,他们的成果对于生命科学发展的影响意义深远。在21世纪,化学学科将和生命科学更紧密地融合。据记者了解,赵玉芬院士是清华大学化学系教授,也是清华大学生命科学与工程研究院副院长。据了解,我国有不少科学家也都同时活跃在化学和生命科学领域。

最近几十年来,诺贝尔化学奖出现了青睐分子生物学的趋势。中国科学院周嘉华研究员是研究诺贝尔化学奖的专家。他向本报记者介绍说,在20世纪的最后25年里,诺贝尔化学奖有1/3左右颁给了分子生物学领域的成果,这是相当高的比例。他指出,自20世纪下半叶开始,化学家已经开始从以自然物质为研究对象朝着研究人和生命体转变。现在几乎所有的学科都出现了交叉融合的趋棚物伍势。事实上,今年的诺贝尔生理/医学奖也授予了生命科学领域的成就。他认为,未来生命科学成果获得诺贝尔奖的比例会更高。

生命科学目前在世界范围内炙手可热。近年来,我国也在生命科学领域不断取得重要进展,如参加人类基因组计划的测序工作和水稻基因组研究的突破等。同时,我国学者在国际上发表的生命科学论文的数量迅速增加,影响力因子也在提高。但一位不愿透露姓名的科学家向记者表示,我国目前在该领域还没有接近诺贝尔奖量级的成果。当然,我国已经加大了对生命科学研究项目的支持力度,不少中青年科学家已经脱颖而出。他相信,我们在生命科学领域将会有越来越多的创新成果。

F. 科学家认为地球是个生命体,有什么科学依据吗

近几年地球开始频繁出现自然灾害,比如地震,极端天气等,这都是由于人类过度开采资源,地球才开始变得千疮百孔,不过大家所不知道的是,大自然具有自我调节能力,这段时间全球受到疫情影响,人类在地球上的生活越来越少,大自然也启动了自我修复,网上就传出了很多新闻,一些稀有动物开始走上街头。


5

第2个证据,就是撒哈拉之眼,它位于撒哈拉沙漠当中,直径超过了48公里,从太空当中观看这块地区,能够清晰的看见,很像一只眼睛,科学家们认为,这块地区是由于陨石的撞击才形成的,不过地质学家在经过勘探之后才发现,这块地区所形成的原因主要是地质结构上升,或者是受到了某种腐蚀,导致产生这样的模样,直到现在这块地区也被称为世界上最神秘的地方之一。以上两个证据的表现,才让很多人都以为地球或许真的就是一个生命体,对此大家有什么其他看法吗?

G. 生命是什么化学起源还是物理起源

生命的起源

其实脉络比较清晰,未来也很清晰。

关于化学起源的完整过程推演:

别忘记还有量子和电子与磁等世界,所以可以说生命起源必然是电磁和化学的产物。

先有化学,后有电磁?这很难分清楚,因为最可能的同时作用,但是化学起源至少是一种基本起源的必须条件,却肯定不是唯一条件。缺少程序,其实就是电磁组成的程序。

用现代已知的并不复杂科学知识,加上一些哲学,就很容易推导出生命起源过程。

生命的脆弱性,只有地球有生命,向我们说明了环境的重要性。同时水的作用和所有生命都有关联。题外话第一个生命起源的零部件来自地球本身还是宇宙都不重要,但都有可能。但是只有在地球这种类型环境才能形成,我们目前的这种万物生命的类型,这是必须的。

重要注解:思想和精神是什么?基因又是什么?
可能很像是病毒原理,他需要宿主就是细胞,但他不是细胞,他是细胞这种环境所提供的电磁化学环境。类似u盘数据,磁介质,只需要加电存储。

过程推演:
有机物诞生了,但他不是由生物创造,他实际还可以叫物质。他是元素特定环境产生这很多人已经清楚不再赘述。产生的有机物不是一种,种类繁多,类似堆满建材的工地,但还不是建筑。

精彩的部分开始了,有两个或者两种有机物聚集到了一起,接下来可能会有更多有机物的聚集。(你把砖头和钢筋杂乱堆到一起,恰好有个容身缝隙空间,谁能说这就不是建筑的空间呢?虽然看上去很丑也效率不高)

聚集到一起的时候什么都不会发生,并不会产生生命。这时候电磁出场了,它像是一道闪电(或者就是静电不是什么闪电)击中这堆有机物杂物堆(可能还有无机物),而奇妙的事情发生了电磁产生的010101组合电信号被这些有机物通过电磁类的方式存储下来。

这些存储奇妙的010101的电信号,就像静汪槐电无处不在无时无刻不在存取数据,恰好有一组,完全可蚂陵大以碰巧组成不太有效率的程序,我们人类定义就是程序。(这个过程花了n亿年,才出现巧合的程序或ai程序,如果是300年反而没那么可信了)
这些程序并不是人设计的,所以他是巧合。这些程序不断的聚集数据膨胀,接下来巧合了ai智能结构出现了,虽然他也许不是故意的,但他的确是很巧合的确实出现了。这就是智慧的诞生,思想的诞生,精神的诞生,基因的诞生,很偶然吧,他不需要谁去创造,他巧合的条件下就可以自我诞生。

接下来就是这些电磁程序开始不断的自我优化,复制,再设计。接下来高级程序诞生了,它自我复制的也很完美,他开始用智慧和电磁信号本身去驱动这些有机物质或还有无机物,有规律的运动,按照程序意志去运动。

接下来?是的,接下来细胞诞生了。

很显然细胞也不简单,他内部依然具有哪些存储的程序。

再接下来就不用说了,细胞开始聚集,程序也在第二次聚集重新自我构架。多细胞生物诞生,,

再接下来,还用我说吗?很多有基本科普的人都已经明白了,进化论。

生命起源的偶然性,恰好产生了好的程序,通过有机物得以存在。
生命的起源,是依程序可以主动去控制的有机物和细胞但是,如果不能驱动就不是生命了。
换句话,如果你不能通过运动清除那些无用的程序,那就只能灭亡,只能是一块石头。

也正是生命需要驱动物质,或者只有驱动物质才能保证自己不因为固定而被终止灭而亡。所以生命很脆弱,需要苛刻环境和有机物去支撑。

但是也千万别以为生命形式已经到头了!

其实还有更高级的形式,就是机器人统治地球,人类如同花草树木鱼鸟兽一样被边缘化。

生命形式从低级到高级:
分子物质,有机物,细胞,多细胞,动植物。后面是机器人,,,

接下来是机器人和人类的混合物,再接下来人类都不需要了,机器就可以成为生命。同时闷竖机器可以自我采用制造的方式产生,通过程序的方式自我拷贝和ai自我设计,机器人永远延续他们就是下一代的生命形式。他们终于可以借助钢铁之躯脱离地球,去探索和移民下一个不会爆炸,便于生产活动的新星球。当然也可能他们会在半路灭亡也说不定。也许没有必然,一切看起来都是那么偶然,正如我们。

再解释关于物质元素:(无机物,有机物的前世今生)
其实宇宙里物质可以是单一物质构成,那就是氢元素。我们看到的所有宇宙物质都是氢裂变的产物。
元素周期表都知道,元素的转换裂变也很正常,只是转换过程需要强大的能量而已。

请注意:
从有机物堆积物接受电磁的不断数据0100101存取,而巧合成为程序,这地球足足花了n亿年才诞生生命的雏形!你能说这很容易吗?你能说这不是巧合或只能巧合吗?至于普通程序升级到ai程序是在生命诞生之前还是之后,这至少以亿年为单位计算,容易吗?巧合吗?

H. 化学与生命科学的关系

化学与生命科学的关系
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。

生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界,无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解,无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来?”我们对单一神经元的活动了如指掌,但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题禅手信的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。

生命科学研究不但依赖物理、化学知识,也依靠后者提供的仪器,如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等,举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。

生命科学研究或正在研究着的主要课题是:生物物质的化学本质是什么?这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的?生物大分子的组成和结构是怎样的?细胞是怎样工作的?形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能?基因作为遗传物质是怎样起作用的?什么机制促使细胞复制?一个受精卵细薯槐胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息?多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织?物种是怎样形成的?什么因素引起进化?人类现在仍在进化吗?在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样?何种因素支配着此一生境中每一物种的数量?动物行为的生理学基础是什么?记忆是怎样形成的?记忆存贮在什么地方?哪些因素能够影响学习和记忆?智力由何而来?除了在地球上,宇宙空间还有其它有智慧的生物吗?生命是怎样起源的?等等。

生物技术
本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

生化技术
生物学的分支学科。它是研究生命物质的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化的科学。
生物化学若以不同的生物为对象,可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象,则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来,生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等;或按应用领域不同,分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。
生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,A.-L.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的,但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可进行如发贺轮酵这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。
生物化学的发展大体可分为3个阶段。第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中E.菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型,并指出蛋白质是肽键连接的。1926年J.B.萨姆纳制得了脲酶结晶,并证明它是蛋白质。此后四、五年间J.H.诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素,并阐明了它们的结构。与此同时,人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同,不依赖外界供给,而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。
第二阶段约在20世纪30~50年代,主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环(也称克雷布斯循环)以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸 (ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。当然,这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多,在50~60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。
第三阶段是从20世纪50年代开始,主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展,以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透,产生了分子生物学,并成为生物化学的主体。
蛋白质和核酸是两类主要的生物大分子。它们的化学结构与立体结构的研究在50年代都取得了重大进展。蛋白质方面,如β-螺旋结构的提出,测定了胰岛素的化学结构以及肌红蛋白和血红蛋白的立体结构。核酸方面,DNA 双螺旋模型的提出打开了生物遗传奥秘的大门。根据双螺旋结构,完满地解释了DNA的自我复制,在后来的发展中又阐明了转录与转译的机理,提出了中心法则并破译出遗传密码。
1973年重组DNA获得成功,从此开创了基因工程。自1977年以后,用这一技术先后成功地制造了生长激素释放抑制激素、胰岛素、干扰素、生长激素等。1982年用基因工程生产的人胰岛素获得美、英、联邦德国、瑞士等国政府批准出售而正式工业化。
在生物大分子的合成方面,1965年中国科学家首次合成了结晶牛胰岛素,合成的产物经受了严格的物理及化学性质和生物学活性的检验,证明与天然胰岛素具有相同的结构和生物活性。继美国科学家在1972年人工合成DNA以后,中国科学家又在1981年首先合成了具有天然生物活力的酵母丙氨酸tRNA。英美等国科学家在 DNA序列分析及人工合成方面作出了重大贡献。DNA自动合成仪的问世,大大简化了人工合成基因的工作。

I. 化学家在合成生物学研究中能够作出哪些贡献

化学家在合成生物学研究中能够作出哪些贡献?下面,一起来看一下吧!

青禅盯灶蒿素在化学家在合成生物学研究中是有划时代意义的

很多物质的合成生产依赖植物生长,速度慢、效率低,但通过对微生物进行适当的基因改进,可以获得生产相同物质的能力,速度大大加快。例如,过去获得青蒿素,主要是种植青蒿素,然后分离提取。青蒿素(Artemisin)但今天,科学家们利用基因改良的酵母菌,直接生产青蒿素的前产物Artemisin,然后再从化学上转化为Artemisin。1立方米的发酵罐在3-4天内就能得到25公斤的艾草酸,这绝对是数量级意义上的上升。惠欣还认为,基因编辑技术使人类受益,但在应用过程中也要注意守卫边境。例如,科学家反对生殖细胞和不安全的生殖医学应用,基本的人类伦理无法突破。

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