有机化学在生命科学领域的应用

有机化学在生命科学领域的应用

张建国2009014513 应化092 关键词: 有机化学; 生命科学; 应用; 生物技术

近年来,有机化学向生命科学领域的渗透速度令人瞩目。为了适应这种新趋势,作为医药及相关行业的教育和研究工作者,了解和掌握有机化学在生命科学领域的应用方向非常必要。

1 有机化学与生命科学密切相关

有机化学是一门与生命科学密切相关的学科。生命科学中的许多重要发现和突破,都包含了大量与有机化学有关的研究工作。随着生命科学的迅速发展,对一些生命现象的研究已经进入分子水平。生物大分子的结构与功能,生物分子内和生物分子间的相互作用机制,生命过程中复杂的变化及其调控作用的分子机制和化学本质等许多根本性的问题,已经摆在化学家们的面前[1～3 ] 。这既是一种挑战,同时又是一个重要的机遇,使生命科学和有机化学能在更深的层次上密切结合,相互促进,共同发展。

2 应用有机化学理论解释生命现象

2. 1 生物分子和有机化学生命科学主要是研究生物分子的结构和功能,生物分子在生命过程中的变化及其生理意义。例如,为什么酶具有催化作用,而且具有特殊的选择性和高效性? 为了阐明酶的这一特性,就需要详细研究酶分子的化学组成,特殊的立体结构,酶分子中各种官能团的相互影响,酶分子与底物分子相互作用等等,并且最终能够建立起人工合成的模拟酶。因此,必然应用有机化学的理论和方

法。一方面应用有机化学的结构理论、基因相互作用理论、有机化学反应机制和动力学理论,以及应用有机化学研究方法,在分子水平上研究生物分子的化学变化和反应规律。另一方面,通过模拟生物体系的化学变化,建立有机化学研究新体系。

2. 2 生物大分子的官能团和立体结构虽然自然界存在着千千万万不同的生物,但是组成这些生物体的生物分子类型并不多。生物大分子主要包括四类化合物:蛋白质、核酸、糖和脂。它们是构成生物体和维持生命现象最基本的物质基础和功能基础。所有的生物大分子都是特殊的有机化合物。

2. 2. 1 生物大分子的官能团生物大分子中常见的官能团,如甲基、乙基、苯基、二硫基、磷酸基、胍基、咪唑基、嘌呤基、嘧啶基等,在化学性质上都很活泼。它们的化学性质决定了生物大分子的各种生理功能。例如,酶是最重要的一种功能蛋白,它能特异性催化某种底物分子发生化学反应,主要是由于酶分子中的某些官能团和底物分子之间相互作用的结果。

2. 2. 2 生物大分子的立体结构生物大分子中的相对分子量一般都很大,往往包含许多不同类型的官能团。因此生物大分子具有非常复杂的几何立体结构和光学立体结构。形成和维系生物大分子复杂的几何立体结构的力主要有组成分子骨架原子的键角张力、分子中各种基团之间形成的氢键、配价键、离子键、疏水键和范德华力等。生物大分子中还存在着许多的手性中心,因此具有非常复杂的光学立体结构。例如,组成蛋白质的所有氨基酸都是L2型的,组成多糖的葡萄糖

分子都是D2型的。这种特殊的光学结构特性对于生物大分子的生理功能具有重要意义。

2. 3 生物体内发生的基本有机化学反应类型生物体内各种复杂的反应和变化,是各种生命现象的基础。在生物体内发生的有机化学反应主要有下面几个类型: ①水解反应:是

生物体内最普通的一类有机反应,例如蛋白质的水解。②缩合反应:是最基本的生物合成反应之一,如多肽和蛋白质的合成。③氧化反应:是动物体获取能量的唯一来源,,如葡萄糖在酶催化下,最终氧化成水和二氧化碳,并释放出大量能量。④还原反应:在生物合成和能量传递及转换过程中特别重要,最重要的还原反应是CO2 和H2O 在光和作用过程中被还原并生成葡萄糖。⑤烷基化反应:是生物合成反应中碳链增长反应以及许多烷基转移反应的基本过程,例如脂肪酸碳链增长反应。⑥磷酰化反应:在生物能量的传递、转化,以及生物合成和分解代谢中都普遍存在,其中,A TP 起着极其重要的作用。⑦异构化和分子重排反应:普遍存在于生物体内发生的各种复杂的生物化学变化中,例如糖酵解过程中32磷酸甘油酸转变为丙酮酸的过程,就是通过一系列酶催化的异构化反应。

有机化学的发展与应用

第一单元 有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂 △ CH 3CH 2OH ，该反应类型是加成反应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋白质。回答下列问题： (1)属于高分子化合物的是②⑦⑧；

(2)人类食物的主要营养物质是⑥⑦⑧； (3)⑤的结构简式是，其有机物类别是芳香烃； (4)能够发生酯化反应的是③④； (5)能够发生水解反应的是①⑥⑦⑧； (6)既能与钠反应，又能与碳酸钠反应的是④。 探究点一有机化学的发展与应用 1．我国早期的化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前学会了从植物中提取染料、药物和香料等。 2．近代有机化学的形成 (1)19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年德国化学家维勒首次在实验室用无机盐氰酸铵(NH4CNO)合成了有机物尿素[CO(NH2)2]，打破了早期科学家提出的“生命力论”。 (3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有

有机化学的发展和前景

有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以

及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）

(完整版)生命科学导论课后习题

第一章 一、生命的基本特征是什么？ 1.生长。生长是生物普遍具有的一种特征。 2.繁殖和遗传。生命靠繁殖得以延续，上代特征在下代的重现，通常称为遗传。 3.细胞。生物体都以细胞为其基本结构单位和基本功能单位。生长发育的基础就在于细胞 的分裂与分化。 4.新陈代谢。生物体内维持生命活动的各种化学变化的总称，包括同化和异化。 5.应激性。能对由环境变化引起的刺激做出相应的反应。 6.病毒是一类特殊的生命。 二、孟德尔在生物学研究方法上有什么创新？ 孟德尔的豌豆杂交实验，为遗传学的发展奠定了科学基础。相较于前人有下面显著特点： 1.他把许多遗传性状分别开来独立研究。 2.他进行了连续多代的定量统计分析。 3.他应用了假设---推理---验证的科学研究方法。 三、有人说机械论和活力论是互补关系，你的看法如何？ 个人观点觉得机械论和活力论是相对立的关系。“活力论”观点认识生命，认为生物体具有与物理化学过程不同的生命力，即活力。与活力论相对立的是“机械论”观点，认为生命问题说到底是物理和化学问题，一切生命现象都可以用物理和化学定律做出解释，生物体内没有什么与物理化学不同的生命力。其实个人觉得生物体是不同于物理化学系统，是高级的、非常复杂的生命系统，当把它还原为简单的物理化学系统以后，它所具有的一些特别的性质和功能就会失去。 四、你是否认为21世纪时生命科学的世纪？ 20世纪下半叶，生物学进入分子生物学时代，研究生物大分子物质的结构、性质和功能，从分子水平上阐述生命现象。20世纪下半叶以来，生命科学文献在科学文献中所占的比例、从事生命科学研究的科学家在自然科学家中所占的比例都在迅速增长，这就是这种趋势的反应。生命系统是地球上最复杂的物质系统，是从非生命系统经过几十亿年进化的结果。现代科学技术的发展对生命科学发展起到重要的作用，生命科学的发展对整个科学技术的发展产生重要影响。生命科学与农业的可持续发展：解决粮食短缺，基因工程将在育种中发挥重要作用。应用基因工程可以改善粮食和畜牧产品品质。实现农业的可持续发展，克服农业化学化的恶果，必须生物防治，降低对农药的依赖等。 生命科学与能源问题的可持续发展：解决能源问题，对生物技术给予厚望。生命科学与人的健康长寿：研制更有效的药物、在基因组的基础上认识人体，理解疾病。生命科学与维持地球生态平衡。 五、举例说明生命科学技术引发了哪些伦理道德问题？ 人类是高度社会化的生物，人类社会有特定的伦理道德，生命科学技术的在人类社会的应用时会引起伦理道德的问题。例如人工授精和试管婴儿技术，可能使子女“只知其母，不知其父”。若供卵者与怀孕的不是一个人，则生母也成了问题。例如克隆技术可以实现人的无性繁殖，那么，人类自身的生产也会批量化吗？例如应用基因工程技术改造人类本身，一些人成就了改造活动的客体，而另一些人是主体，一些认识按照另一些人的

有机化学发展简史

有机化学发展简史i “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下台成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“-”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只

如何理解生命系统的结构层次

如何理解生命系统的结构层次？ 教材内容分析： 生命系统的结构层次这一节内容属于高中生物必修一第一章第一节内容，放在这个位置，不仅说明了此节内容的概括性同时也表明了高中课程的设计技巧，新课标高中生物紧密与初中生物相联系，我们在初中时对于生命系统的结构有所了解，本节在这个位置不仅仅起到了承接的作用，还起到了启下的作用。 关于“生命活动离不开细胞”这一观点，是为深入学习细胞的知识作铺垫，属了解水平。教材通过事例从几个方面提供资料让学生进行分析，因此，该内容的教学目标定为“举例说出”。构成生命系统的结构层次是增加的内容，本节教材涉及较多的初中知识，同时，由于时间相隔较长而容易遗忘，因此，本节教学除完成知识上的教学目标之外，还具有熟悉学生，了解学生，激发学习兴趣的目的。在这节内容中只有种群和群落是学生没有学习过的，这些结构层次都属于基本概念，因此需要理解学习。不仅理解生命系统的这些结构层次的含义，还应理解这些结构层次是层层相依，紧密相联的，同时，还应初步理解生命系统具有复杂性和多样性。因此，教学目标定为“举例说明”。在分析组成生命系统的多层次关系的基础上，认同细胞是基本的生命系统。 “生命系统的结构层次”教学设计 地球上生物的种类和数量可谓是恒河沙数，但是这些生物，小到组成它们身体的细胞，大到一个生物个体，一个物种、甚至一个生态系统、整个生物圈，都可以一个一个的生命系统（什么是系统呢），而且这些生命系统之间还有层次的关系。（以一只龟为例分析） 单一个心肌细胞就是一个生命系统，（为什么呢？）因为细胞各个部分都是互相依存，互相影响，而使细胞能表现生命特征；心肌也是一个系统（分析略）。引导学生分析心脏、循环系统、个体、种群、群落等也是一个系统。 先指导学生看课本图1-1“生命系统的结构层次”，并提出问题引导学生思考：1.生命系统分为哪几个层次？它们从小到大的排列顺序是什么？

有机化学与生命科学

第18卷第1期1998年　3月 云南师范大学学报 J ourna l of Yunna n No r m a l Unive rs ity V o l.18No.1 M a r.　1998有机化学与生命科学Ξ 周晓俊 吴　晖 (云南广播电视大学医农系,昆明650223)　(云南师范大学化学系,昆明650092) 摘　要　本文对有机化学和生命科学的关系、生命科学中有机化学发展前沿和研究热点等各方面 进行较全面的讨论。阐述了有机化学与生物问题的密切结合推动了生命科学的蓬勃发展。随着科学 技术的发展,自然科学各学科之间互相渗透、互相融合,新兴边缘学科不断涌现,化学生物学就是最 富有生命力的一门新学科。在生命科学中有机化学显得尤其重要。 关键词　生命科学　有机化学　化学生物学　分子水平 当今生命科学发展到了分子水平,而且正方兴未艾。生命科学中的化学问题已成为当今化学科学的重大的前沿课题之一。这个课题关系到在分子基础上对生命现象和生命过程的深入认识,关系到对人类自身的认识,与医学和工农业的发展有直接的关系。发达国家如美国、欧洲和日本都提出相应报告并制订规划,将此课题列为今后最优先发展的研究课题。 一些著名科学家在论述今后发展趋势时,提出了“化学是中心科学”(the cen tral science)的论点。化学是在分子水平上研究物质世界的科学。说它是中心科学,是因为它联系着物理学和生物学,材料科学和环境科学,农业科学和医学,它是所有处理化学变化的科学的基础。因此,化学与这些科学的交叉就成为化学科学发展的必然趋势。在此,我们仅就化学,特别是有机化学和生命科学的关系,生命科学中有机化学发展前沿和研究热点作一综述讨论。 1　有机化学与生命科学的关系 有机化学与生命科学关系极为密切。有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。十九世纪初,化学家把物质分为从矿物质获得的和从活细胞获得的两大类。1807年,J.F.von B erziliu s首次把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质没有认识,因而便赋予有机化合物以一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F.W oh ler从无机物氰酸铵制得了和尿液中分离得到的完全相同的尿素。W oh ler的发现否定了关于“生命力”假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。 在后来的研究中,化学家们的兴趣主要在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家卓有成效的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。 十九世纪中叶,I.Pasteu r关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代V an thoff Ξ1997-11-19收稿

生命科学大系统理论

生命科学大系统理论 ---对生物与社会两大生命系统的综合研究 （内容简介） 沈律 所谓“生命科学大系统理论”就是通过对生物与社会两大生命系统的综 合研究，建立起来的一门生命科学综合系统理论。生物系统具有生命现象已经成为学术共识，而社会系统具有生命现象也正在成为一种学术共识。“生命科学大系统理论”就是在对生物与社会两大生命系统进行综合研究的基础上建立起来的一门全方位的大系统理论。其主要内容如下： 第一，该系统理论认为，现代世界，科学技术的发展主要表现为综合化、整体化、系统化、数学化、产业化、商品化、国际化、革命化、超常化、风险化、交叉化、边缘化、横向化和复杂化等等微观发展特征，同时还强烈地表现为科学技术化，技术科学化；科技社会化，社会科技化等宏观发展趋势。这些科技发展特征与趋势，使得未来科技发展的带头学科发生了质的变化。如果说二十世纪科学技术的发展是以物理科学为带头学科，那么，二十一世纪科学技术的发展将是以生命科学为带头学科。所谓带头学科就是指在一定的历史时期对整个科学技术的发展具有普遍指导意义的学科。二十世纪，物理科学充当了这一角色，而到了二十一世纪，生命科学就要取代物理科学充当这一角色。也就是生命科学的思想理念和技术方法将要以认识论和方法论的形式渗透到科学技术发展的各个方面。生命科学技术方面的突破将会带动其它科学技术学科的迅速发展。由此看来，二十一世纪，谁把握了生命科学技术，谁就把握了科学技术发展的未来。因此，未来我国要想挤身于世界科技强国之林，并想占有一席之地，加强对生命科学技术研究与开发的投入应成为我国科学技术事业发展的重中之重。然而，对于生命科学的理解或对于生命系统的理解，目前国内外学术界基本上还处于狭义的认识阶段。即把生物科学当成是生命科学。把生物系统看成是生命系统的全部内容。主要的人力、物力和财力均投入在对生物系统的研究与开发之上。而从广义上讲，真正意义上的生命科学应是包括生物科学、社会科学和思维科学在内的大生命科学，同样生命系统也应是包括生物系统、社会系统和思维系统在内的大生命系统。因此，从大生命科学上讲，我们在加强对生物系统研究与开发的同时，还应该加强对社会系统的研究与开发以及加强对思维系统的研究与开发。而对思维系统的研究与开发则包括两个方面，一方面是对人类生物中枢神经系统的研究与开发；另一方面是对人类社会中枢神经系统的研究与开发。所以我们认为，建立“生命科学大系统理论”体系，加强对“生命科学大系统理论”的研究与开发应引起我国政府的高度重视。也就是我国政府科技决策者和科技工作者都应站在一个更广义的角度来加强对生命科学的战略抉择和研究开发。总之，从大生命科学上讲，我们不仅要研究生物系统，而且还要研究社会系统，同时还要研究人类思维系统（生物与社会两大思维系统）。只有这样，生命科学事业才会真正地走上健康正确的发展轨道。

数学与生命科学

数学与生命科学 事例DNA是分子生物学的重要研究对象，是遗传信息的携带者，它具有一种特别的立 体结构——双螺旋结构，双螺旋结构在细胞核中呈扭曲、绞拧、打结和圈套等形状，这正好是数学中的纽结理论研究的对象。 X射线计算机层析摄影仪—即CT扫描仪，它的问世是二十世纪医学中的奇迹，其原理是基于不同的物质有不同的X射线衰减系数。如果能够确定人体的衰减系数的分布，就能重建其断层或三维图像。但通过X射线透视时，只能测量到人体的直线上的X射线衰减系数的平均值（是一积分）。当直线变化时，此平均值（依赖于某参数）也随之变化，能否通过此平均值以求出整个衰减系数的分布呢？人们利用数学中的拉东变换解决了此问题，拉东变换已成为CT理论的核心。首创CT理论的A.M.Cormark（美）及第一台CT制作者C.N.Hounsfield （英）因而荣获1979年诺贝尔医学和生理学奖。另一项高技术是H.Hauptman与J.Karle 合作，发明了测定分子结构的新方法，利用它可以直接显示被X射线透射的分子的立体结构。人们应用此方法，并结合利用计算机，已测出包括维生素、激素等数万种分子结构，推动了有机化学、药物学和生物学等的发展，由此可见在此两项技术中数学起了关键的作用（两发明人分享1985年的诺贝尔化学奖）。 综述在发现DNA化学结构和发明计算机模拟后50年的今天，一场由数学和计算科学 驱动的革命正在生物学的领域发生。一系列突破性的研究正在重新定义以下领域：数学生态学、流行病学、遗传学、免疫学、神经生物学和生理学等等。美国国家科学基金会（NSF）主任科勒威尔（R. Colwell）在2000年10月向国会提交的报告中，称数学是当前所有新兴学科和研究领域的基础，要求下一年度对数学的资助要增加3倍以上，达到1.21亿美元。在这些增加的预算中，有很大的一部分被用来支持数学与其他学科的交叉研究，尤其是数学与生物学的交叉研究项目。 尽管数学一直在现代生命科学中扮演着一定的角色，如数量遗传学、生物数学等，但生物学家真正体会到数学的重要性，还是最近十几年来的事情。基因组学是这种趋势的主要催化剂。随着DNA序列测定技术的快速发展，1990年代后期每年测定的DNA碱基序列以惊人的速度增长。以美国的基因数据库（GenBank）为例，1997年拥有的碱基序列数为1×109，次年就翻了一番，到2000年GenBank已拥有近8×109个碱基序列。同样，在蛋白质组研究和转录组研究等快速推进的过程中，各种数据也在迅猛增加。据估计，现在每年产生的生物数据量可以达到1015字节。如何管理这些“海量”数据，以及如何从中提取有用的知识，成为了对当前生物学家、数学家、计算机专家等的巨大挑战。一门新兴学科——生物信息学（bioinformatics），也应运而生。此外，对细胞和神经等复杂系统和网络的研究，导致了数学生物学(mathematical biology)的诞生。NSF为此专门启动了一项“定量的环境与整合生物学”项目，以鼓励生物学家把数学应用到生物学研究中去。几乎在同一时间，美国国立卫生研究院也设立了一项“计算生物学”的重大项目。 数学不仅能帮助人们从已有的生物学实验和数据中抽象出模型和进行解释，它还可以用于设计和建造生物学模型，也许这些生物学模型在自然的状态下是根本不存在的。在这种意义上说，基于数学模型和假设进行的生物学实验，将更接近人们熟知的物理学和化学实验，更多地依赖于抽象和理性，不再是一门经验科学。

浅谈超分子化学的应用及前景展望

浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的，它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能－识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年，莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中，首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论，彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此，以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来，并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究不仅与各化学分支相结合，又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其广泛，它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等)，而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义，超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括：在化学药物方面的研究与应用，在光化学上的应用，在压电化学传感器中的应用，识别作用（酶和受体选择性的根基）的应用，在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用，作为分子器件方面的研究，在色谱和光谱上的应用，催化及模拟酶的分析应用，在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速，是一个新兴的交叉学科领域，正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床，其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐

生科有机化学习题

习题一 1. 写出只有伯氢原子，分子式为C8H18烷烃的结构式。 2. 写出分子式为C9H20，含有8个20氢原于和12个10氢原子的烷烃的结构式。 3. 命名下列化合物： 4. 写出符合下列条件的烷烃或环烷烃的结构式： (1)不具有亚甲基，并含4个碳原子的烷烃； (2)具有12个等性氢原子，分子式为C5H12的烷烃； (3)分子式为C7H14 ，只有1个伯碳原子的环烷烃，写出可能的结构式并 命名。 5. 画出2，3—二甲基丁烷以C2―C3键为轴旋转，所产生的最稳定构象的Newman 投影式。 6. 化合物A的分子式为C6H12，室温下能使溴水褪色，但不能使高锰酸钾溶液褪色，与HBr反应得化合物B(C6H13Br)。A氢化得2，3—二甲基丁烷。写出化合

物A、B的结构式。 7. 用Newman投影式表示下列化合物的优势构象： 8. 写出5—甲基—3，3—二乙基—6—异丙基壬烷的结构式．并指出各碳原子的类型。 习题二 1. 用系统命名法命名下列化合物： 3. 写出下列化合物的结构式：

(1) 2-甲基-2-丁烯(2) 1,4-己二炔(3) 异丁烯 (4) 2，5-二甲基-3-己炔(5) 1-丁烯-3-炔 4. 写出下列反应的主要产物： 5. 用简便易行的化学方法区别下列各组化合物： (1) 2-甲基丁烷，3-甲基-1-丁炔，3-甲基-1-丁烯 (2) 1-戊炔，2-戊炔，戊烷 6. 分子式为C4H8的两种链状化合物与溴化氢作用生成相同的溴代烷。试推测原来两种化合物是什么？写出它们的结构式。 7. 分子式为C4H6的化合物能使高锰酸钾溶液褪色，但不能与硝酸银的氨溶液发生反应，写出化合物一切可能的结构式。 8. 具有相同分子式的两个化合物A和B，氢化后都可以生成2-甲基丁烷，它们也都与两分子溴加成，但A可与AgNO3的氨溶液作用产生白色沉淀，B则不能。试推测A和B两个异构体的可能结构式。 9. 某一烯烃经酸性高锰酸钾溶液氧化后，获得CH3CH2COOH、CO2和H2O。另一烯烃经同样处理后则得C2H5COCH3和(CH3)2CHCOOH。请写出这两种烯烃的结

生命科学篇-期末复习思考题

复习思考题： 一、生命系统与生命科学 1 从生物学角度，对生命如何定义？ 2 简要阐述奥巴林的生命起源假说——“团聚体假说”，美国学者米勒的实验证实了其中的哪一个过程？ 3 简述生命的本质特征-化学成分的同一性；严整有序的结构；新陈代谢；应激性和运动；内稳态；生长发育；繁殖与遗传；适应。 4 蛋白质由20种氨基酸组成。 5 除了病毒外，生命的基本单位是细胞。 6 什么是“内稳态”？ 7 “适应”的含义？ 8 生命研究的一般过程：认识问题——搜集资料——提出假说——检验假说——评价数据——结果报道。 二、生命科学进展 1 简述“细胞学说”的主要内容。 （1）细胞是所有动、植物的基本结构单位。 （2）每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合。 （3）新细胞由老细胞繁殖产生，不是由于细胞分裂就是细胞融合。单个细胞可分裂而形成组织。 （4）细胞为一切生物的生理单位。 2 生物学三大基石是什么？1839年施莱登、施旺创立“细胞学说”；1859年达尔文提出“生物进化论”1900年孟德尔“遗传定律”。 3 19 世纪自然科学的三个重大发现是什么？１、细胞学说；2、进化论；3、能量守恒及转换定律 4 病毒是一类不具细胞结构的生命形态。 5生物膜主要由脂质和蛋白质组成，其中脂分子和蛋白质分子的运动具有不对称性与流动性特点。 6 生物膜的功能：物质传送作用；能量转换作用；信息传递作用。 膜上蛋白质是膜功能主要负责者。 7 细胞超微结构可分为膜相结构和非膜相结构。 膜相结构：包括细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、叶绿体和核膜等。 非膜相结构：包括核糖体、中心体、细胞基质、核基质、染色体、核仁和细胞骨架等。 8 细胞核由两层生物膜围成，遗传信息贮藏在核内，是DNA 复制和RNA 合成场所。 9 叶绿体是光合作用的场所。 10 有两种细胞死亡： 因环境因素突变或病原物入侵而死亡，称为病理死亡，或细胞坏死。 因个体正常生命活动的需要，一部分细胞必定在一定阶段死去，称细胞凋亡。 11 孟德尔学说的重要意义？ （1）孟德尔第一次明确提出遗传因子的概念, 并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律： 大多数生物体通常由一对遗传因子（后来称为两个等位基因）控制同一性状。这样的生物体称为2n 个体。 遗传因子可以区分为显性和隐性。 控制不同性状的遗传因子是各自独立的。

有机化学的发展与应用教案

专题一认识有机化合物 第一单元有机化学的发展与应用 【学习任务】 1、了解有机化学的发展与应用，并能通过计算求得有机物的分子式。 2、了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。 【学习准备】 在日常生活中，我们接触到各种各样的物质，你能说出哪些是有机化合物吗？它们在生活中有哪些应用呢？ 【学习思考】 一、有机物的概述 1.概念：含有________的化合物。 2.组成元素：除碳外，通常还有氢、_____、_____，_____、_____及卤素等。 二、有机化学的发展 1.我国早期有机化学 （1）3 000多年前已经用煤作为燃料。 （2）2 000多年前就掌握了_____和_____的开采技术。 （3）从植物中提取_____ 等物质已经有上千年的历史。 2.有机化学的形成 （1）19世纪初，瑞典化学家_____ 提出了有机化学概念。 （2）19世纪中叶以前，科学家提出“_____ ”，认为有机物只能由动 物或植物产生，不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。 （3）1828年，德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素，冲破了“生命力 论”学说的束缚，打破了_____ 的界限。 3.现代有机化学 （1）_____ 得到广泛应用，成为人类赖以生存的重要物质基础。 （2）与其他学科融合形成了、以及等多个新型学科。 （3）1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成_____ ，标 志着人类合成蛋白质时代的开始。 三、有机化学的应用 糖类油脂蛋白质 石油天然气天然橡胶 2.具有特殊功能的有机物的合成和使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 4.利用药物（大多数是有机物）治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。 思考讨论：含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 提示：含碳元素的化合物不一定是有机物，如碳的氧化物、碳酸、碳酸（氢）盐、KSCN、

有机化学的发展简史

有机化学的发展简史 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。 1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。

1.1有机化学的发展与应用

1.1有机化学的发展与应用D

第一单元有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状，能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1．有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料，请说明它们的主要来源：①甲烷：天然气；②乙烯：石油裂解；③苯：煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成，反应的化学方程式是CH2===CH2 CH3CH2OH，该反应类型是加成反＋H2O――→ 催化剂 △ 应。 2．有下列有机物：①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋

(3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年～1874年间，关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善，之后建立了研究有机化合物的官能团体系，使有机化学成为一门较完整的学科。 3．现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究，使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入，使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。 (3)逆推法合成设计思想的诞生，使有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代，大大提高了新化合物的合成速度。 (4)有机化学还能破译并合成蛋白质，认识并改造遗传分子，第一次从分子水平上揭示生命的奥秘。1965年，我国科学家在实验室中成功利用无机物合成了具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。 4．有机化学的应用 (1)人类衣食住行用到的天然有机化合物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。(2)合成的有机物也广泛应用于生活中，如合成纤维、塑料、合成橡胶、合成药物等。

苏教版有机化学专题1第一单元《有机化学的发展与应用》教案

第一单元《有机化学的发展与应用》 1、有机化学的发展与应用 教学目的要求： 1、了解有机化学的发展简史，知道人类对客观事物的认识是循序渐进、螺旋上升的过程。 2、通过对有机化学于日常生活、工农业生产、生命科学等结合较紧密的内容的交流与讨论，使学生认识到人类生活离不开有机物，有机化学与其它学科的交叉渗透日益增多，是许多新诞生领域的研究基础。 3、通过调查研究、查阅资料等探究活动，了解有机化学的发展现状，进一步培养学生学习和研究化学的志向。 教学重点难点：对有机化学与有机物的认识 教学过程： 一、有机化学的发展。 1、我国早期的有机化学： 我们的祖先在3000多年前用煤作燃料，2000多年前掌握石油和天然气的开采，从植物中提取染料和香料等物质已经有上千年的历史。 2、有机化学的形成： 19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 3、现代有机化学： 21世纪的今天，各种合成有机物已经渗透到各个领域；有机化学已经与其它学科融合形成了多个新型学科，应用前景十分广阔。 介绍：德国化学家维勒 1828年，贝采利乌斯的学生、德国年轻的化学家维勒，在实验室中加热无机物氰酸铵时无意中得到了尿素。NH4CNO CO(NH2)2 第一次用无机物合成有机物。 有机物的生成不必借助于所谓生命力的作用。 二、有机化学的应用 1、人类的衣食住行离不开有机物： 天然有机物：如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。 合成有机物：塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。 2、具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。 3、有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 生命体中许多物质都是有机物，如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等，都是有机物。 4、药物中大多数是有机化合物，在帮助人们战胜疾病，延长寿命的过程中发挥着重要的作用。 5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。 课堂小结： 一、有机化学的发展。

中考试题分类汇编-生命科学

2006年中考试题分类汇编－生命科学 主题1 生命系统的构成层次 主题2 生物的新陈代谢 主题3 生命活动的调节 主题4 生命的延续和进化 主题5 人、健康与环境 生命科学 主题1 生命系统的构成层次（包括单元1 观察多种多样的生物、单元2 细胞、单元3 种群、群落、生态系统、生物圈） 7．[06台州]为了保护南极的生态环境，到南极考察的科学工作者不仅要把塑料等不可降解的垃圾带离南极，还需把粪便等生活垃圾带离南极，这是因为南极 A ．缺少生产者 B ．没有消费者 C ．分解者很少 D ．缺乏必要的生活设施 27．[06台州]如图是根据生物的共同点和不同点进行分类的图示。例如，甲 类生物的共同点有：终生用肺呼吸；乙类生物的共同点有： ▲ （选 填“胎生”或“卵生”）。 （2006浙江温州）14．今年春季，温州动物园“孕事”特别多：9只梅花鹿怀孕，1只骆驼和4只小猕猴相继出生，蓝马鸡产下了6枚蛋。这些动物中，属于卵生动物的是A A ．蓝马鸡 B ．梅花鹿 C ．骆驼 D ．猕猴 （2006浙江温州）20．某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境 中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最长B （2006广东深圳科学卷）1．在使用显微镜观察装片的过程中，当调节镜筒下降时，眼睛应 注视的部位是 A A 、物镜 B 、目镜 C 、反光镜 D 、镜筒 （2006广东深圳科学卷）31．（7分）深圳市人口众多，资源匮乏，人均自然资源拥有量远低于全国平均水平。新年伊始，市委、市政府做出了发展循环经济、建设生态城市的科学决 第27题图

策，循环经济是一节约资源和循环利用为特征的生态经济。 （1）人类生活所需的环境资源来自生态系统成分的_____无机环境_______________和________生物群落_________________________。 （2）循环经济要求对固体废弃物进行资源化处理变废为宝，深圳最大的盐田垃圾发电厂利用垃圾发电，这是将垃圾中的_______化学__________能转化为电能。 （3）循环经济要求对有毒排放物进行无害化处理，科学上可用烧碱（NaOH ）溶液来吸收SO 2，其反应方程式为：SO 2＋2NaOH ＝Na 2SO 3＋H 2O ，据今年3月24日《深圳特区报》报道，如果深圳市燃煤发电厂全部实现工程脱硫技术，每年将减少1120吨SO 2的排放，则吸收这些SO 2要消耗NaOH 固体__1400_____吨。 （4）在深圳光明农场某庭院立体生态农业模式中， 如图15，利用菜叶喂猪，猪粪制沼气，沼液浇菜地， 沼渣养蚯蚓，蚯蚓养鸡，鸡粪施果树。 从能量流动看，该模式充分利用了生态系 统中的____太阳能_________；从物质循环看，该模 式大大提高了农业生态系统中_____有机物 __________的再循环利用率。 主题2 生物的新陈代谢（包括单元1 绿色植物的新陈代谢单元、2 人体的新陈代谢单元3 其它生物的新陈代谢） 4．[06台州]下列生物中能够进行光合作用的是 A ．草履虫 B ．熊猫 C ．桃树 D ．草鱼 13．[06台州]细细咀嚼米饭一段时间后，我们会感觉到甜味，这是因为 A ．米饭本来是甜的 B ．米饭中部分淀粉分解成麦芽糖 C ．米饭中部分蛋白质分解成氨基酸 D ．米饭中部分脂肪分解成甘油和脂肪酸 (南和县2006)6、人体口腔内唾液的pH 通常约为７，在进食过程的最初10分钟，酸性逐渐 增强，之后酸性逐渐减弱，至40分钟趋于正常。与上述事实最接近的图象是 （ B ） 庭院立体生态农业模式图图15

化学与生命科学教学大纲

化学与生命科学教学大纲 Syllabus of “Chemistry and Life Science” 一、基本信息 课程编号：按教学计划进程表上的课程编号（课程编码、课程代码）填写。 课程类别：专业选修课 适用层次：在我院目前为“本科”。 适用专业：化学工程、应用化学。 开课学期：2005~2006第二学期 总学分：2 总学时：24学时（理论课24学时，） 考核方式：考查 二、课程教育目标 化学与生命科学是化学化工专业的一门选修课，在生命科学迅猛发展的21世纪，化学与生命科学的互相渗透互相影响互相融合的发展趋势是化学工程专业的学生应该了解的内容。 通过本课程的学习，使学生了解化学在生命科学发展过程中的重大作用，了解化学和生命科学在各自发展中的相互作用，以及化学与生命科学在发展中的相互融合而产生的新的学科。 三、教学内容与要求 课程的教学内容、重点和难点 第一章绪论-化学与生命科学（2学时） 1.化学与生命科学的发展历程 2.化学与生命科学的关系 3.化学与生命科学的相互作用 4.化学与生命科学的学科交叉 第二章生命的物质基础（2学时） 1.构成生命的元素 2.构成生命的五种分子及其在生命过程中的作用 第三章生命的新陈代谢 1.酶是生物催化剂 2.生命世界的能量源泉是太阳能 3.生物体主要从有机分子的氧化取得能量 4.生物体内有一个复杂的代谢网络

第四章细胞—生物体的基本结构单位（2学时） 1.细胞学说的建立 2.细胞的结构与功能 3.细胞分裂和细胞周期 4.细胞分化、衰老与死亡 第五章从基因到基因工程（2学时） 1. 孟德尔学说奠定了遗传学基础 2. 基因是一段DNA序列 3. 基因工程的操作和应用 第六章遗传病和人类基因组计划（2学时） 1.遗传病的特征与分类 2.遗传病的诊断与治疗 3.人类基因组计划（HGP） 第七章人体的防御体系—免疫系统（2学时） 1.人体的两道防线 2.免疫器官和免疫细胞 3.特异性免疫的工作机理 4.免疫学的实际应用 第八章微生物世界（2学时） 1.细菌 2.真菌 3.病毒 第九章能够传染致病的蛋白质粒子—普列昂（2学时） 1.作为病原物的细菌和病毒 2.“病毒”引起的疾病 3.普列昂的发现 4.尚未结束的论争 第十章生物体内的信息传递（2学时） 1.信息传递是生命活动的重要内容 2.神经系统在信息传递中的作用 3.激素系统和细胞信息传递 4.神经、激素配合作用控制体内稳态