化学与生命科学

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化学与生命科学

化学与生命科学

化学与生命科学引言:化学与生命科学在很多方面都有着千丝万缕的联系。

从DNA的复制到细胞中的代谢过程,都需要化学反应来推动。

因此,深入了解和掌握化学与生命科学的关系,对于我们认识和探索生命奥秘有着深远的意义。

一、化学反应在生命科学中的应用1. 多肽类药物的开发多肽类药物是指由两个以上氨基酸残基组成的小分子化合物。

这种化合物对于一些特定的疾病治疗非常有效。

针对不同疾病所需的多肽类药物是不同的,因此多肽类药物的研发需要大量的化学反应来推动。

例如,利用多肽类药物就可以治疗一些重大疾病,如癌症、HIV等。

2. DNA复制与RNA合成DNA复制和RNA合成都是生命科学中最基本和关键的过程。

这两个过程都是化学反应的结果。

在细胞中,DNA复制是使细胞可以分裂繁殖的关键过程,并且RNA合成则是使DNA存储的信息能够传递到蛋白质中的基础。

通过化学反应来推动这两个过程,对于理解细胞如何工作及遗传相关领域中的进展都具有非常重要的价值。

3. 代谢过程代谢作用是指细胞进行生命活动所必需的一系列化学反应。

这些化学反应具有高度的复杂性,通过调整代谢过程中的不同化学反应,细胞可以驱动分子的剥离和重新组合。

这种过程极富流程性和控制性,一旦出现任何问题,就会对细胞和生命过程产生重大影响。

二、化学革命对生命科学的影响1. 良好的实验室技术化学革命对生命科学产生影响最直接的方式就是创造了许多新的实验室技术。

例如,利用化学革命的成果可以大量生产X光晶体,在研究细胞中的蛋白质结构时,X光晶体就起着重要的作用。

化学制剂的发展也使得生物科学家们在实验室中能够更加准确、精密地控制反应、测量反应,从而提高发现新物质的效率和精确性。

2. 合成化学的发展它是化学革命对生命科学产生深远影响的另一方面。

合成化学使得科学家们可以按照特定的要求进行合成,从而创造出全新的生物分子和化合物。

利用这种方法,可以精确定制一系列药品,这些药品不仅可以缓解疾病,还能查明疾病对分子水平的影响。

应用化学在生命科学中的作用

应用化学在生命科学中的作用

应用化学在生命科学中的作用生命科学是一门关于生命活动的科学。

它的研究对象包括生物分子、生物细胞、生物组织和生物器官等。

在生命科学的研究中,应用化学的技术和方法应用非常广泛,例如分子生物学、化学生物学和药物化学等领域。

在这些领域中,应用化学为我们深入了解生命物质的性质和功能提供了极其重要的手段,也为开发新药物和治疗疾病提供了重要的支持。

下面,我们就来分享一下应用化学在生命科学中的作用。

一、分子生物学中的应用分子生物学是研究生物所涉及的分子结构、组成和功能的科学。

在分子生物学的研究中,应用化学技术被广泛应用。

例如,分析DNA 的序列,可以使用化学方法来合成大量目标 DNA 序列,并通过 PCR 反应扩增、纯化、测序和分析。

这些技术的使用使得研究人员可以更加详尽地了解 DNA 的基本组成和功能,并对基因表达和基因变异等研究提供了非常重要的支持。

此外,在分子生物学领域中,还广泛应用了蛋白质化学和分析技术。

例如,可以使用化学方法来合成大量目标蛋白质,并通过质谱技术对蛋白质进行分析。

这些技术的使用可以使研究人员更直接地了解蛋白质的结构和功能。

此外,这些技术的运用还可以为药物研发提供有力的支持。

例如,在新药发现和研究中,可以通过化学方法对目标蛋白质进行研究,挖掘出潜在的药物靶点,并通过有针对性地设计小分子化合物来发掘治疗潜力并进行药物筛选。

二、化学生物学中的应用化学生物学是研究生物化学的交叉学科。

化学生物学主要研究生命现象中的分子合成、代谢等。

研究中广泛应用了有机化学、生物化学和物理化学等仪器技术。

例如,可以通过使用化学和生物学技术来研究生命圈物质代谢,探究在代谢过程中参与的酶的性质和调控机制。

通过这样的研究,可以更准确发现新的治疗疾病的方法。

此外,在化学生物学领域中还广泛应用了各种高通量筛选技术。

例如,可以利用化学方法设计、合成具有药物靶点亲和力和选择性的新型化学分子,并通过高通量生物学实验和化学生物学技术对药物进行筛选和优化。

化学在生命科学中的作用

化学在生命科学中的作用

化学在生命科‎学中的作用摘要:化学贯穿于人‎类活动与环境‎的相互作用之‎中,与能源、材料、环境、生命和人类生‎活紧密相连。

生命过程中的‎大量化学问题‎亟待化学知识‎的协助和解决‎。

本文对化学在‎生命科学中起‎到的至关重要‎的作用进行了‎初步的探索,并从能源、材料、环境、生命和人类生‎活等方面进行‎了全面的讨论‎,阐述了化学与‎生命科学的密‎切结合将促进‎和推动化学和‎生命科学的共‎同发展。

正文:近年来,随着科学技术‎的飞速发展,化学与生命科‎学之间的联系‎日趋紧密,产生了许多分‎支学科,化学在生命科‎学中也越来越‎重要。

一些著名的科‎学家在论述今‎后发展的趋势‎时,提出了“化学是中心科‎学”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。

而生物学在2‎0世纪取得了‎巨大的进展,以基因重组技‎术为代表的一‎批新成果标志‎着生命科学研‎究进入了一个‎崭新的时代,人们不但可以‎从分子水平了‎解生命现象的‎本质,而且可以从更‎新的高度去揭‎示生命的奥秘‎。

生命科学的研‎究从宏观向微‎观发展,从最简单的体‎系去了解基本‎规律,从最复杂的体‎系去探索相互‎关系。

在这一切的背‎后,化学扮演着重‎要的角色。

可以说,化学为生命科‎学提供了一种‎可以精确描述‎生命过程的化‎学语言,从而使生物学‎从描述性科学‎成为精确的定‎量科学,使生物学能利‎用生物体内的‎化学反应阐述‎生命过程的种‎种现象。

由于现代工业‎、农业的发展,产生了许多新‎的威胁人类生‎存的重要问题‎,如能源、资源、环境、粮食与农业、人口与健康、等。

这些问题很大‎程度上要依靠‎生命科学和化‎学技术的融合‎。

第一,化学与能源。

近年来,技术和经济的‎发展以及人口‎的日趋增长,使得人们对能‎源的需求越来‎越大。

目前以石油, 煤为代表的化‎石燃料仍然是‎能源的主要来‎源。

化学生物学在生命科学中的应用

化学生物学在生命科学中的应用

化学生物学在生命科学中的应用化学生物学是一个结合了化学和生物学两个学科的交叉学科,它将化学中有关生命现象的知识,以及生物学中的化学知识进行有机结合,为探索生命科学领域中的许多基本问题提供了新的思路和工具。

化学生物学已经成为生物医学研究中不可或缺的重要学科之一。

今天,我们将一起探讨化学生物学在生命科学中的应用。

一、药物研究开发化学生物学可以帮助科学家加速药物的研究和开发过程。

通过合成有机分子,设计和合成药物分子,并对其进行大规模的筛选,可以快速筛选出具有生物活性的药物分子,并提高药物的效率和准确性。

同时,通过对药物分子的分析,可以发现其中对人体有害的成分,从而减少药物开发过程中的耗时和成本。

二、蛋白质和酶的研究蛋白质和酶是生命科学中最重要的分子之一。

化学生物学可以帮助科学家理解蛋白质和酶在细胞中的功能,并设计和合成新的蛋白质和酶以实现特定的目的。

例如,化学生物学家可以合成新的蛋白质,来治疗疾病,或者使用化学方法改变酶的结构和活性,以及预测其在细胞中的分布、代谢和作用。

三、基因治疗的发展基因治疗是一种基于遗传学的治疗方法,其目的是通过修改或替换患者的基因来治疗疾病。

化学生物学为基因治疗的发展提供了重要的工具和方法。

例如,化学生物学家可以合成DNA和RNA,以及一些涉及DNA修复、蛋白质合成、分泌等重要功能的小分子化合物。

这些化合物可以被用作基因传递载体,从而实现基因治疗的目的。

四、纳米科技的应用纳米科技是一种新兴的科技,其应用范围非常广泛。

包括生物医学、化学、能源等领域。

纳米技术可以为生命科学领域提供一种全新的手段。

例如,利用纳米粒子可以制造出更小、更精确的医疗器械,以更准确地定位并治疗特定的疾病。

同时,利用纳米技术还可以制备具有生物活性的纳米材料,用于生物医学领域中的组织工程等应用。

这些技术的推动都离不开化学生物学。

五、生物传感器的发展生物传感器是一种可以用于检测和监测生物分子或生物学过程的装置。

有机化学基础知识点整理有机化学与生命科学的交叉应用

有机化学基础知识点整理有机化学与生命科学的交叉应用

有机化学基础知识点整理有机化学与生命科学的交叉应用有机化学基础知识点整理有机化学是研究碳及其化合物的结构、性质、合成和反应的科学。

它是化学的一个重要分支,也是许多其他科学领域的基础。

有机化学与生命科学的交叉应用尤为广泛,下面将对有机化学的基础知识点进行整理,并简要介绍有机化学与生命科学的交叉应用。

一、碳的特殊性质碳是有机化合物的基本元素,其特殊性质决定了有机化学的独特性。

碳原子可以形成共价键,可以与其他碳原子形成链状结构,还可以形成稳定的π键和多重键。

二、有机化合物的结构和命名有机化合物的结构可以通过结构式、分子式和键式来表示。

有机化合物的命名按照国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)的规则进行,主要包括命名主链、编号、命名官能团和确定立体化学等步骤。

三、有机反应机理有机反应机理是研究有机化合物在反应中发生的中间体和过渡态的形成与变化关系的学科。

常见的有机反应机理包括亲电加成、亲核取代、自由基取代、重排、消除和加成等。

四、芳香化合物芳香化合物是一类含有芳香环结构的有机化合物,具有独特的芳香性质。

芳香化合物的共轭π电子体系使其具有稳定性和反应活性,广泛应用于制药、香料、染料等领域。

五、酮和醇酮和醇是有机化合物中常见的官能团,分别由碳氧双键和碳氧单键构成。

它们具有重要的理论和应用价值,如酮醇互变异构、脱水反应和酮醇缩合等。

六、酸和碱催化反应酸和碱是常见的催化剂,可以促进有机反应的进行。

酸催化反应包括质子亲核加成、质子亲电取代、酸催化脱水等;碱催化反应包括亲核加成、亲核取代等。

七、生物大分子生物大分子是生命科学研究中的重要组成部分,包括蛋白质、核酸、多糖和脂类等。

有机化学为生物大分子的研究提供了理论和方法,助推了生命科学的发展。

八、有机化学在药物研发中的应用有机化学在药物研发领域具有重要作用,通过合成和改良分子结构,寻找具有生物活性的化合物。

有机合成的方法和策略为药物研发提供了理论和实践基础。

九、有机化学在食品科学中的应用有机化学在食品科学中广泛应用于食品添加剂、香料、色素和防腐剂等的合成与分析。

化学与生命科学的关联

化学与生命科学的关联

化学在生命科学研究中的应用实例
药物研发:化学家通过合成和筛选化合物, 发现具有生物活性的药物,用于治疗各种 疾病。
蛋白质结构研究:化学家利用化学合成 和修饰技术,研究蛋白质的结构和功能, 为药物设计和生物医学研究提供重要信 息。
基因编辑:通过化学手段对基因进行精确 的编辑和调控,为遗传病治疗和基因疗法 提供了新的途径。
基因编辑技术: CRISPR-Cas9 等基因编辑工具 在生命科学研究 中的应用,有望 治疗遗传性疾病
和癌症。
人工智能与机器 学习:在药物研 发、疾病诊断和 治疗方案制定等 方面发挥重要作 用,提高医疗效
率和精度。
合成生物学:通 过设计和构建人 工生命系统,实 现新功能或优化 现有功能,为药 物开发、生物燃 料和环保等领域
提供新途径。
纳米技术:在药 物传输、癌症治 疗和组织工程等 方面具有巨大潜 力,可实现精准 医疗和个性化治
疗。
未来生命科学研究中的化学研究重点
合成生物学:设计和构建人工生物系统,以揭示生命本质和实现生物技术应用。
蛋白质组学:研究蛋白质的合成、修饰、功能和相互作用,以深入了解生命过程和疾病机制。
化学生物学:利用化学原理和技术,研究生物大分子的结构和功能,以发现新的药物和治疗 方法。
生物体内的化学平衡与调控
生物体内的化学平衡是生命 活动的基础,如酸碱平衡、 渗透压平衡等。
生物体通过调节化学物质的 浓度和分布,实现化学平衡
的维持和调控。
生物体通过各种化学反应维 持生命活动,如呼吸、代谢 等。
化学平衡的失调会导致生物 体出现各种疾病和异常生理
现象。
Part Four
生命科学中的化学 研究方法
化学与生命科学的关联

化学在生命科学中的应用

化学在生命科学中的应用

化学在生命科学中的应用生命科学是现代科学的一个重要分支,研究生命的本质、结构、功能以及生命体系的相互作用与环境之间的关系。

化学是生命科学的一个重要基础,化学元素和分子组成了所有生命的基础。

本文将介绍化学在生命科学中的应用。

一、基础化学在生命科学中的应用所有的生命都是由许多基本的化学元素组成的,这些元素通过化学键结合形成分子,在生命体内起着各种不同的作用。

因此,了解基础化学是理解生命的基础。

1. 元素的重要性生命中最常见的元素是碳、氢、氧、氮、磷和硫。

其中,碳是生物体构造的中心元素,碳的特殊性质使得它能够构成无数种复杂的有机分子,如糖、脂肪、核酸和蛋白质等,这些分子在生命中发挥着极其重要的作用。

氢、氧和氮是生物体内许多分子的其他主要组成部分,磷和硫则是某些分子的必需成分。

2. 水的重要性水是生命中最重要的分子之一,几乎所有生命过程都涉及到水。

水的化学性质使得它能够在生物体内起到维持温度、输送物质、分解物质和参与许多化学反应的重要作用。

水的极性使得它能够在生物体内形成氢键,这对于维持生物大分子如蛋白质和核酸的稳定性来说非常关键。

二、化学在药物研发中的应用药物研发是生命科学中的重要领域之一,化学在药物研发中起着极其重要的作用。

化学家可以设计并合成具有特定药用效果的化合物,并通过对这些化合物的化学结构和性质的分析来理解它们的作用机制。

1. 靶向药物设计靶向药物是指那些能够针对特定分子或者细胞的药物。

化学家锁定它们想要治疗的病理过程并开发出针对这个过程的特定分子。

他们会确定这个靶向分子的特殊结构,然后依照这个结构来设计新的药物。

药物研发目前广泛使用的计算机辅助药物设计技术,就是利用化学知识和计算机算法,快速生成并筛选候选药物分子。

2. 新药发现发现新药的过程需要大量的化学分析工作,需要化学家不断研究和合成化合物,并对其进行大量的研究和测试。

化学家需要对药物分子的构建、作用机理以及毒性进行深入研究,并选择最有前途的分子作为候选药物。

药物化学是化学和生命科学二者溶为一体的交叉学科(化学

药物化学是化学和生命科学二者溶为一体的交叉学科(化学

有关绪论中的其他内容放在 放在本课程的最后。
化学是阐明药物内在本质的科学,生命 科学是解释药物作用和临床应用的科学, 药物化学是把二者溶为一体的交叉学科。 药物是用于预防、诊断和治疗疾病的物质 。药物化学是设计、研究与合成一门学科 。
其研究内容包括药物的发现、发展、鉴 定以及药物作用的机理、代谢等。
但是新药的利润也是相当可观的 ,加之患者的用药要求 ,所以探索、
发现高效低毒的新药,一直是药物化学 的发展动力。
药物化学的发展:
随着科学的发展,药物的创制, 也由当初的经验性为主,到现在的由 理论指导下的药物分子设计。这 样 可以大大缩短新药的研发周期、减少 研发费用、降低研发风险。
药物化学的研究内容:
1) SAR and QSAR

2)化学结构与理化性质的关系
3)药物与受体(酶,核酸)的相互作用
4)药物的代谢(药物的吸收,转运
,分布和代谢)
5)新化学实体(New
Chemical
Entities, NCE)的创制。
新药的研究开发是一个周期长、 投资大、风险高的项目,一种新药的 成功上市,约需10-15年,筛选1.5-2万 种化合物,耗资3-5亿美元。
very seldom called Pharmaceutical Chemistry。
药物化学的研究内容: 1) 普通命名与系统命名的规律 。 2) 构效关系,SAR 3) 化学结构与理化性质的关系。 4)药物吸收,转运,分布和代谢规律
。 5) 新药创制过程与思维方法。 6) 药物的发现、发展的历史等。
药物化学是化学和生命科学 二者溶为一体的交叉学科(
化学
药物化学既要研究药物的化学
结构特征,理化性质,稳定状况 ,又要研究生物效应,毒副作用 ,生物转化。是探索、发现,设 计与合成新药的学科。这是药物 化学学科形成与发展源动力。
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浅谈结构化学与生命科学关键词:结构化学;生命科学;研究方法前言毫无疑问,生命科学与化学有着密不可分的联系,我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。

然而,仅仅知道一种物质的化学成分是远远不够的,结构才是其功能的基础。

我们知道,构成元素相同的物质,由于结构不同,可能在功能上就相去甚远:左、右旋光物质的不同生理作用就是一个很好的例子。

但是,我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系,也就是说不能把生命科学看成一块,再把结构化学看成另一块,然后再说明他们间千丝万缕的联系;我认为,结构化学与生命科学是揉合在一起的,很多结构化学家在生命科学领域就有不凡的建树。

鲍林就是以化学向生物学渗透的先驱者,他不仅进行了大分子研究,还对镰刀形细胞贫血分子病和大脑化学进行了大量的研究。

然而我认为,最能体现结构化学与生命科学揉合一体的历史故事,就是鲍林与沃森和克里克关于DNA结构之争。

在这个过程中,我们无法定义他们到底是化学家还是生物学家。

而且,结构化学的知识不仅为他们建立模型提供了理论支持,而且在帮助他们判别真理与谬误、为他们的结论提供事实支持等方面起到了至关重要的作用。

从这个故事中我们不仅可以看出,解决DNA结构这个世界性的生命科学课题,是许多化学家、物理学家、晶体学家、生化学家共同努力的结果,而且能受到许多在科学研究上的启发。

在多学科交叉渗透的今天,我们更不能仅仅只重视专业课的学习,必须同时汲取其他学科的知识,为将来的研究打下基础。

在一九二四年以前,没有一个人真正懂得DNA的重要性。

但就在那一年,科学家罗伯特?福尔根发现了一种方法能将DNA染成淡紫色。

在这种方法的帮助下,科学家们发现DNA仅存在于细胞核中。

到了一九三一年,科学家乔基姆?哈默林用实验证明了植物长成什么样子完全取决于细胞核。

随后的一切实验事实都表明,发出遗传信息的正是细胞核里的DNA。

于是,在美洲和欧、亚、非三洲各试验室里的人们都开始研究这个问题。

在美国,著名的化学家莱纳斯?鲍林开始了对DNA的研究。

在剑桥大学的卡文迪斯实验室里,英国人弗朗西斯?克里克和美国人詹姆斯?沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。

这是一场用结构化学来解释生命科学的竞赛,也是“一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事”。

虽然我们已经知道了这场竞赛的结果,但我认为,这一探索的过程更让人留下深刻的印象。

我将双方的研究进行了一些对比,确实从中学到了一些东西,希望和大家一起探讨。

一、双方的开端:当时的鲍林已经是化学界的“权威”,他致力于蛋白质的研究。

1951年夏天,鲍林开始深入研究有关DNA的材料,并常常找人讨论。

他认为,与蛋白质相比,弄清DNA 的结构不会很难,“这算不上一个最为紧迫的问题”。

DNA在重量上是染色体的一种重要成分,但蛋白质也一样。

大多数学者认为,蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。

相对而言,DNA似乎就比较简单了,它很可能只是一种结构性的成分,只是用来帮助染色体折叠和打开的。

鲍林就这样认为。

在1952年初,几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。

我们可以看看后来鲍林自己的话:“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点,然而我没有接受这一论点。

你们知道,那时我正热衷于蛋白质的研究,我认为蛋白质最有可能是遗传物质,不可能是核酸当然,核酸也有作用。

在我著述的有关核酸的文字材料中,我总会提到核蛋白的概念。

当时,我考虑得更多的是蛋白质,而不是核酸。

”虽然如此,鲍林还是着手研究DNA的结构。

此时,他需要清晰的DNA X光照片,他曾先后写信给相片持有者物理学家威尔金斯(英国)及其上司,但均遭拒绝。

1951年11月,《美国化学学会学报》上刊登了一篇论述DNA结构的文章。

鲍林据其深厚的结构化学基础,一下子就看出这篇文章的结果是错的;同时,此事刺激了他开始思考DNA是如何构筑起来的问题。

鲍林设想,如果碱基朝外,那么螺旋的内核就应当是由磷酸堆积起来的。

磷酸聚集在中间,碱基朝外,这与X射线的资料是“吻合”的。

在鲍林的头脑中,DNA结构的问题就已经转化为如何将磷酸堆积在一起的问题了。

我们现在知道,鲍林的这一开端是错的,并最终使他败给了沃森和克里克。

另外还必须一提的是,鲍林对DNA研究总是被各种事务打断,使他曾多次中断自己的思路。

是否是因为鲍林没能看到威尔金斯的相片而导致他的失败呢?暂且不回答这个问题,我们先来看看沃森和克里克是如何开始的。

在战争期间,克里克原来是从事武器方面研究的。

后来他决定研究生物。

于是他到剑桥大学学习分子学。

至于沃森,他本来就一直在研究DNA。

他到剑桥大学是为了对此作进一步的研究。

他们都是热心探索的人。

“沃?克组合”相对于鲍林的地位可以说是“一个在天,一个在地”,他们并没有引起人们多大的重视,也没有引起鲍林的注意。

他们就凭着一股劲和对目标的执着追求开始了他们的研究。

还必须提到的是另外两位对他们的成功起着至关重要的作用的人:一位是上文提到的物理学家威尔金斯,另一位是青年女晶体学家罗莎琳德?富兰克林。

他们拍出了非常漂亮的DNA X光照片,不仅启发了沃森和克里克,而且为他们的发现提供了佐证。

鲍林颇为自信,感到自己有能力解开DNA之谜。

唯一的问题是,会不会有人抢先取得胜果,但是,他不会把这一点真正放在心上。

他认为威尔金斯和富兰克林两人(更不用说沃森和克里克了),没有谁有足够的化学基础对鲍林产生严重的威胁。

二、对对手的不同看法:鲍林是自负的,他不相信有人能够在他之前发现DNA的结构,特别是他认为没有人有他那样深厚的化学功底。

他“知道”,沃森是一个好学生,但因成绩还不够突出,因而他到加州理工学院当研究生的申请未被批准。

克里克已经三十五六岁了,还在读研究生,年龄是大了一些。

况且,卡迪文斯实验室的科学家们至今尚未在任何竞赛中打败过鲍林。

甚至有人认为,沃森和克里克看上去就像是一对“杂耍演员”。

而沃森和克里克则不同。

对于年方19的沃森来说,鲍林是一位值得仿效的榜样。

在卢瓦蒙会议上,沃森就是围聚在鲍林身边的人之一,他十分用心地听了鲍林的讲话。

克里克开始并不是鲍林的崇拜者,他是鲍林的竞争对手,因为鲍林曾用阿尔法螺旋表明他们的一篇关于蛋白质结构的论文漏洞百出,让克里克承受了由此而来的屈辱。

从此,克里克借鉴了鲍林的研究方法。

说实话,他们对鲍林这位怪杰都极为佩服。

更重要的是,他们两人都互相倾慕,他们可谓是天生一对。

相对于鲍林来说,沃森和克里克谦逊多了。

三、研究方法及进程:鲍林首先想到DNA的结构可能是螺旋型,因为其他构型与他所看到和掌握的照片资料不相符合。

但他认为,DNA是由三条链互相缠绕在一起,磷酸处于中央的位置。

之后,他的工作重点就聚焦于找出磷酸分子在中央合理的排列方法。

虽然他知道自己提出的构型不能完美地符合实验测算得出的数据和X光衍射照片,但他认为这些都只是细枝末节的东西,就像他发现蛋白质阿尔法螺旋一样开始的时候也有难以解释的数据,他大胆地将之忽略,而其后的事实证明了他这种策略是明智的。

另外,鲍林有些急于求成,他希望能够尽快地发表相关文章,抢在其他科学家之前,宣布自己再次成功地解决了又一世界性的难题。

于是,他很快地发表了他“发现”的DNA结构。

鲍林将自己的论文也寄给了沃森和克里克。

他们两人虚惊了一场,因为他们发现,鲍林设想的这种构型是他们最初设想的结果,当时他们将这一结果给晶体学家富兰克林看的时候,被她以充足的论据否认,因为水容量问题与这种构型严重不符。

也正是因为这次错误,他们两人被认为不适合研究DNA构型问题,被拆散到不同的课题组,从事别的研究。

但沃森和克里克并没有就此放弃,他们仍然私下坚持不懈地进行研究和探索。

他们在研究方法上一直就有共识:与其推导出复杂的数学模型,直接而又明确地解释X光的衍射结果,还不如借助化学常识构筑结构的一个模型。

正如沃森所说,他们决定“仿效鲍林,并在他本人发起的这场竞赛中将他击败”。

富兰克林的批评已经促使他们将磷酸放到了分子的外侧;又受到奥地利生物化学家切加夫的启示,得知内侧各对碱基之间存在着一一对应的关系。

他们开始设想,在螺旋中,嘌呤和嘧啶以某种方式挨次排列在分子中心下部。

之后,他们看到了富兰克林最新的DNA照片,不仅使他们确认了DNA是一种螺旋,而且他们得到了几个主要参数。

由此,他们开始着手制造模型,通过不懈的努力,最终获得了成功。

可以看出,不论是成功者还是失败者,他们都用了一种结构化学中重要的研究方法建模。

同时,沃森和克里克不仅受到了多学科领域的科学家的启示和帮助,而且他们自己都承认,他们的研究方法来源于伟大的化学家鲍林。

由此可见,生命科学是集多学科,特别是化学的大成所在,他与化学,乃至物理、数学的揉合可见一斑。

为什么鲍林会失败?鲍林有着深厚的化学知识作为自己研究的基础。

照常理而言,成功的应该是他,但他为什么输给了沃森和克里克呢?鲍林输在浮躁和自负上。

他急于求成,因为DNA是当时最大的课题,他要去抢占这一高地。

他没有把研究的准备工作做好就想碰碰自己的运气了。

同时,他顺利解决阿尔法螺旋给他套上了成功的光环,他的确是世界上解决巨分子结构的最佳人选,但他也从此染上了自负的恶习,他以为自己不再需要做别人需要做的那些研究的准备工作了。

他过于相信自己的直觉和运气,结果输掉了这场大比拼。

沃森和克里克为什么会成功?其实这个问题的答案从前面的叙述中都可以看出,但我觉得最重要的一点是不懈的思索与踏实的努力。

克里克不就是在因头疼而不得不休息,却又忍不住开始计算时找到了有关DNA结构的答案吗?他们虽然被拆散到两个不同的研究小组,但仍然踏实地合作与工作,正是这样,幸运之神才降临在他们的头上。

另外还有一点,就是他们没有放过看似微不足道的东西。

奥地利生物化学家切加夫将碱基一一对应的关系同样告诉了鲍林,但却没有得到鲍林的重视,而沃森和克里克并没有放过这一点,而最终获得启发,找到了DNA的正确结构。

结构化学与生命科学的揉合已无需多说,我相信这种相互融合在将来会愈演愈烈。

最后我想总结的是有关鲍林的研究方法,毕竟沃森与克里克的成功也来源于此,相信它对所有的科研者都会有所帮助:鲍林的研究方法实验研究和理论探讨相结合鲍林比一般的化学研究生掌握了更多的数学和物理学知识。

他一方面是重视实验,强调经验知识;另一方面又深信化学结构问题可以通过应用现代物理学的理论来解决。

他常采用半经验的方法:既有根据物理学基本原理进行的演绎推导或论证,又有对实验资料的归纳,二者互相补充。

量子力学与化学经验相结合鲍林在总结过去对离子半径的研究时曾指出:“应用量子力学可以近似计算……但是,这种理论计算是十分复杂的,需要很大的工作量;因此,从化学方面考虑,最好有一套经验或半经验的离子半径数据……”他的主要做法是:不断提出新的概念,利用它来概括实验资料和总结化学结构规律。

发展简单的理论。

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