化學生命

⑴ 生命化學專業

研究生物體內的化學

⑵ 化學生命起源的過程(不用很詳細,只要概括性的!

地球在宇宙中形成以後，開始是沒有生命的。經過了一段漫長的化學演化，就是說大氣中的有機元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源（如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發等等）的作用下，合成有機分子（如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氫、氨、磷酸等等）。這些有機分子進一步合成，變成生物單體（如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等）。這些生物單體進一步聚合作用變成生物聚合物。如蛋白質、多糖、核酸等。這一段過程叫做化學演化。蛋白質出現後，最簡單的生命也隨著誕生了。這是發生在距今大約36億多年前的一件大事。從此，地球上就開始有生命了。生命與非生命物質的最基本區別是：它能從環境中吸收自己生活過程中所需要的物質，排放出自己生活過程中不需要的物質。這種過程叫做新陳代謝，這是第一個區別。第二個區別是能繁殖後代。任何有生命的個體，不管他們的繁殖形式有如何的不同，他們都具有繁殖新個體的本領。第三個區別是有遺傳的能力。能把上一代生命個體的特性傳遞給下一代，使下一代的新個體能夠與上一代個體具有相同或者大致相同的特性。這個大致相同的現象最有意義，最值得我們注意。因為這說明它多少有一點與上一代不一樣的特點，這種與上一代不一樣的特點叫變異。這種變異的特性如果能夠適應環境而生存，它就會一代又一代地把這種變異的特性加強並成為新個體所固有的特徵。生物體不斷地變異，不斷地遺傳，年長月久，周而復始，具有新特徵的新個體也就不斷地出現，使生物體不斷地由簡單變復雜，構成了生物體的系統演化。
地球上早期生命的形態與特性。地球上最早的生命形態很簡單，一個細胞就是一個個體，它沒有細胞核，我們叫它為原核生物。它是靠細胞表面直接吸收周圍環境中的養料來維持生活的，這種生活方式我們叫做異養。當時它們的生活環境是缺乏氧氣的，這種喜歡在缺乏氧氣的環境中生活的叫做厭氧。因此最早的原核生物是異養厭氧的。它的形態最初是圓球形，後來變成橢圓形、弧形、江米條狀的桿形進而變成螺旋狀以及細長的絲狀，等等。從形態變化的發展方向來看是增加身體與外界接觸的表面積和增大自身的體積。現在生活在地球上的細菌和藍藻都是屬於原核生物。藍藻的發生與發展，加速了地球上氧氣含量的增加，從20多億年前開始，不僅水中氧氣含量已經很多，而且大氣中氧氣的含量也已經不少。細胞核的出現，是生物界演化過程中的重大事件。原核植物經過15億多年的演變，原來均勻分散在它的細胞裡面的核物質相對地集中以後，外麵包裹了一層膜，這層膜叫做核膜。細胞的核膜把膜內的核物質與膜外的細胞質分開。細胞裡面的細胞核就是這樣形成的。有細胞核的生物我們把它稱為真核生物。從此以後細胞在繁殖分裂時不再是簡單的細胞質一分為二，而且裡面的細胞核也要一分為二。真核生物（那時還沒有動物，可以說實際上也只是真核植物）大約出現在20億年前。性別的出現是在生物界演化過程中的又一個重大的事件，因為性別促進了生物的優生，加速生物向更復雜的方向發展。因此真核的單細胞植物出現以後沒有幾億年就出現了真核多細胞植物。真核多細胞的植物出現沒有多久就出現了植物體的分工，植物體中有一群細胞主要是起著固定植物體的功能，成了固著的器官，也就是現代藻類植物固著器的由來。從此以後開始出現器官分化，不同功能部分其內部細胞的形態也開始分化。由此可見，細胞核和性別出現以後，大大地加速了生物本身形態和功能的發展。
生命的起源
關於生命起源的問題，很早就有各種不同的解釋。近幾十年來，人們根據現代自然科學的新成 就，對於生命起源的問題進行了綜合研究，取得了很大的進展。
根據科學的推算，地球從誕生到現在，大約有46億年的歷史。早期的地球是熾熱的，地球上的一切元素都呈氣體狀態，那時候是絕對不會有生命存在的。最初的生命是在地球溫度下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。目前，這種關於生命起源是通過化學進化過程的說法已經為廣大學者所承認，並認為這個化學進化過程可以分為下列四個階段。
從無機小分子物質生成有機小分子物質 根據推測，生命起源的化學進化過程是在原始地球條件下開始進行的。當時，地球表面溫度已經降低，但內部溫度仍然很高，火山活動極為頻繁，從火山內部噴出的氣體，形成了原始大氣(下圖)。一般認為，原始大氣的主要成分有甲烷（CH4）、氨 原始地球的想像圖
(左)原始大氣(右)有機物形成
（NH3）、水蒸氣（H2O）、氫（H2），此外還有硫化氫（H2S）和氰化氫（HCN）。這些氣體在大自然不斷產生的宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下，就可能自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機小分子物質。後來，地球的溫度進一步降低，這些有機小分子物質又隨著雨水，流經湖泊和河流，最後匯集在原始海洋中。
關於這方面的推測，已經得到了科學實驗的證實。1935年，美國學者米勒等人，設計了一套密閉裝置(下圖)。他們將裝置內的空氣抽出，然後模擬原始地球上的大氣成分，通入甲烷、氨、氫、水 米勒實驗的裝置
蒸氣等氣體，並模擬原始地球條件下的閃電，連續進行火花放電。最後，在U型管內檢驗出有氨基酸生成。氨基酸是組成蛋白質的基本單位，因此，探索氨基酸在地球上的產生是有重要意義的。
此外，還有一些學者模擬原始地球的大氣成分，在實驗室里製成了另一些有機物，如嘌識、嘧啶、核糖，脫氧核糖，脂肪酸等。這些研究表明：在生命的起源中，從無機物合成有機物的化學過程，是完全可能的。
從有機小分子物質形成的有機高分子物質 蛋白質、核酸等有機高分子物質，是怎樣在原始地球條件下形成的呢？有些學者認為，在原始海洋中，氨基酸、核苷酸等有機小分子物質，經過長期積累，相互作用，在適當條件下（如吸附在粘土上），通過縮合作用或聚合作用，就形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
現在，已經有人模擬原始地球的條件，製造出了類似蛋白質和核酸的物質。雖然這些物質與現在的蛋白質和核酸相比，還有一定差別 ，並且原始地球上的蛋白質和核酸的形成過程是否如此，還不能肯定，但是，這已經為人們研究生命的起源提供了一些線索；在原始地球條件下，產生這些有機高分子的物質是可能的。
從有機高分子物質組成多分子體系 根據推測，蛋白質和核酸等有機高分子物質，在海洋里越積越多，濃度不斷增加，由於種種原因（如水分的蒸發，粘土的吸附作用），這些有機高分子物質經過濃縮而分離出來，它們相互作用，凝聚成小滴。這些小滴漂浮在原始海洋中，外麵包有最原始的界膜，與周圍的原始海洋環境分隔開，從而構成一個獨立的體系，即多分子體系。這種多分子體系已經能夠與外界環境進行原始的物質交換活動了。
從多分子體系演變為原始生命 從多分子體系演變為原始生命，過是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段，它直接涉及到原始生命的發生。目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。不過，我們可以推測，有些多分子體系經過長期不斷地演變，特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用，終於形成具有原始新陳代謝作用和能夠進行繁殖的原始生命。以後，由生命起源的化學進化階段進入到生命出現之後的生物進化階段。
關於生命起源的化學進化過程的研究，雖然進行了大量的模擬實驗，但是絕大多數實驗只是集中在第一階段，有些階段還僅僅限於假說和推測。因此，在對於生命起源，問題還必須繼續進行研究和探討。
蛋白質和核酸是生物體內最重要的物質。沒有蛋白質和核酸，就沒有生命。1965年，我國科學工作者人工合成了結晶牛胰島素（一種含有51個氨基酸的蛋白質）。1981年，我國科學工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸（核糖核酸的一種）。這些工作反映了我國在探索生命起源問題上的重大成就。

⑶ 化學是探索生命嗎

生命現象的出現
實在化學元素組合形成復雜化合物之後才會出現的，並且生命活動是依賴在化學反應上的，因此說化學與生命現象密切相關
。
而生命過程探索主要探索生物生命活動和行為的，研究的對象主要為生物，素以說生命過程探索主要與生物密切相關。

⑷ 化學，生命的奇跡

美國科學家米勒在1950年作了一個著名的實驗。他把組成生命體的基本的碳氫化合物的分子[如甲烷(CH4)、氨(NH3)等]與水(H2O)混合在一起，灌入一個特殊的玻璃裝置里，然後加熱，使瓶子里的混合物不斷沸騰，產生氣體。氣體經過一個裝有兩個電極的容器，容器里便連續產生電火花，就象大自然里的閃電和火山爆發。這種氣體經過冷卻又變成液體流回原來的裝置里。經過一個星期的反復實驗，然後對裝置里的液體進行化學分析，結果米勒驚奇地發現裝置里產生了幾種氨基酸！因為這些氨基酸正是組成現代生命體的蛋白質結構中的重要成分！
米勒的實驗結果引起了許多科學家們的強烈關注，他們在米勒實驗的基礎上不斷地改進實驗，結果天然蛋白質中所含的20種氨基酸全部被人工合成了。這些實驗結果有力地支持了生命起源的化學進化說。所以很多科學家認為，大約在地球形成以後的10億年到20億年的過程中，地球上發生了一系列的化學反應，而生命就是這些化學反應的產物。

⑸ 化學在生命中起作用

化學在生命中起作用是很早的事比如化學合成葯物、化學合成食品添加劑、化學合成化妝品、洗滌用品等都是化學在生命中起作用

⑹ 什麼化學元素是「生命元素」

主要有C、H、O、N四種，此外還有S、P及其他一些微量元素。我們知道組成生命的主要物質是蛋白質、水分和無機鹽三大類。元素分析表明，蛋白質一般含碳50%～55%、氧20%～23%、氮15%～18%、氫6%～8%、硫0%～4%，有些蛋白質還含有微量的P、Fe、Zn、Cu、Mo等。

⑺ 化學與生命科學的關系論文4000字

化學與生命科學的關系
生命科學是研究生命現象、生命活動的本質、特徵和發生、發展規律，以及各種生物之間和生物與環境之間相互關系的科學。用於有效地控制生命活動，能動地改造生物界，造福人類生命科學與人類生存、人民健康、經濟建設和社會發展有著密切關系，是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。

生命科學是系統地闡述與生命特性有關的重大課題的科學。支配著無生命世界的物理和化學定律同樣也適用於生命世界，無須賦於生活物質一種神秘的活力。對於生命科學的深入了解，無疑也能促進物理、化學等人類其它知識領域的發展。比如生命科學中一個世紀性的難題是「智力從何而來？」我們對單一神經元的活動了如指掌，但對數以百億計的神經元組合成大腦後如何產生出智力卻一無所知。可以說對人類智力的最大挑戰就是如何解釋智力本身。對這一問題的逐步深入破解也將會相應地改變人類的知識結構。

生命科學研究不但依賴物理、化學知識，也依靠後者提供的儀器，如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離心機、X-射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等，舉不勝舉。生命科學學家也是由各個學科匯聚而來。學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科。

生命科學研究或正在研究著的主要課題是：生物物質的化學本質是什麼？這些化學物質在體內是如何相到轉化並表現出生命特徵的？生物大分子的組成和結構是怎樣的？細胞是怎樣工作的？形形色色的細胞怎樣完成多種多樣的功能？基因作為遺傳物質是怎樣起作用的？什麼機制促使細胞復制？一個受精卵細胞怎樣在發育成由許多極其不同類型的細胞構成的高度分化的多細胞生物的奇異過程中使用其遺傳信息？多種類型細胞是怎樣結合起來形成器官和組織？物種是怎樣形成的？什麼因素引起進化？人類現在仍在進化嗎？在一特定的生態小生境中物種之間的關系怎樣？何種因素支配著此一生境中每一物種的數量？動物行為的生理學基礎是什麼？記憶是怎樣形成的？記憶存貯在什麼地方？哪些因素能夠影響學習和記憶？智力由何而來？除了在地球上，宇宙空間還有其它有智慧的生物嗎？生命是怎樣起源的？等等。

生物技術
本專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作，能在工業、醫葯、食品、農、林、牧、漁、環保、園林等行業的企業、事業和行政管理部門從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。

生化技術
生物學的分支學科。它是研究生命物質的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化的科學。
生物化學若以不同的生物為對象，可分為動物生化、植物生化、微生物生化、昆蟲生化等。若以生物體的不同組織或過程為研究對象，則可分為肌肉生化、神經生化、免疫生化、生物力能學等。因研究的物質不同，又可分為蛋白質化學、核酸化學、酶學等分支。研究各種天然物質的化學稱為生物有機化學。研究各種無機物的生物功能的學科則稱為生物無機化學或無機生物化學。60年代以來，生物化學與其他學科融合產生了一些邊緣學科如生化葯理學、古生物化學、化學生態學等；或按應用領域不同，分為醫學生化、農業生化、工業生化、營養生化等。
生物化學這一名詞的出現大約在19世紀末、20世紀初,但它的起源可追溯得更遠,其早期的歷史是生理學和化學的早期歷史的一部分。例如18世紀80年代,A.-L.拉瓦錫證明呼吸與燃燒一樣是氧化作用，幾乎同時科學家又發現光合作用本質上是動物呼吸的逆過程。又如1828年F.沃勒首次在實驗室中合成了一種有機物——尿素，打破了有機物只能靠生物產生的觀點，給「生機論」以重大打擊。1860年L.巴斯德證明發酵是由微生物引起的，但他認為必需有活的酵母才能引起發酵。1897年畢希納兄弟發現酵母的無細胞抽提液可進行發酵，證明沒有活細胞也可進行如發酵這樣復雜的生命活動，終於推翻了「生機論」。
生物化學的發展大體可分為3個階段。第一階段從19世紀末到20世紀30年代,主要是靜態的描述性階段,對生物體各種組成成分進行分離、純化、結構測定、合成及理化性質的研究。其中E.菲舍爾測定了很多糖和氨基酸的結構，確定了糖的構型，並指出蛋白質是肽鍵連接的。1926年J.B.薩姆納製得了脲酶結晶，並證明它是蛋白質。此後四、五年間J.H.諾思羅普等人連續結晶了幾種水解蛋白質的酶,指出它們都無例外地是蛋白質,確立了酶是蛋白質這一概念。通過食物的分析和營養的研究發現了一系列維生素，並闡明了它們的結構。與此同時，人們又認識到另一類數量少而作用重大的物質——激素。它和維生素不同，不依賴外界供給，而由動物自身產生並在自身中發揮作用。腎上腺素、胰島素及腎上腺皮質所含的甾體激素都在這一階段發現。此外中國生物化學家吳憲在1931年提出了蛋白質變性的概念。
第二階段約在20世紀30～50年代，主要特點是研究生物體內物質的變化,即代謝途徑,所以稱動態生化階段。其間突出成就是確定了糖酵解、三羧酸循環（也稱克雷布斯循環）以及脂肪分解等重要的分解代謝途徑。對呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸 (ATP)在能量轉換中的關鍵位置有了較深入的認識。當然，這種階段的劃分是相對的。對生物合成途徑的認識要晚得多，在50～60年代才闡明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途徑。
第三階段是從20世紀50年代開始，主要特點是研究生物大分子的結構與功能。生物化學在這一階段的發展，以及物理學、技術科學、微生物學、遺傳學、細胞學等其他學科的滲透，產生了分子生物學，並成為生物化學的主體。
蛋白質和核酸是兩類主要的生物大分子。它們的化學結構與立體結構的研究在50年代都取得了重大進展。蛋白質方面，如β-螺旋結構的提出，測定了胰島素的化學結構以及肌紅蛋白和血紅蛋白的立體結構。核酸方面，DNA 雙螺旋模型的提出打開了生物遺傳奧秘的大門。根據雙螺旋結構，完滿地解釋了DNA的自我復制,在後來的發展中又闡明了轉錄與轉譯的機理，提出了中心法則並破譯出遺傳密碼。
1973年重組DNA獲得成功,從此開創了基因工程。自1977年以後，用這一技術先後成功地製造了生長激素釋放抑制激素、胰島素、干擾素、生長激素等。1982年用基因工程生產的人胰島素獲得美、英、聯邦德國、瑞士等國政府批准出售而正式工業化。
在生物大分子的合成方面，1965年中國科學家首次合成了結晶牛胰島素，合成的產物經受了嚴格的物理及化學性質和生物學活性的檢驗，證明與天然胰島素具有相同的結構和生物活性。繼美國科學家在1972年人工合成DNA以後,中國科學家又在1981年首先合成了具有天然生物活力的酵母丙氨酸tRNA。英美等國科學家在 DNA序列分析及人工合成方面作出了重大貢獻。DNA自動合成儀的問世，大大簡化了人工合成基因的工作。

⑻ 簡述生命進化的化學過程

生命進化的化學過程包括四個階段：
第一階段，從無機小分子生成有機小分子；
第二階段，從有機小分子形成有機大分子；
第三階段，從有機大分子組成能自我維持穩定和發展的多分子體系；
第四階段，從多分子體系演變為原始生命。
1、化學進化過程的第一階段：從無機小分子物質生成有機小分子物質
原料：原始大氣中的各種成分。
能量：大自然不斷產生的含有極高能量的宇宙射線、強烈的紫外線和頻繁的閃電等。
在原始地球條件下，原始大氣成分在一定能量的作用下，完全可以完成從無機物向簡單有機物的轉化。
2、化學進化過程的第二階段：從有機小分子物質形成有機高分子物質
原始海洋中的氨基酸、核苷酸、單糖、嘌呤、嘧啶等有機小分子物質經過極其漫長的積累和相互作用，在適當條件下，一些氨基酸通過縮合作用形成原始的蛋白質分子，核苷酸則通過聚合作用形成原始的核酸分子。生命活動的主要體現者——原始的蛋白質和核酸的出現意味著生命從此有了重要的物質基礎。
3、化學進化過程的第三個階段：從有機高分子物質組成多分子體系
以原始蛋白質和核酸為主要成分的高分子有機物，在原始海洋中經過漫長的積累、濃縮、凝集而形成「小滴」，這種「小滴」不溶於水，被稱為團聚體或微粒體。它們漂浮在原始海洋中，與海水之間自然形成了一層最原始的界膜，與周圍的原始海洋環境分隔開，從而構成具有一定形狀的、獨立的體系。這種獨立的多分子體系能夠從周圍海洋中吸收物質來擴充和建造自己，同時又能把小滴裡面的「廢物」排出去，這樣就具有了原始的物質交換作用而成為原始生命的萌芽，這是生命起源化學進化過程中的一個很重要的階段。但這時還不具備生命，因為它還沒有真正的新陳代謝和繁殖等生命的基本特徵。
4、化學進化過程的第四個階段：從多分子體系演變為原始生命
具有多分子體系特點的小滴漂浮在原始海洋中，經歷了更加漫長的時間，不斷演變，特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用，其中一些多分子體系的結構和功能不斷地發展，終於形成了能把同化作用和異化作用統一於一體的、具有原始的新陳代謝作用並能進行繁殖的原始生命。
這是生命起源過程中最復雜、最有決定意義的階段，它直接涉及到原始生命的發生，是一個飛躍，一個質變階段。所以，這一階段的演變過程是生命起源的關鍵，但目前僅僅是推測，如果能得到證實並能進行模擬的話，那麼就意味著能人工合成生命，這將是生命科學上一個重大的突破。