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破解生命起源,化学与生活期末论文_论文精选_好文学网

化学与生活期末论文

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  生物的生存每时每刻都要进行一系列的化学变化,这些变化总称为新陈代谢。虽然生物体内化学变化十分复杂,但它们都在常温常压下完成。比如有种叫根瘤菌的细菌在常温常压下就能把空气中的氮气固定下来,而人类要做到这一点却必需用几百个大气压和几百度的温度。

时间:2017-09-17 12:12点击: 次来源:好文学作者:编辑评论:- 小 + 大

简单化合物或蕴涵生命起源之谜。图片来源:searchoflife

  生物体为什么有这种本领呢?

澳门新葡亰平台官网,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。小编收集了化学与生活期末论文,欢迎阅读。

生命的起源是一套悖论。起初,必须有一个遗传分子——脱氧核糖核酸或核糖核酸,能够按模板制造出蛋白质,即生命的主力分子。离开蛋白质的帮助,现代的细胞无法自行复制DNA和RNA。更糟糕的是,这些分子机能的完成都离不开脂肪。在另一个鸡生蛋还是蛋生鸡的复杂问题中,合成这些脂肪需要基于蛋白质的酶类,而这些酶则由遗传分子编码。

  原来,生物体内广泛地存在一类特殊的催化剂——酶。它能有效地降低参加化学反应的各个分子的活化能,使生物体能够快速而高效地完成各种化学反应。植物的光合作用,人对食物的消化、吸收等无一不是在酶直接参与下发生和完成的。

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现在,研究人员表示,他们找到了一个突破口。一对简单化合物能引起一系列简单反应,产生所有3类生物分子——核酸、氨基酸和脂肪。而这些化合物在地球初期十分丰富。近日,这项在线刊登于《自然—化学》期刊的新研究,虽然没有证明这就是生命如何起源的,但它或能有助于解释一个重要秘密。

  近代,对酶的科学研究开始于18世纪。到1878年,德国化学家屈内把这一系列从有机体中分泌出来有催化能力的物质称为“酶”。

生活离不开化学,遍观周围,几乎每件事物都与化学有关,

“这是一篇非常重要的论文。”美国马萨诸塞州总医院分子生物学家、生命起源研究专家Jack
Szostak说。“它提出了几乎所有的生命基本构建模块可能如何在一个地质背景中被装配成形。”

  1925年,美国奈尔大学独臂青年化学家萨姆纳不顾体残病弱,提纯尿酶,并证明它是蛋白质。接着,美国化学家诺思谱又把一系列酶提纯出来,证明它们都是蛋白质。他俩都获诺贝尔奖。从此,几十年来科学界公认酶的成分是蛋白质。

化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化学的探索,因为有了人类就有了对化学的需求。它与我们的生活息息相关,在我们的日常生活中无处不在。我国着名滑雪前辈杨石先生说:“农、轻、重、吃、穿、用,样样都离不开化学。”没有化学创造的物质文明,就没有人类的现代生活。

针对哪些生物分子首先形成这一问题,科学家一直在鼓吹自己拥护的版本。“RNA世界”支持者认为,RNA可能就是生命的先驱;不仅因为它携带遗传信息,还因为它能充当蛋白质样的化学催化剂。而新陈代谢的拥护者则表示,矿物中发现的简单的金属催化剂,可能制造了能引发其他新陈代谢的一系列有机构建模块。

  1982年,美国化学家西卡破天荒地发现非蛋白质酶——核酸,它也可以充当生物催化剂。

人是社会的人,社会是人的社会,因此可以从人与化学的关系去探讨化学对社会发展的重要性。

2009年,“RNA世界”受到极大宣扬。以英国剑桥大学John
Sutherland为首的化学家报告称,两个相对简单的原始化合物——乙炔和甲醛,可能经历了一系列反应,产生了RNA四种核苷酸模块中的两种。这为RNA如何在“原始汤”中形成提供了貌似可信的路线。但批评者指出,乙炔和甲醛自身在某种程度上也是复杂分子。这就提出了一个尖锐的问题,它们来自哪里?

  西卡的发现首先给生物催化剂中只有蛋白质一家的传统观念当头棒喝,给今后生命的人工合成,提供了一个重要的信息,生物催化剂除蛋白质、核酸外,还可能有其他形形色色的催化剂。尤为重要的是,西卡的发现给生命的起源和演变提供了一个新的线索。人们可以想象,在地球原始海洋中,当形成核酸后,它就可能催化自身变化。由于西卡的发现为生命起源和研究开辟了一条新航道,因而,他获得1983年的诺贝尔奖。至此,为奖励研究酶的组成,已3次颁发诺贝尔奖。

化学作为一门庞大的知识体系,能用来解决人类面临的问题,满足社的需要,对人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志,深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展离不开人类的发展,人类的发展离不开人的生存,而人的生存离不开化学。社会的一切发展,生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化,一切生命的延续同样离不开化学变化。恩格斯说:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化,就没有地球上的生命,也就更不会有人类。是化学创造了人类,创造了美丽的地球。

因此,Sutherland和同事打算看看能否找到从更简单的起始材料形成RNA的路线。结果他们成功了。如今,Sutherland研究小组表示,他们制成了仅始于氰化氢、硫化氢和紫外线的核酸前体。此外,Sutherland提到,相同的条件还能创造氨基酸和脂肪的原始材料。

  由于酶有惊人的催化能力,它的发现无论在理论上和应用上都有重大的意义。据统计,至今已发现2000多种酶,其中被提纯并结晶的有100多种,作为商品生产的有120多种,应用到工厂中的就有60多种。它们在食品、医药、制革等数十个行业中发挥着巨大的作用。

就化学对人类的日常生活的影响来说,化学在我们的日常生活中无处不在。首先,我们的衣、食、住、行无一不用到化学制品。

该研究小组表示,早期地球为这些反应提供了良好的环境。HCN在彗星上含量丰富,而在地球诞生之初,不断有彗星撞击这里。而且,撞击也能产生足够的能量将氢、碳和氮合成为HCN。Sutherland表示,同样,H2S也被认为在地球初期普遍存在,而能驱动相关反应的紫外线和能起催化作用的含金属矿物质也是如此。

  酶工程的第二阶段是针对第一阶段的缺点而革新的。

“民以食为天”,我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,如果没有他发明的这个化学技术,那么世界上就有一半的人得不到温饱,那么世界上就多了一半的人的生命面临危机了。加工制造色香味俱佳的食品就更离不开各种食品添加剂,如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等,多是用化学合成方法或化学分离方法制成的。

但Sutherland警告称,这3个模块的反应并不相同,例如它们需要不同的金属催化剂,可能并非发生在同一地点。相反,化学过程和能量的轻微变化可能在不同地方创造一类物质。“然后,雨水将会把这些化合物冲到一个公共池中。”加州大学圣克鲁兹分校生命起源专家Dave
Deamer说。

  酶工程的第三阶段是固定化酶系统和固定化活细胞技术联合生产的过程,称为第三代酶工程。其特点是将活的酵母细胞用长拉胶(从海藻中提取的特殊胶)包扎,制成颗粒状,装入酶反应器,反应器通过糖液就可产生酒精。在反应过程中,酵母仍可生长繁殖,不断地补充反应器中酶的数时,使反应器可连续使用几个月甚至几年。

如果没有合成纤维的化学技术,那世界上大多数人就要挨冻了,因为有限的天然纤维根本就不够用。我国1995年的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维。
何况纯棉纯毛等天然纤维也是棉花、羊毛经化学处理制成的。再有就是合成橡胶,少了合成橡胶,世界上60亿人口又有多少亿人要穿草鞋过冬啊?合成染料更使世界多了一道多彩缤纷的亮丽风景线。所谓“丰衣足食”,是生命得以延续的保证。没有了化学,就没了保证。

生命会在那个公共池中诞生吗?细节已经几乎湮灭在历史中。但Deamer说,这一理论和其后“似乎合理的化学过程”却值得深思。Szostak也表示同意:“我相信这需要讨论一段时间。”

  第三代酶工程已用于生产各种氨基酸、有机酸、核苷酸、抗生素等。它有高效能、低消耗、无公害、长寿命、安全、自动化等特点。目前,已在各先进国家使用。

再看我们住的房子,石灰、水泥、钢筋,窗户上的铝合金、玻璃、塑料等材料,哪件不是化学制品?离得了铝合金的木制的窗户,也离不开化学制品油漆;就算不用玻璃吧,像一些贫穷人家用的尼龙布甚或用的报纸,不是化学制品又是什么?还有我们的日常生活用品,如牙刷、牙膏、香皂、化妆品、清洁用品等等无一不跟化学沾边,都是化学制剂。

人们普遍认为,对于生命体来说,DNA及RNA是生命遗传密码的仅有载体。而科学家一直在不断追寻生命起源之谜,并得出不少成果。

  第四阶段酶工程是将新的生物工程技术全部应用到酶工程上来。例如,用细胞融合术、DNA重组术来改良产酶的菌种,使之能源源不断地生产出适合人类需要的酶来。这项工作还处于试验阶段,目前虽有许多成功的报导,估计还需要一段时间才会有实用价值。

出了门,我们踏在水泥铺成的街道上,看到的是钢筋水泥做的高楼大厦,用以代步的是各种塑料、橡胶、玻璃以及各种合金做的交通工具。这些交通工具还离不开汽油、柴油,各种汽油添加剂、防冻剂和各种润滑油。如此种种,都是化学制品。现代人类根本无法离开人造化学品,我们每天24小时都被人造化学品所包围着。

在自然界的生命体中,酶作为一种催化剂,负责启动一系列化学转换过程,使细胞等发挥相应功能,帮助生命体完成各种基本任务,比如消化食物等。此前普遍认为,只有DNA和RNA才是各种酶形成的“基本模块”。

  所谓的酶工程,可以分为两大部分:一大部分是如何生产酶,一大部分是如何应用酶。用微生物来生产酶,是酶工程的半壁江山。

其次,我们的健康长寿也与化学息息相关。体内某些化学元素平衡失调时,就会导致某些危害人类健康的疾病。1965年和1981年,我国在世界上首次合成了牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核糖的形成是无生命到有生命的转折点。自此我们人类对自身的了解有了新的突破,为我们人类对生命和健康的研究打下了基础。正是有了合成各种抗生素和大量新药物的技术,人类才能控制传染病,才能缓解心脑血管病,使人类的寿命延长25年。人类的健康成长离不开各种营养品和药品。如果没有这些化学药品,世上不知有多少人要受病魔的折磨,不知有多少人会被病魔夺去生命。

不过英国剑桥大学的研究人员于2012年合成一种名为“XNA”的物质,同样能储存和传递遗传信息。有人据此推论,宇宙中或存在遗传方式不同的生命形式。也有人认为这使得“人造生命”更具可能。

  酶工程的发展,给人工合成食物开辟了光辉的前景。总有一天,人类将能实现在工厂里生产淀粉、脂肪、蛋白质等食品的愿望。

生命体中支撑着生命的是无数的有机化合物,重要的有糖类、蛋白质、氨基酸、肽键、酶、核酸等。

在实验室中,他们利用XNA合成出“XNA酶”。这种人造酶也能启动一些基本的生物化学反应,比如在试管中切开并接入到天然的RNA链之中。研究人员指出,新成果进一步说明,人类对于生命起源所必需的条件还需要加深认识,除DNA和RNA之外,可能存在其他化学物质,能够启动生命的形成和进化。

糖是自然界存在的一大类具有生物功能的有机化合物。它主要是由绿色植物通过光合作用形成的。它由C、H、O所组成,化学式为Cnn,又叫碳水化合物。糖类包括单糖、多糖、淀粉、糖原、纤维素。生物界对能量的需要和利用均离不开糖类。糖类物质的主要生物功能就是通过生物氧化而提供能量,以满足生命活动的能量需要。生物界对太阳能的利用归根到底始于植物的光合作用和CO2的固定,与这两种现象密切相关的都是糖类的合成。光合作用是自然界将光能转化变为化学能的主要途径。糖类不仅是生物体的能量来源,而且在生物体内发挥其它作用,它对各类生物体的结构也起着支持和保护的作用,有时还起到解毒的作用等。总之,糖类是生命体维持生命所不可或缺的。·
蛋白质亦然。所有蛋白质都含C,N,O,H元素,大多含S或P,有的还含其它元素。蛋白质是氨基酸聚合物,水解时产生的单体叫氨基酸。蛋白质种类繁多,功能各异。它的广泛而多变的功能决定了它们在生理上的重要性。有的蛋白质起运输作用,有的起调节或防御作用。酶也是蛋白质,起催化作用,对生命体的新陈代谢起至关重要的作用。

核酸是由核苷酸组成。核酸分为核糖核酸两大类。DNA是生物遗传物质,它们都是控制遗传的关键,其中DNA的重组技术是遗传工程研究的主导技术。遗传工程的研究的发展将为人类解决面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等一系列重大问题开辟新途径,也具有极大的经济发展潜力。如果采用DN重组及细胞融合等技术改造苏氨酸、色氨酸、赖氨酸等氨基酸的生产菌,氨基酸的含量就能提高几十倍,生产成本就大大降低。这些氨基酸产品广泛用于营养食品、助鲜及饲料添加剂等生,从而部分代替了粮食产品。如果生物固氮的遗传工程能培养出自行供氮的作物,使一切植物如小麦、水稻、玉米等都像豆科植物一样能自行固定分子态氮并转化成能被植物吸收的状态,能直接利用空气中的氮,不仅可以提高作物产量,增加作物的蛋白质含量,还能大大节省化肥,降低生产成本,减轻环境污染。

总之,现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程,还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件,都离不开化学。没有生命还有化学,没有了化学就绝对不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱,也是社会存在和发展的支柱和动力。

化学与生活期末论文


要:
生活中到处都涉及化学,了解化学不仅能帮助我们提高生活质量,而且能提高我们对世界的认识,更好地保护好人类生存环境。

关键词: 化学 生活 化学反应

毫无疑问因为化学而有了很多物质上的创新。因为化学家们的实验工作,我们才有了塑料、玻璃、药物、火药和电子产品等。这些东西又是怎样研制成的呢?
化学家们先是提出问题再形成假设,假设是任何科学实验的基础,根据假设反复进行科学实验。我们日常生活中不同的烹饪牛排的方法和蒸馏上乘的威士忌的方法都是通过实验而得知。化学是我们日常常生活的一部分,不管我们意识到与否,化学渗透到生活的每一方面。烹饪技术高超的家庭主妇从某种意义上说就是一名化学家。怎样将食品中的化学成分调配好是一门艺术。
烧烤完全是化学反应,你烧烤的食物好坏在于化学成分的调配。蔗糖受热熔化会变成焦糖。了解这一点,
就能做出使人食欲顿开的食物。另一方面烧烤用的苏打和食物是化学在现实生活中应用的典范。我们懂得食用油和酱油会因为氧化反应而变质同时颜色发生变化因此我们可以观察颜色而辨别食用油和酱油是否安全食用。
我们用特氟龙锅来油煎食物,用铁锅来做汤,这些全包含化学原理。

我们都知道水和空气的基本成分,也知道生活中诸多用化学方法制成的产品如食盐,含氢和氯的酸性物质,还有蔗糖。了解这些能帮助我们记住元素周期表上化学元素的缩写。这能帮助我们破解生活中的遇到的许多复杂化学名称。

了解物质之间的阳性反应。能帮助你处理日常事务,而了解物质间的阴性反应会挽救你的生命,阴性化学反应能造成伤害性的条件,如爆炸、烧伤和有害气体。

某些化合物放在一起能消除异味。市场上很多产品就是利用这一化学原理来消除异昧的。在医药上,
所有的药物都是通过化学反应制成的。还有采用将物质混合起化学反应来杀菌比药物治疗要有效的多,这也是在利用化学原理。很多软膏和消毒剂还有一些肥皂洗涤剂等都是利用这些化学混合物的作用制成的。另

外医学上常说的胶化、 胶质和悬胶这些术语都是来自化学。
化妆品都含有化合物, 脱毛剂之所以能脱毛是因为物质之间的化学反应。

化学反应能释放能量, 由这一原理燃料发动机得以发明创造并工作。

新的纺织品像尼纶和涤纶完全是从化合物中提炼出来的。还有家用化学杀虫剂的使用,如樟脑丸。

腌制各种不同的食品是渗透作用的应用。腌制食品和其他防腐方法都是化学原理的应用。家用醋常用来做防腐剂。

热传导或热传递是热学原理在现实生活的应用。如做饭时要点燃液态天然气提供热能。

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