4 生物化学是生物和化学的结合吗?
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生物化学这一名词大约出现在19世纪末,是生命科学领域中比较活跃的分支学科,属于结合了生物学与化学的前沿尖端科学。它主要研究生物体的分子结构和功能、物质代谢和调节,以及遗传信息传递的分子基础和调控规律等。如果以不同的生物为研究对象,可分为动物生化、植物生化、微生物生化等;如果以生物体的不同组织或过程为研究对象,那么可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化等;由于研究物质的不同,又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等不同的分支。现在,生物化学渐渐地融入我们生活的角角落落,但为什么还要称其为“未来的化学”呢?
20世纪60年代以来,生物化学和其他学科融合产生了许多边缘学科,如生化药理学、化学生态学等。这些边缘学科按照应用领域的不同,又可分为农业生化、工业生化、医学生化等。生物化学就是在农业、工业、医学等领域的生产实践推动下逐渐成长壮大起来的,同样,它也促进了这些领域的快速发展。它最诱人的地方,就是在常温常压下酶的高效和有选择性的催化反应,有利于人们对生物的生长进行合理地控制。而生物化学的应用就是生物工程科学,现在已经分成了四大分支,包括微生物工程、酶工程、基因工程和细胞工程。
生物化学运用到各个领域
生物化学的合成,除了许多有机合成和高分子合成之外,酶工程占有举足轻重的地位。生物化学合成除了可以认为是用化学合成的方法合成生物体内的化合物之外,还可以认为是运用生物合成的技术来合成生物体内的化合物,尤其运用酶技术来生产化合物。现在,有些化学反应或工业生产已经由生物技术代替,自从酶工程、基因工程相继在生产上得到应用后,部分化学合成已逐渐被生物合成所取代。当然,化学合成和生物合成各有优缺点。
知识拓展
酶作为生物催化剂,已经广泛地应用到了生产、生活的各个领域。酶工程就是将微生物细胞、动植物细胞等在一定的生物反应装置中,利用酶的生物催化功能,借助相关工程手段来将相应的原料转化为有用物质,并且加以实际应用的一门社会科学技术。20世纪70年代以后,伴随着第二代酶及其相关技术的产生,酶工程才算真正地登上了历史舞台。酶工程包括酶制剂的制备、酶的修饰与改造和酶反应器等多方面内容,它的应用则主要集中在食品工业、轻工业和医药工业中。酶工程发展到现在,已经研究和生产出了第三代酶,第三代酶的实际应用正在成为酶工程应用的主角。
近代生物化学研究的发展已从细胞水平、亚细胞水平,深入到生物大分子水平。生物合成技术在今天的作用已经越来越明显,但是它仍然是建立在化学技术的日益深入和发展基础之上的,因此当今生命物质科学研究的最重要的基础和趋势就是生物化学技术的发展。现在,许多人把生物化学技术称为“未来的化学”,预示着其广阔的发展前途。
生物化学作为生物化学技术的理论基础,对其他各门生物学科的深刻影响反映在与其关系密切的细胞学、遗传学、生理学等领域。许多和生物化学看似关系不大的学科,甚至在世界食品供应、环境保护等社会性问题上都需要从生物化学的角度加以考虑和研究。另外,生物化学已经成为生物学和物理学之间的桥梁,将自然界的许多重大而复杂的问题展示在物理学面前,从而产生了生物物理学、量子生物化学等边缘学科,这样既丰富了物理学的研究内容,又促进了生物学和物理学的发展。
细胞
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环境保护
环境保护是指人类为解决现实或潜在的环境问题,保障社会经济的可持续发展,采取行政、法律、经济等多方面的措施,合理地利用自然资源,防止环境的继续污染和破坏,协调人类和环境的关系的行为。人们为了保证社会的发展,就必须要保持和发展生态平衡,扩大可再生资源的再生产。环境保护涉及的范围广、综合性强,涉及了自然科学和社会科学的许多领域。
环境保护首先是引起发达国家的重视而产生的,它们利用国家法律法规来约束和宣传环境保护,从而逐步引起全社会的重视。后来,环境保护成为由发达国家向发展中国家兴起的一个保护生态环境和有效处理环境污染问题的措施,它包括至少三个层面的意思,即对自然环境的保护、对地球生物的保护和对人类生活环境的保护。
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