光合作用的模拟

今天人类所吃的食物都是直接或间接地来自光合作用;所用的燃料,如煤等,也是来自远古的光合作用。从光合作用发现以来,人们一直期望能模拟光合作用以造福于人类。因此,模拟光合作用就成为研究光合作用的主要目的之一,当然其意义将不局限于人工合成食物,其成果还将有助于对植物光合作用机理和生命起源的研究;也有助于对其它星球上生命存在与否的探索工作。     

光合作用与诺贝尔化学奖

光合作用不仅是规模极其宏伟的化学过程,而且是地球上最重要的化学反应。通过介绍诺贝尔化学奖曾经7次授予光合作用的研究者,简要回顾人类对光合作用的研究历程。同时,阐述叶绿素结构及光合作用化学机理的最新研究成果。     

用过渡金属络合物固定二氧化碳(CO_2)

一、前言光合作用和固氮,是两个重要的生物过程,长久以来就引起化学工作者的注意。大气中的分子氮通过生物固氮或工业合成氨是地球上合成含氮化合物的唯一来源,而CO_2则是所有有生命物质的唯一碳源。生物固氮和光合作用是地球上提供生命的两大过程,化学工作者正在努力创造类似的纯化学过程来模似光合作用和生物固氮。现在在有机合成上应用CO_2的只有尿素合成、Kolbe-Schmitt合成水杨酸等,范围很     

凝聚态光化学研究的现状和动向

从史前人走出所居住的洞穴、到阳光下起,人们就已经意识到阳光对自身的作用以及对环境的影响。地球上许多生命过程如光合作用和视觉过程都和光化学过程有关,这不仅反映了太阳辐射是地球主要的能量来源这一事实,而且也说明光化学反应对人类生存的重要意义。现代光化学的开始,如果不考虑十八世纪末Hales对光合作用的报告和十九世纪中叶卤化银照相术的出现,应当认为本世纪初意大利的Clinician和Silber对在有机光化学中的研究     

化学生物学新前沿——化学蛋白质组学

随着包括人类在内的主要模式生物的基因组计划的完成,生命科学的研究重心转向蛋白质组的研究--在对应基因组的整体蛋白质水平上系统研究调控细胞生命活动的蛋白质.化学蛋白质组学是化学生物学在后基因组时代的最新发展:化学蛋白质组学利用化学小分子为工具和手段,以基于靶蛋白质功能的新战略探测体内蛋白质组,是新一代的功能蛋白质组学.本文综述了化学蛋白质组学的最新进展、有关技术及其在生物医学和药物研发等方面的应用,并对化学蛋白质组学的发展趋势和前景进行了讨论.     

光合作用和法庭化学中光声光谱分析研究进展（英文）

本文总结了光声光谱,包括时间分辨光声光谱方法在光合作用与法庭化学的应用,同时对存在的问题和未来的可能发展方向提出了一些看法。光合作用是世界上最重要的化学反应之一,其中光合作用反应中心的电子传递反应是太阳能转化和储存的关键和核心。几十年来,有关光合作用电子传递反应的动力学方面经过长期和系统的研究已取得显著进展。但是光合作用电子传递反应的热力学方面进展相对较慢。光声光谱特别是时间分辨光声光谱方法能够跟踪光反应产生的声波的微小变化,从而定量地测定光化学反应产生的热量和体积变化,例如光声光谱在紫色细菌反应中心,光系统Ⅰ和光系统Ⅱ电子传递反应的焓变、熵变和体积变化方面取得一系列重要的结果。这些结果对于认识膜蛋白的光能转化机理具有重要意义。但是光声光谱研究光合作用方面尚存在亟待解决的问题,例如不同植物和藻类细胞样品的实验测量结果还存在明显分歧,光合作用电子传递反应的一些步骤,特别是光合作用放氧过程还无法准确测定。光声光谱作为一种非破坏性分析方法对于法庭化学的样品分析方面也正在发挥积极作用,近年来光声光谱方法开始应用于法庭化学的样品鉴定,分析的样品包括爆炸危险品、表面油漆、染料、纺织品以及生物细胞组织等。应该指出光声光谱方法在法庭化学中的研究还处于初期阶段,未来的方向包括需要对单种样品进行系统性研究,对更多类型样品进行详细分析测定,提高光声光谱方法的准确性和选择性,以及对相关实验装置和分析理论的建立和完善。鉴于光声光谱分析是一种非破坏性实验技术和能够提供化学反应热力学独特信息的优越性,相信光声光谱可以在光合作用和法庭化学以及其他相关领域发挥越来越大的作用。     

二氧化碳的过渡金属络合物及其反应

前言形成过渡金属络合物是活化惰性分子最有效和最普遍的方法之一。络合的结果,改变了配位体的反应活性,创造了有利的反应空间条件,从而使我们能够实现在过渡金属络合物影响下的许多催化反应。有两个重要的生物过程:光合作用和固氮,长久以来就引起化学工作者的注意。大气中的分子氮(N_2)——通过生物固氮或工业合成氨——是地球上合成含氮化合物的唯一来源;而二氧化碳(CO_2)则是所有有生命物质的唯一碳源。因此,光合作用和生物固氮是地球上提供生命的两大过程。化学工作者正在努力创造类似的纯化学过程来模拟生物固氮和光合作用。近十年来,N_2与过渡金属化合物的反应已进行了广泛的研究。自从十年前 Allen 和 Senoff 制备了第一个分子氮络合物以来,到目前已成功地合成了一百多个过渡金属分子氮络合物。另一方面,N_2可以在温和条件下,在过渡金属化合物存在下还原,水解之后产生氨或肼。但是,现在的化学固氮体系,在固氮效果方面还远不能与固氮酶相比。迄今,对生物固氮的还原机理尚在研究中。最近,Chatt 报导,单金属络合的分子氮络合物[M(N_2)_2(PR_3)_4](M=Mo 或 W;R=烷基或芳基),在质子环境中,温和条件下,以高达90%的产率还原为 NH_3。这一反应对于我们了解固     

DNA探索的世纪之回顾

DNA是决定生命的最重要的一种化学物质。然而DNA的发现与研究经过了一个多世纪曲折的历程。近20年,DNA的研究和技术成果日新月异,创造了一个个生命的奇迹,DNA重组技术已迅速地进入人类生活。本文以这一事件发生的历史为背景,对DNA的化学及其应用技术知识做了介绍。以希教育工作者了解这方面的知识,并为加强现代科学技术社会教育做出努力。     

生命分析化学研究专刊——前言——

<正>学科不断的交叉-融合-分化和追求理论的高度统一,是二十世纪以来迅速发展的两大趋势,这些趋势进入二十一世纪则愈加明显。在过去的一个世纪中,分析化学通过与生命、材料、信息等诸多领域的交叉融合,为人类研究生命体系的物质组成、含量、结构和形态等化学信息及其时空动态演化提     

化学生物学中识别与组装的若干问题

化学与生物学的交叉与融合产生了新学科——化学生物学,开拓了化学和生物学研究的新领域,使人类得以从分子水平来阐释生命过程,揭示生命的奥秘。分子识别和组装是体系的构筑与功能集成的基础,也是自然界生物进行信息存贮、复制和传递的基础,以此来研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系,对揭示生命现象和过程具有重要意义。本文结合我们的研究工作从（1）谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)模拟与底物识别;（2）医用再生材料与活性支架;（3）类病毒颗粒的组装与解组装3个方面讨论了化学生物学中的识别与组装的意义。     

将星际化学知识引入大学基础化学教学的意义与模式

20世纪中期兴起的星际化学推进了人类对宇宙产生与演化、生命起源和地球环境的认识。天文学与天体物理学、光谱学、基础化学等多学科的互相结合,为星际化学尤其是对星际空间中新型化合物和化学反应的认知突破起到了重要作用。创造性地提出将星际化学的探索和发现引入大学基础化学教学的方案。在分析星际化学所涉及的典型化学知识和应用实例的基础上,初步探讨了本方案的可行性。将化学与星际化学知识相结合的教学方式在拓宽学生的眼界的同时,可以有效增加课堂的趣味性。     

自然和人工光合作用水裂解催化剂

近年生物光合作用水裂解催化中心的结构研究取得重要进展,为人工模拟光合作用水裂解研究提供了理想的蓝图。人工模拟生物水裂解催化中心、制备高效和廉价的人工水裂解催化剂、获得电能和(或)氢能被认为是解决人类所面临的能源危机和环境污染问题的理想途径。这方面的研究具有重要科学意义和应用价值,同时也是广受关注的重大科学前沿。本文对最近生物水裂解催化中心和其人工模拟研究进展进行了评述。     

电池结构对叶绿素电池光电性质的影响

叶绿素是绿色植物中吸收太阳能进行光合作用的主要色素,它在可见光范围内有很好的吸收特性^[1]。人们为了充分利用太阳能为人类造福开始了光合作用模拟,70年代后以叶绿素为光敏剂的研究成了科学家的热门课题。     

化学:人类生存和发展的基础——以诺贝尔化学奖为线索

截止2020年诺贝尔化学奖共颁发了112次,其见证了化学学科的发展历程、化学学科与人类生活密不可分的联系,以及化学学科发展的最前沿。以诺贝尔化学奖为主线,联系诺贝尔化学奖趣闻,讲解化学学科将是人类生存的基础,乃至对人类社会和生存发展做出的重要贡献,可以使大家认识到化学学科的重要性,并且更加了解如何进行化学研究,促进化学学科的长足发展。     

人人有关的化学教育

Oki教授在第八届国际化学教育会议的开幕式上说:“化学将成为使人类继续生存的关键科学,因为它对于人类的供水、食物、能源、资源、环境以及健康问题至关重要。”确实,当代,每个人的生命都要受到以化学为核心的科学成果的影响。 Malcolm教授曾经说:“我们必须把今天的学生培养成为能在未来世界解决问题的人,     

复杂化学体系中非线性问题的理论研究

随着化学研究的对象向生命、纳米和表面等复杂反应体系的深入, 提出了非平衡、非线性和复杂性等深层次的科学问题. 结合我们对复杂化学体系中非线性问题的理论研究, 简要介绍了与之相关的若干前沿课题: 非线性态-态动力学, 复杂网络体系非线性化学动力学和介观化学体系非线性动力学. 这些问题的研究, 对于探索化学过程新的动力学规律, 开拓控制化学过程新的原理, 揭示生命体系中化学过程作用的新机制, 推动化学学科与生命、物理等其他学科的交叉渗透, 都将作出重要贡献.     

糖酶的分子设计及其三维构效关系研究

人类不断探索酶的种类、结构与功能、催化机理及其应用,可以更好地了解免疫反应、生理生化反应、甚至生命起源与生命进化的奥秘,构筑化学通向生命科学的宏伟桥梁。仿生酶(即模拟酶)催化研究和应用具有悠久的历史,佩德森(Charles Pedersen, 1904~)、莱恩(Jean-Marie Lehn 1939~)合成了模拟酶冠醚类低分子量有机化合物, 克拉姆(Donald Cram,1919~)提出了主宾化学概念,三人共享1987年度诺贝尔化学奖,将模拟酶研究推向一个新高潮。     

大气臭氧化学研究进展

臭氧是大气化学中的核心物种。在平流层中,臭氧层可以吸收对生物有害的紫外辐射,对地球生命起保护伞作用。在对流层大气中,适量臭氧对清洁大气是有益的。但是,由于对流层中臭氧前体物排放量的增加,特别是在大城市,产生的高浓度臭氧会对大气环境造成严重污染,对人类、动植物和生态环境具有极大危害。臭氧的研究一般结合外场观测、实验室烟雾箱模拟和计算机数值模拟进行。深入开展大气臭氧化学研究,不仅有助于全面深入理解大气氧化过程以及全面掌握区域乃至全球大气自净能力,而且能为对流层污染控制提供科学依据和方案。本文总结了近年来有关臭氧化学的研究进展,论述了臭氧问题与人类当前面临的一些主要环境问题间的相互关系;重点综述了近年来有关南极臭氧空洞、中纬度地区臭氧低值和北极地区臭氧的损耗机理及其发展趋势;综述了臭氧与大气光化学和气溶胶间的耦合关系,并结合我国实际情况,提出了大气臭氧化学尚待深入开展研究的一些重要科学问题。     

金属有机化学——无机化学和有机化学的交界学科

化学这门学科,从研究对象来分,可以分为无机化学和有机化学二大类。过去,一般认为无机化学是研究无生命物质的化学,有机化学是研究有生命物质的化学。W(o|¨)hler从氰酸铵合成尿素的工作,第一次从无机物制备了有机物,沟通了这二大类化学,但是,多少年来这二门化学的界线仍然明显地存在着。随着人类认识的发展,近年来这一界线已被突破,例如,过去作为无机化学研究对象的少数稀有金属,如铁、钴、镁、钼等,它们在生物体的新陈代谢中起着极为重要的作用,因此,机械地、人为地划分无机化学和有机化学,已无可能。而且,近年来在化学反应的研究方面,无机化学和有机化学的相互渗透,更是层出不穷。无机化学和有机化学的相结合,出现了一门交界学科,即金属有机化学。近二十年来,这门学科飞速发展,已成为当前最活跃的化学领域之     

化学生物学在生物芯片技术中的角色

化学生物学是一个新兴的化学与生物学的交叉学科.它的基本任务是揭示生命运动的化学本质,发展生命调控的化学方法,提供生命研究的化学技术.本文以化学生物学在生物芯片技术发展中扮演的角色为例讨论当前化学生物学发展的特点.