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       對(duì)生命物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，在20世紀(jì)得到了飛速的發(fā)展?；瘜W(xué)的各個(gè)分支學(xué)科都在對(duì)生命物質(zhì)的研究作出貢獻(xiàn)。例如分析化學(xué)不僅分析各種生命物質(zhì)的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)基團(tuán)，分析人體各個(gè)器官中哪些元素比較富集，這些元素以什么狀態(tài)存在，將各個(gè)元素或分子加以分離鑒定。無機(jī)化學(xué)常以生物體中的金屬元素和哪些配位體結(jié)合、起什么生理作用為研究對(duì)象。例如人體中的Fe處在血紅素中，對(duì)呼吸功能闡述得非常明確，也解釋了CO和CN-具有高毒性的機(jī)理。有機(jī)化學(xué)始終把生命物質(zhì)作為自己的研究對(duì)象，下面以蛋白質(zhì)和核酸為例說明。

       1．蛋白質(zhì)

       蛋白質(zhì)是生物體中廣泛存在的一類生物大分子。它是通過α－氨基酸之間的α－氨基和α－羥基形成的以肽鍵（即酰胺鍵）結(jié)合而成的長(zhǎng)鏈化合物，具有特定立體結(jié)構(gòu)的生物活性大分子。一般將50個(gè)以上氨基酸聚合的分子稱蛋白質(zhì)，小于50個(gè)的稱多肽。組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L－型α－氨基酸，如圖3．4．1所示。

       描述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可分為四級(jí)：一級(jí)結(jié)構(gòu)指主鏈中的氨基酸的數(shù)目、類型和順序。二級(jí)結(jié)構(gòu)指主鏈通過氫鍵結(jié)合所形成的盤旋或折疊構(gòu)象。三級(jí)結(jié)構(gòu)指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤繞、折疊產(chǎn)生的單個(gè)蛋白質(zhì)分子的形狀。四級(jí)結(jié)構(gòu)指將三級(jí)結(jié)構(gòu)所表示的分子通過各種分子間的作用力形成相對(duì)穩(wěn)定的寡聚體。

       從20世紀(jì)中葉起，化學(xué)家和生物學(xué)家按照蛋白質(zhì)是由一定序列的氨基酸縮合形成的多肽分子，具有較多地形成氫鍵能力的特點(diǎn)，即多肽主鏈中的N－H作為質(zhì)子給體，＞C＝O基作為質(zhì)子受體，相互形成N－H…O氫鍵，決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。L．鮑林由已知的化學(xué)鍵知識(shí)和形成最多氫鍵原理，提出蛋白質(zhì)的α－螺旋結(jié)構(gòu)模型，如圖3．4．2所示。20世紀(jì)60年代，蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定過程充分利用了這種模型，測(cè)定所得的成果證實(shí)了這種結(jié)構(gòu)模型在蛋白質(zhì)中客觀存在的事實(shí)。現(xiàn)在，以我國(guó)首先人工合成牛胰島素為先例，人們已經(jīng)可以在實(shí)驗(yàn)室中人工合成出許多種蛋白質(zhì)，對(duì)天然產(chǎn)物中分離出來的上萬種蛋白質(zhì)，其中數(shù)以千計(jì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)加以測(cè)定。

       2．核酸

       核酸分脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類，前者是遺傳信息的攜帶者，后者是生物體內(nèi)對(duì)蛋白質(zhì)的合成起重要的作用者。1953年，J．沃森和F．克里克提出DNA的雙螺旋模型為遺傳工程的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，這是20世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。DNA由兩條多核苷酸鏈組成，鏈中每個(gè)核苷酸含有一個(gè)戊糖、一個(gè)磷酸根和一個(gè)堿基，堿基分兩種：一種為雙環(huán)的嘌呤，包括腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G）；另一種為單環(huán)的嘧啶，包括胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。兩鏈的堿基相互通過氫鍵配對(duì)：A和T間形成兩個(gè)氫鍵，G和C間形成3個(gè)氫鍵，如圖3．4．3所示。由于形成氫鍵的要求，這種配對(duì)是互補(bǔ)的、專一的，是不可交換替代的，稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)定則。這個(gè)定則要求DNA雙鏈結(jié)構(gòu)中A和T以及G和C各對(duì)中堿基數(shù)量要相同，兩條鏈的走向則相反。

       DNA中兩條長(zhǎng)鏈分子因空間結(jié)構(gòu)的要求，相互形成右手螺旋的結(jié)構(gòu)，它好像一個(gè)螺旋形梯子，磷酸根和戊糖構(gòu)成梯子兩側(cè)的扶架，堿基對(duì)像梯子的踏板，堿基踏板間距離0．34nm，每個(gè)螺旋周期含10對(duì)堿基，周期長(zhǎng)3．4nm，如圖3．4．3所示。

       化學(xué)家對(duì)蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)的研究，不僅使生物化學(xué)迅速發(fā)展，而且由此誕生了結(jié)構(gòu)生物學(xué)和分子生物學(xué)，生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)已經(jīng)融合在一起，很難劃分界限，但總的是已經(jīng)達(dá)到從分子水平了解生命現(xiàn)象的本質(zhì)前進(jìn)了一大步，能夠從更新的視角去揭示生命的奧秘，利用DNA技術(shù)進(jìn)行親子鑒定就是證明。