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       化學(xué)主要是在原子和分子水平上研究物質(zhì)相互作用和變化的規(guī)律，以及研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能之間的相互關(guān)系?，F(xiàn)已知道生物體中的各種生命過(guò)程都和化學(xué)變化密切相關(guān)，簡(jiǎn)單的酸堿中和反應(yīng)、復(fù)雜的酶的催化作用都是化學(xué)反應(yīng)在特定條件下的一種生理過(guò)程。

       迄今，化學(xué)在探究生命過(guò)程中的許多問(wèn)題上已作出了重要的貢獻(xiàn)。早在20世紀(jì)初，化學(xué)家已開(kāi)始研究糖類、維生素、血紅素、葉綠素等的化學(xué)結(jié)構(gòu)。此后逐漸認(rèn)識(shí)生命物質(zhì)由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等有機(jī)物和水及無(wú)機(jī)鹽組成，各種組分在生命過(guò)程中都有其特定的功能。蛋白質(zhì)構(gòu)成生物體中的各種器官，也是構(gòu)成促進(jìn)體內(nèi)生化反應(yīng)的酶催化劑；核酸是遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)；糖是生命活動(dòng)的主要能源；脂類主要起著供能和保溫作用，也是組成細(xì)胞膜的主要成分；水起著溶劑作用并參與形成各種生命物質(zhì)。上述各種物質(zhì)能結(jié)合成具有生命的特性，各種次級(jí)鍵特別是氫鍵在其中起著關(guān)鍵的作用。

       糖類、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子的序列分析研究已取得很大成果，對(duì)它們進(jìn)行微量、快速的序列分析方法仍有待進(jìn)一步深入。在上述基礎(chǔ)上開(kāi)展合成和應(yīng)用的研究，包括合成方法、模擬和改造天然活性肽、創(chuàng)造具有新功能的蛋白質(zhì)分子、合成具有特殊生物功能的寡糖、合成指定結(jié)構(gòu)的核苷酸、合成生物體中含量很低而活性很強(qiáng)的核酸和多肽以及研究其結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，將是未來(lái)化學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域的重要內(nèi)容。

       生物體從誕生、成長(zhǎng)、繁殖和衰亡的整個(gè)生理過(guò)程，實(shí)質(zhì)上都和化學(xué)反應(yīng)密切相關(guān)。這些過(guò)程在生物體中由各種各樣的生物膜包圍成一個(gè)個(gè)大小不同的細(xì)胞和器官，它們就是不同的化學(xué)反應(yīng)器，在其中進(jìn)行著非常復(fù)雜而又相互配合得很和諧的化學(xué)反應(yīng)。這些膜和多種多樣的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，有它們的共性，但不同的個(gè)體和反應(yīng)條件的不同又有它們的特殊性，闡明這些反應(yīng)在各種條件下進(jìn)行的機(jī)理，其內(nèi)容浩如大海，有待未來(lái)的化學(xué)家去研究。

       從另外一個(gè)角度出發(fā)，探討一種化學(xué)物質(zhì)在生物體的各個(gè)器官中的生理活動(dòng)以及在不同條件下的功能和性質(zhì)，也是化學(xué)需要研究的課題。1992年一氧化氮（NO）分子成為該年度的化學(xué)明星分子就是一例。

       一氧化氮是化學(xué)家早已熟悉的一個(gè)小分子，直到20世紀(jì)80年代末才發(fā)現(xiàn)它在多種生化過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。它具有神奇的生理調(diào)節(jié)功能，對(duì)心血管調(diào)節(jié)、神經(jīng)和免疫調(diào)節(jié)等有著十分重要的作用：（1）刺激血管平滑肌起舒張血管作用，可以降低血壓。長(zhǎng)期以來(lái)人們用硝酸甘油酯類血管擴(kuò)張劑來(lái)治療心絞痛和心力衰竭，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)橄跛岣视王ピ谏項(xiàng)l件下發(fā)生變化生成一氧化氮，是它刺激血管平滑肌而使血管擴(kuò)張。（2）在神經(jīng)系統(tǒng)中起傳遞信息物質(zhì)的作用。NO可用于治療泌尿生殖系統(tǒng)疾病。NO不需要通過(guò)任何中介機(jī)制，快速擴(kuò)散透過(guò)生物膜，將一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的信息傳遞到它周固的細(xì)胞中。NO還可以起傳遞性興奮信息和幫助大腦記憶等功能。（3）殺滅細(xì)菌，增強(qiáng)免疫功能。當(dāng)細(xì)菌入侵人體時(shí)，體內(nèi)的一氧化氮合成酶就會(huì)促使L－精氨酸分解生成NO來(lái)殺滅細(xì)菌。研究表明，NO具抗炎和促進(jìn)炎癥產(chǎn)生的雙重作用。微量的NO可以滅菌，但濃度大時(shí)也可以引起炎癥。NO濃度的變化與機(jī)體的生理功能緊密相關(guān)，許多疾病包括癌變和動(dòng)脈硬化等，可能是NO的釋放或調(diào)節(jié)不正常引起的。

       一氧化氮的許多功能已被確證，發(fā)現(xiàn)NO具有上述功能的科學(xué)家于1998年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)。但是，科學(xué)家們對(duì)NO的生物化學(xué)特性仍然知之甚少，對(duì)它的作用機(jī)制仍需深入繼續(xù)研究。

       一氧化氮是一個(gè)組成最簡(jiǎn)單的雙原子分子之一。由2個(gè)NO分子組成的（NO）2二聚分子，在氣相中利用電子衍射法測(cè)定得到的結(jié)構(gòu)如下所示：

N－－－－N間的距離為224pm，2個(gè)N＝O的鍵長(zhǎng)為115pm，按照N原子為三價(jià)，O原子為二價(jià)，（NO）2分子中的N－－－－N之間應(yīng)當(dāng)是共價(jià)單鍵，可是實(shí)驗(yàn)測(cè)定的距離224pm比N—N共價(jià)單鍵值150pm大得多。為什么這么簡(jiǎn)單的一個(gè)（NO）2二聚分子中兩個(gè)N原子不進(jìn)一步接近一點(diǎn)，形成較強(qiáng)的N—N共價(jià)單鍵，而是保持這么大的距離，只能形成次級(jí)鍵呢？迄今化學(xué)家對(duì)此還沒(méi)有給出一個(gè)公認(rèn)合理的答案。

       許多學(xué)者認(rèn)為21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)?？梢钥隙ǖ仡A(yù)見(jiàn)到，未來(lái)的化學(xué)將會(huì)更加著重于對(duì)生命科學(xué)的研究。化學(xué)和生物學(xué)將更密切地融合在一起。未來(lái)化學(xué)在對(duì)生命過(guò)程的研究中，應(yīng)當(dāng)思考下列三個(gè)方面的問(wèn)題：

       （1）前輩化學(xué)家是依靠什么取得了巨大的成績(jī)和貢獻(xiàn)，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)怎樣繼承和發(fā)展前輩化學(xué)家的探索精神和思路。

       （2）化學(xué)發(fā)展到今天的水平，對(duì)研究復(fù)雜的生命過(guò)程，正碰上了“用牛刀宰牛”的好時(shí)機(jī)，應(yīng)怎樣發(fā)揮化學(xué)家的所長(zhǎng)。

       （3）在生命科學(xué)的汪洋大海中，怎樣找到準(zhǔn)確的切入點(diǎn)，突破其中的關(guān)鍵。