化学与生物学

化学与生物学

化学与生物学生命科学与技术学院姜波实验室414bojiang@dlut.edu.cn\n内容简介绿色化学及应用：绿色合成绿色催化剂原子经济反应环境友好的可降解物质可再生生物质资源绿色农药生物化学及生物技术：生命的物质组成生命的基本单位-细胞生命的起源与进化遗传与变异现代生物技术与应用生物与环境\n第一章引言\n国家自然科学基金委员会（NaturalScienceFoundationofChina）数理科学部化学科学部生命科学部地球科学部工程与材料科学部信息科学部管理科学部医学科学部\n化学、生命科学与生活化学、生命科学是与我们日常生活息息相关的一门学科，我们的衣、食、住、行、医药、卫生等都离不开。\n1、衣\n不是天然胜似天然----人造纤维的诞生17世纪以前，人们穿着的衣物都是由天然纤维制成的18世纪法国化学家雷.欧米尔预见人造纤维的可能性19世纪瑞士化学家安德曼发明溶解木浆和其它物质并使其沉淀的方法生产出人造丝:原料是木材、芦苇、稻草\n20年代初，德国化工业领先美国，他们首先合成了橡胶、塑料美国杜邦公司广纳贤士，希望在人造纤维领域中有所突破20世纪30年代，美国杜邦化学公司年轻的工程师卡罗瑟斯发明了合成纤维1930年，乙二醇+癸二酸→聚酯己二胺+己二酸→聚酰胺纤维（尼龙66）用途：服装地毯→安全带救火水管→人造毛皮降落伞\n2、食\n白出于红胜于红----白糖的问世红糖：公元前100年，通过大米、玉米、大麦、及薯类发芽时，把其中的淀粉加水分解而得到。白糖:红糖/炭灰含98.9%的蔗糖\n葡萄酒葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在发酵过程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾(dry)的酒，如在转换个程中，提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。　葡萄在发酵过程时，同时产生热能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但如把汽泡保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒(Sparkling wine)，香槟便是名闻世界之代表作　葡萄酒在开瓶前，酒中的四个主要元素：丹宁(Tannin)、酸(Acid)、糖(Residual Sugar) 、酒精(Alcohol)尚在运作，互相结合而产生各种不同的新气味，颜色也同时产生变化作用，当这四个主要元素达到均衡点时，便是葡萄酒的适饮期。红酒会因其丹宁柔顺后变得醇和馥香，白酒变得酸度适中而更能领略其果香和醇美。\n发酵前的准备筛选：破皮：去梗：葡萄梗中的单宁收敛性较强。榨汁：测量葡萄糖:蔗糖，在意大利和某些巴尔干半岛的国家中，则是增加含糖量丰富的浓缩葡萄汁。增甜措施的最高限制，都是法定明文规定的。\n发酵发酵是一种化学过程，透过酵母而起作用。经过此一化学过程，葡萄中所含的糖份会逐渐转变成酒精和二氧化碳。因此，在发酵有过程中，糖分会越来越少，而酒精度会越来越高。发酵过程会一直持续到所有的糖分转变成为酒精为止。在这种情况下，所得的结果就是完全发酵、不含甜味的葡萄酒，当然它的酒精含量也相对较高。\n从桶藏到装瓶\n葡萄酒贮存与成熟的最佳条件依据传统，阴暗湿冷的地窖是储存葡萄酒的最佳场所温度：11℃湿度：70%左右的湿度光度：通风：震动：\n3、住\n4、行\n氟里昂：卤代烃类化合物的商品名称。主要是氟(F)原子和氯(Cl)原子取代甲烷(CH4)或乙烷(C2H5)中的氢(H)原子所生成的化合物加压时易变成液体，如果压力释放又会变回液体状态。并且，性能稳定，热容量高。\n卤代烃类化合物第一类是H原子被完全取代了的含氯氟烃，它的编号冠以CFC，第一个C代表氯元素，F为氟元素，后面的C是碳元素。第二类是H原子没有被完全取代的氢氯氟烃，它的编号冠以HCFC。第三类是H原子没有被完全取代，但不含氯的氢氟烃，它在编号前冠以HFC。\n臭氧是一种依附在地球表面6-30英里内 的气体，它能有效地保护人们免受太阳光中紫外线的直接照射。实际上，如果没有臭氧层的保护，地球上也不会有生命的存在。1985,南极上空就出现了一个相当于欧洲面积大小的臭氧空洞，北极地区的臭氧层也变得很稀薄，使更多的太阳光紫外线辐射到地球危害人体健康。水中微生物，品种锐减\n国际社会于1987年9月在加拿大缔结了《蒙特利尔协议书》，明确规定禁用CFC-12的期限为2000年。但由于臭氧层的破坏不断加剧，国际社会把CFC-12的完全禁用期提前到1995年，发展中国家则可推迟10年。\n1995年克鲁岑(paulcrutzen)荷兰人，在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献莫利纳(1arioiolina)美国人，在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献罗兰(F．sherwoodrowland)美国人，在大气层化学特别是臭氧的形成和分解研究方面的杰出贡献\n美国杜邦(DuPont)公司开发出来的制冷剂HFC-134a的主要特点是：不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用具有良好的安全性能(不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性和无腐蚀性)；物理性能与CFC-12比较接近，所以制冷系统的改型比较容易；传热性能比CFC-12好，因此制冷剂的用量可大大减少。\n但是HFC134a与现有矿物质的冷冻机油不溶合，因此不得不为之寻找新的压缩机油。现已开发出两种与HFC-134a溶合的油，它们的代号为PAG及ESTER，而PAG油应用较为普遍。①存放HFC-134a的容器标识为浅蓝色，而存放CFC-12的容器为白色；②HFC-134a制冷系统连接软管是用橡胶和尼龙特制而成的，并且在其外部有汽车工程学会的印记(SAE#J2196)；而CFU12制冷系统连接软管常用一般橡胶管。\n5、医药、保健\n绵阳酒精厂\n工业酒精与食用酒精区别在于它含有许多危害人体健康的物质。工业酒精中含有的甲醇对人视觉神经有严重的伤害作用，摄入一定量的甲醇可造成失明，甚至死亡。杂醇油摄入后感到眩晕。头痛；有害的醛类中甲醛是细胞原浆毒，超过30mg/L的浓度即发生粘膜刺激症状出现烧灼感。在食品中应用的乙醇必须为食品级，否则会造成食物中毒甚至引起死亡\n青霉素的发明英国科学家弗莱明\n1928年Invitro“某些生物体直接朝微菌生长，甚至越过并覆盖住了微菌，而葡球菌却在微菌2.5cm出停下，这显示微菌种含有对葡球菌有溶菌作用的物质”Invivomice1929publishapaper\n1933年牛津大学化学家欧内斯特.金在研究酶时，无意中发现了弗莱明关于溶菌酶的报告。病理学家弗里罗1940年，毒性试验次年，临床二次世界大战青霉素的发现，是20世纪最引人注目的单项医学成就，是抗生素纪元的开始。\n澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里1945年诺贝尔医学和生理学奖\n副作用\n6.一把双刃剑\n特氟隆(Teflon全氟辛酸铵)是美国杜邦公司对其研发的所有碳氢树脂的总称。由于其独特优异的耐热(180℃-260℃)、耐低温(-200℃)、自润滑性及化学稳定性能等，曾被称为“拒腐蚀、永不粘的特氟隆”。它在不粘锅，其他如衣物、家居、医疗甚至宇航产品中也有广泛应用。\n美国环保局评估致癌风险：对人类致癌对人类可能致癌对人类有致癌潜在作用的证据信息不足以评估致癌作用不大可能致癌\n每一片夹层玻璃均乃采用杜邦Butacite®0.76mm厚度的胶膜\nDTT:二对氯苯基三氯乙烷，1942年投放市场1948年，瑞士化学家米勒（P.H.Muller),获生理学医学奖优点：对杀灭多种害虫有效，对人和家畜无害，效力持久，无刺激性，稳定性好\n害处：1.扩散范围广，害虫的天敌被消灭，害虫却产生抗药性。2.污染，即使暴晒和高温也很难时期挥发和分解。土壤-水，大气-动物和人-中枢和肝脏-痉挛或死亡\n\n世界环境中已积存了10亿磅的DTT1920s各国相继禁止使用\n世界上有近30万种昆虫，而只有3000种是有毒的。但DTT的毒杀范围却囊括了多种益虫。而且很有可能害虫的天敌被消灭了，害虫却未灭迹。一些害虫产生抗药性，如传播斑疹伤寒的体虱因此，人类迫切需要一种新的无污染的物质来控制害虫，这便促进了生物制剂的发展\n不完全变态：幼虫和成虫很相似，所以又叫“若虫”，经过几次蜕皮，每蜕一次，翅芽就增大一次，最后变为成虫。蜻蜓和蝗虫\n\n完全变态：幼卵孵化成毛虫（能活动的幼虫），经过不活动的蛹期变为迥然不同的成虫\n幼虫期\n成虫期\n1936年，英国生物学家威格尔斯.沃斯。在昆虫幼虫脑后，有一个能制造使昆虫保持幼年形态的激素---保幼激素的细小腺体。蜕皮激素哈佛大学的威廉斯发现一种叫赛大蚕蛾的昆虫体内含有大量保幼激素合成保幼激素\n现代生物技术作为高科技领域之一，对解决人类面临的重大问题如：粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，日益成为影响国计民生的科学技术支柱和21世纪高新技术产业的先导。\n参考文献生物化学林钧材等，辽宁科学技术出版社1996生物化学顾天爵等，人民卫生出版社，1997生物化学王镜岩等，高等教育出版社现代生物技术