随着生物科学的发展以及生物工程产业的兴起,生物技术在社会生活各个层面迅速渗透,“二十一世纪是生物世纪”的预言正在得到验证。下面是我为大家整理的 高一生物 论文 范文 ,供大家参考。
《 高中生物教学中学生的主体作用 》
高中是学生全面接触知识的一个关键时期,在这个时期的学生对知识掌握得还不够健全,他们需要很多的知识去充实他们。新课标要求我们老师改变以往单一、枯燥的教学形式,找到能够使每一个学生都能参与其中的教学形式,发挥学生主体的作用,极大程度地提高学生的生物成绩。
一、发挥学生主体作用的意义
使学生变成课程的中心。在以前传统的教学中,老师是课堂的中心,上课的时候老师讲什么学生就听什么,也不会去思考一些问题。如果老师上课不提问,学生就盲目地听,也不思考也不提问。这样的教学方式,不能真正做到学生才是课堂的主人。因此,老师要多以学生为主体,使学生变成课堂的中心,提高他们对生物的兴趣。提高学生动脑动手的能力。发挥学生的主体作用,使学生自己去设计并且实施实验,强化了学生自己动脑动手的能力。在进行实验设计之前,学生就会按照以往学过的生物内容进行设计,这样在很大程度上学生一遍又一遍地复习了以前的内容,就会对学过的知识有更深刻的认识,提升了对生物的兴趣。
二、发挥学生主体作用的途径
老师应该改变一下自己的教学思想。老师要让学生成为课堂的中心,使所有的学生都可以把老师讲的东西学会。多去鼓励学生在课上提问,在上课的时候让每一个学生都能参与到老师所讲的内容中去。高中生要改变自己的听讲 方法 。我国目前学生在上课的时候都很死板,只是简单抄写老师的板书,然后就去把这些笔记死记硬背,不能独立地去理解,不符合发挥学生主体作用的教学要求。所以,学生自己要改变不正确的上课方法,在上课的时候更积极一些,这样可以提高自己的上课效率,对老师所讲的内容也会有一个更好的理解。发挥学生主体作用要注重让他们自己去解决问题。老师可以让学生分成小组去讨论,然后让他们自己去解决这些问题。学生不能只是靠老师给自己讲解问题的答案,这样以后遇到同样的问题还是不会。因此,老师在上课的时候,要利用学生主体作用的优势,让学生自己解决问题。总之,以学生为主体的教学可以很好地提高我们高中生物教学水平,对学生的学习也非常有利,我们老师要大力落实这样的教学形式。
《 高中生物教学中人文 教育 的应用 》
摘要:随着全球经济的发展,科技的进步,带来的是物质生活的丰富,但相对的是人们的精神世界越来越匮乏。为了深化教育体制改革,实现新课改的突破,高中生物教育中必须要渗透人文教育,培养成绩优秀、品德高尚的全面型人才。本文就高中生物教学中渗透人文教育这一问题进行多层面研究,旨在提高高中生物教师对生物教学中渗透人文教育这一问题的认识,帮助学生建立健全的人格。
关键词:高中生物;人文教育;渗透研究
1人文教育的含义及其与生物学科的关系
“人文”一词最早出现在《易经》中,“观乎天文,以察时变;关乎人文,以化成天下”。可见,我国最初 传统 文化 中的人文教育有教养、化成、规范人类行为的作用。春秋时斯,孔子创立儒家学派,其学派崇尚“礼乐”和“仁义”,提倡“忠恕”和“中庸”之道。主张“德治”、“仁政”,重视伦理关系,主张二”和“礼”,主张以仁爱之心调解社会人际关系。在现代,“人文”又有了一定的发展,简单说来,人文,就是重视人的文化。集中体现在:重视人,尊重人,关爱人,核心是人文精神。人文教育,也叫人性教育,核心是涵养和充实人文精神。一直以来人文教育的阵地都是语文、历史、政治等人文学科。生物属于自然科学,好像和人文教育关系不大,但是,古往今来,历史上著名的科学家哪个不是品德高尚,受人敬仰。自然科学取之于自然,但用之于人,如何利用体现了它和人文精神的融合。生物学科中所体现的对生命的尊重、对健康的教育、对环保的教育都和人文教育有千丝万缕的联系,因此,在高中生物教育中必须渗透人文教育。
2高中生物教学中实施人文教育的必要性
近现代以来,科技的发展、经济的腾飞冲击着人们的价值观念。利己主义、拜金主义、攀比心理充斥于社会的各个角落。继而引发炫富、失衡、冷漠等道德滑坡现象。国民的整体素质下降还带来了环境污染的问题。甚至有人利用自然科学做出一些害人害己的事。这已经偏离了他们掌握科学的最初目的。人的个性、主体性的及自然性的弱化甚至丧失等一系列不容忽视的问题。科学技术在不适当的使用下,就变成了奴役人的工具。成人世界直接影响了孩子世界。高中学生心理发育还未完全成熟,世界观、价值观、人生观还处于懵懂状态,并未完全建立。因此,他们需要正能量的引导,需要建立健全健康的人格。再有,三十多年的计划生育,目前的孩子大多数是独生子女。他们理所应当的享受着家长的溺爱,他们自私、以自我为中心、缺乏同情心、缺乏信仰、畏惧困难、缺乏责任感、诚信意识淡薄、人情淡薄、功利心强、缺乏团队合作精神等等。我国的传统教育较注重知识的传授和技能的掌握,在自然学科中很少渗透人文教育。在高考这个指挥棒的指挥下,教师和学生都以应试为目的,很多生物教师认为人文教育应该是文科老师的事,所以,生物教学中渗透人文教育的程度不够。综上所述,高中生物教育中渗透人文教育已经迫在眉睫、刻不容缓。这必须引起高中生物教师的高度重视,适应新时代的要求。
3高中生物教学中人文教育的目标
新课标对高中教育提出了要设计三维目标的要求。其中情感态度价值观目标就是对高中教育中渗透人文教育提出的要求。传统的高中生物教学目标强调知识技能目标,生物教师注重培养学生的生物素养,提高学生的知识能力。新课标面对新形势提出了人文教育的目标。生物教学中要培养学生的情感态度价值观目标中的“树立辩证唯物主义自然观,逐步形成科学的世界观。”“增强振兴中华民族的使命感与责任感”“养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度”热爱自然、珍爱生命,树立可持续发展的观念”“确立积极的生活态度和健康的生活方式”等能力。这些要求都在一定程度上体现了生物课程目标对人文教育的重视。
4高中生物教学渗透人文教育的原则
4.1以人为本的原则。首先要树立正确的学生观。在教学中对待学生要一视同仁,不能让学生产生失衡的心理。要不断发现学生的优点,并经常进行鼓励。对有缺点的学生要耐心细致的作心理工作,用爱心感化他们,让他们认为世界是充满阳光的,让他们身上充满正能量。要用发展的眼光看待学生,肯定学生取得的阶段性成绩,这样才能让他们的综合能力得以发展。教师要掌握因材施教的原则,不能对学生求全责备,让每位学生都能成为学习的主人。同时要建立良好的师生关系,促进教学的和谐发展。
4.2科学性和人文性统一的原则。科学性讲究的是真理至上,人文性讲究的是情感取向。这两者并不矛盾,相反还能相互促进。在追求真理的路上也要追求精神的真、善、美。高中生物教学中不但要注重知识和技能的传授还要帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观。让他们明白生命的可贵、幸福的真正含义、人类的终极关怀,让他们明白精神健康比身体健康更重要,使他们懂得学会生物的真正意义。
5高中生物教学渗透人文教育的途径
5.1运用目标做好渗透。高中生物教师要明确新课标中对人文教育的重视。在教学中以教学内容为载体根据情感态度价值观的明确要求对学生进行情感培养和价值教育。
5.2运用教材进行渗透。无论何种教育都应该以教材的内容为主要基础,通过教材的知识的讲解,向学生摆明利害关系,让学生判断正确与否,在教师逐渐正向的引导下,学生对人文教育逐渐了解。高中生物教材中主要的人文主义教育就是环境,这就要求注重与实际相结合,加深学生对当地环境的了解,让学生通过实践明白环境的状况,提高学生解决问题的能力,培养学生的环保意识。总之,高中生物教学中渗透人文教育是践行新课标的要求,是新课改强调学生综合素质提高的具体体现,是对学生的尊重,是适应新时代的要求。高中生物教师要及时的转变观念,提高认识,积极探索人文教育的方法,培养出对社会有利、自信、乐观、豁达的全面人才。
作者:杨小慧 单位:吴起高级中学
参考文献:
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[2]高颖,高中生物教学中渗透人文教育的研究,理化生教学与研究2014年第11期.
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[4]贺宇.武燕花,关于高中生物教学中渗透人文教育的探究,新课程,2014.
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生物学是 自然 科学中的一门基础学科,学科的特点不仅具有理论的严密性,同时更具有应用的广泛性。下面是我为大家精心推荐的关于生物的科技论文范文,希望能够对您有所帮助。 关于生物的科技论文范文篇一 如何学好高中生物 生物学是 自然 科学中的一门基础学科,学科的特点不仅具有理论的严密性,同时更具有应用的广泛性。高中生物更侧重于生物科学理论的学习和其应用方面,它研究的内容包括生物的结构,生理,分布,遗传和变异,进化,生态及稳态等。它与人类生存息息相关,大到发明创造,小到衣食住行,人类片刻也离不开生物科学。所以学好高中生物非常重要,如何学好高中生物,我认为可以尝试以下的措施。 一、学会预习的方法 预习是学生正式听课学习之前所做的知识准备,是一种初步的自我学习行为。通过预习可以有效地提高课堂学习质量,这己是许多优秀学生取得好成绩的必由之路。那么,预习有哪些步骤,如何掌握良好的预习方法呢? (1)初步了解教材内容,对即将学习的基本内容先作一个初步的了解,并记下要点。如在预习阅读过程中可对一些生物学概念、 规律等结论性内容用笔勾勾划划。 (2)加强新旧知识联系。预习过程中,学生会发现前面所学的知识若掌握不牢,就会影响新知识的学习。因此,预习时可以及时复习旧知识,使新旧知联系起来。 (3)生物教材中的图表较多,预习应做到看书与思考相结合,看书与看图表相结合,看书与解题相结合,看书与质疑问难相结合,然后带着问题听课,有的放矢,提高听课效率。 二、学会课堂学习的方法 (1)学会记笔记 学习生物时还要学会记笔记,笔记是一项技巧性的活动。学习记笔记不但要求学生具有一定的书写、绘图能力,而且要求学生具有一定的学科知识和提炼笔记内容的能力。刚一开始学生可能跟不上,可每节课后找适量时间整理补充笔记。但要避免将笔记记为教师上课的流水账,不加选择地全部记下,也要避免将笔记记成教师板书的翻版。上课是紧张的脑力劳动过程。生物课是理科课程,理解思维是上课的关键所在,因此要教学生处理好听课、思考和记笔记的关系。如果思考与记笔记发生矛盾,要先跟随老师思路思考,避免因记笔记而使后继内容无法理解,对于笔记可采用写标题留空白课后补充的方法。笔记可以使课后复习的效率得以提高,并丰富完善知识体系。 (2)学会理论联系实际 生物知识内容十分丰富,实践性强,应用性广,学习时要紧密结合,密切联系周围的事物和现象、国内外新的生物技术等热点,让学习更贴近生活实际,更为鲜活有趣。例如,糖尿病患者是因为吃得糖太多吗?还可以调查或观察环境污染对周围生物的影响等。学生要尽可能地走进大 自然,亲身感受生活中的生物知识和现象,将书本、课堂上学到的知识和能力在现实生活中得到应用,培养观察分析、活学活用、理论联系实际、解决具体问题的能力以及交流合作、实践创新的能力。 (3)学会思考生物问题 学习生物不仅要认识和记住一些必要的知识,还要善于通过分析综合、对比判断,研究生命现象的特征与成因,思考它们之间的相互关系,这就要懂得学会思考分析生物问题。如运用综合的观点观察现象、分析联系、找出 规律,如DNA和RNA的区别、物质循环和能量流动的异同及联系等,形成鲜明而准确的印象。学生学习时要善于观察、勇于探索、敢于思考质疑,做生活和学习的有心人。 三、学会收集处理信息 现代社会是信息社会,生活中处处蕴含着信息。如电视新闻、报纸杂志、媒体 网络、 旅游科技、综艺 体育等,经常为人们提供大量的知识信息。这些信息中很多是人们普遍关心的鲜活生动的生物知识和敏感具体的生物问题,要善于收集和处理,不断补充丰富的生物知识。学生课外要注意博览群书,养成良好的信息素养,如走进图书馆,访问互联网站,参加社会实践调查等,及时查阅收集、检索处理生物信息。这不仅是生物课堂教学的重要延伸,也是学生收集资料、获取信息、充实知识、丰富阅历的有效途径。信息就是资源,信息就是知识,要使自己成为生活和学习的主人,不断提高学生搜集和处理信息的能力和培养勇于实践、创新学习的意识。 此外,学生还要学会复习,学会归纳 总结、学会图文转换、学会知识迁移等。当然,学有法而无定法。学生力求形成行之有效的学习方法。培养自己的非智力因素,提高自己的生物学兴趣,增强学习的信心,从而更好的学好高中生物这门课程。 关于生物的科技论文范文篇二 浅谈初中生物教学 摘要:如何提高学生学习生物的兴趣,如何组织和设计好每一堂课,努力提高生物教学质量,是每一位生物教师在新课程理念下必须探讨的问题。 关键词:生物;教学;兴趣;热情 新课标明确规定,在实施素质教育的今天,教师不仅要教学生学会,更重要的是教学生会学。然而,在当前中学生物学教学中,培养学生自学能力不是被忽视就是束手无策。那么,如何在生物学教学中培养学生的自学能力呢?下面就把我在这方面的一些探索介绍如下,以抛砖引玉。 1.掌握方法,增强自学效果。自学的主要形式是阅读。阅读有预习阅读、课中阅读、复习阅读和课外阅读等形式,不论哪种形式的阅读,教师都必须在方法上给予正确指导,才能收到良好的自学效果。 课中阅读是教师随教学进程提出问题让学生阅读一个或几个重点的相关段落。为了使学生对所阅读的重点段落做到字斟句酌,我常变换形式提出问题让学生阅读思考。如阅读减数分裂概念时,我提出的问题是:①进行减数分裂的生物对象是什么?②什么数被减?③数被减了多少?④在第几次分裂发生减数?⑤全过程染色体数的变化规律是什么?我指导学生在阅读容易混淆的概念时,要运用对比法加以区分,找出异同点,从而掌握概念的实质。如呼吸作用和光合作用,有氧呼吸和无氧呼吸,无性生殖和有性生殖,DNA和RNA,无籽西瓜和无籽番茄等。 复习阅读是在教师授完一个单元或全部课程后,要求学生进行系统的阅读。为了使学生对所学知识融会贯通、强化记忆,我指导学生运用分析综合法进行专题阅读,对不同章节出现的同类知识进行归纳、整理,组合成完整的知识体系。如在复习高中《生物》时,我要求以染色体为线索,整理出以下几个方面的知识:①染色体的形态、数目;②染色体的化学成分——染色体与DNA的关系;③染色体的存在部位及存在形态;④染色体的复制(时期与方式);⑤染色体的传递规律:有丝分裂的传递与减数分裂的传递的比较;⑥染色体在减数分裂中的行为与3个遗传规律的关系;⑦染色体变异与单倍体育种、多倍体育种。 课外阅读通常是学生在参加课外科技活动实践中,为解决所遇到的问题去查阅课外参考书。由于生物学课外参考书种类很多,为了遵循可读性、实用性和科学性原则,我都主动帮助学生选好课外书。我在指导学生阅读时,要求做到:①有所侧重;②弃粗取精;③做好笔记。为了促进学生积极参与课外读,我要求每位学生每学期根据自己课外科技活动实践写一篇生物小论文。课外阅读不仅可扩大学生的知识眼界、激发学习生物学的兴趣,还能加深对课内知识的理解,有助于培养学生的自学能力。 2.检查评价,激发自学热情。不论是让学生阅读还是让学生参加实践,单有布置而没有检查无法落实,而有检查没有评价无法激发自学热情。我的做法是:每节新课前,都要利用预习提纲中的问题先提问学生。在教学进程中,对一些较易混淆的概念和较难懂的问题先让学生讨论,再由学习基础较好的学生进行回答。对学生的作答,我都是当场给予评价,肯定正确,指出错误,对回答好的打成绩予以鼓励。对学生的生物学小论文和生物学小报,组织全教研组教师进行评选,这些做法使学生感受到获得自学成就的喜悦,进而增强自学的信心。 3.养成习惯,提高自学能力。无数事实证明,大凡学习成绩优异的学生都掌握了较好的自学方法和养成良好的自学习惯。因此,我在平时教学中就有意培养学生以下4种自学习惯: (1)养成不先预习不听课、不先复习不做作业的自学习惯。课前预习可使学生对新课有大概了解,哪些难懂的地方需要在课堂上问老师也心中有数,这既提高了学生听课的效率,也提高了教师授课的针对性。课后及时复习不仅有利于对新知识的消化吸收和强化记忆,也有利于提高完成作业的效率。 (2)养成勤查工具书的自学习惯。中学生物学教材中涉及到许多生物学理论、学说和定律,生物学现象,动植物和微生物名称、名词,生物学著作和生物学家等知识,由于在教材中没有做详细的注解,学生在自学中必然会遇到许多疑惑不解的名词术语,那么解决的最好办法就是查阅工具书。 (3)养成爱思考、爱质疑的自学习惯。“学源于思,思源于疑。”我启发学生在自学过程中要善于发现疑点,敢于提出自己独立的见解。教会学生质疑不仅可调动学生自学的兴趣,还可以培养学生的发散思维、激发学生的智慧潜力。边阅读边思考也有利于知识迁移。 (4)养成博览群书的自学习惯。中学生单从课本中获取知识是很有限的,因此我引导学生要多读一些与生物 科学有关的报刊和课外书籍,通过摘录、剪贴建立自己的“生物学资料库”。这不仅可扩大学生的科学视野,还能吸取更多的课外知识、提高自身的综合素质。 看了关于生物的科技论文范文的人还看 1. 浅谈高中生物科技论文 2. 关于高中生物科技小论文 3. 生物技术论文范文 4. 浅谈高中生物论文范文 5. 生物学论文范文
生命科学竞赛不可以报两个项目。因为竞赛分为科学探究类和创新创业类两个赛道,只有赛道,没有项目这一说,所以生命科学竞赛不可以报两个项目。全国大学生生命科学竞赛是由高等学校国家级实验教学示范中心联席会、全国大学生生命科学创新创业大赛组织委员会主办的赛事。
还是中国农业大学但是如果你能考上北大的生命科学更好
北京理工大学生物系
抽象的价值——数学与当代生命科学吴家睿 20世纪中期,随着蛋白质空间结构的解析和DNA双螺旋的发现,形成了以遗传信息载体核酸和生命功能执行者蛋白质为主要研究对象的分子生物学时代。分子生物学的诞生使传统的生物学研究转变为现代实验科学。但是,在生命科学领域的实验科学与其它实验科学如实验物理学相比,更多地是注重经验,而非抽象的理论或概念。此外,这些生物学家们大多关注定性的研究,以发现新基因或新蛋白质为主要目标,对于定量的研究,如分子动力学过程等没有给予足够的重视。尽管如此,现代生命科学在20世纪的下半叶还是取得了丰盛的成果。正如美国科学院院长分子生物学家阿尔伯特(B. Albert)所说,“在一个基因克隆占主要地位的时代,当今许多优秀的科学家在不具备任何定量研究的能力下仍然取得了巨大的成绩”。但是,随着后基因组时代的到来,生物学研究者的定量研究能力和知识已不再是可有可无的了。 大势所趋英国生物学家保罗•纳斯(Paul Nurse) 因细胞周期方面的卓越研究成为了2001年度诺贝尔生理学或医学奖的得主。他曾在一篇回顾20世纪细胞周期研究的综述文章中以这样的文字结束:“我们需要进入一个更为抽象的陌生世界,一个不同于我们日常所想象的细胞活动的、能根据数学有效地进行分析的世界。” 也许基于同样的考虑,2000年10月美国国家科学基金会(NSF)的主任科勒威尔(R. Colwell)在向国会提交的报告中,称数学是当前所有新兴学科和研究领域的基础,要求下一年度对数学的资助要增加3倍以上,达到1.21亿元美金。在这些增加的预算中,有很大的一部分被用来支持数学与其它学科的交叉研究,尤其是数学与生物学的交叉研究项目。尽管数学一直在现代生命科学中扮演着一定的角色,如数量遗传学、生物数学等。但真正体会到数学重要性的还是20世纪90年代生物学家。基因组学是这种趋势的主要催化剂。随着DNA序列测定技术的快速发展,20世纪90年代后期每年测定的DNA碱基序列以惊人的速度迅速增长。以美国的基因数据库(GenBank)为例,1997年拥有的碱基序列为1x109,次年就翻了一番,为2x109;到2000年GenBank已拥有近8x109个碱基序列。同样,在蛋白质组研究和转录组研究等快速推进的过程中,各种数据也在迅猛的增加。据估计,现在生物数据量可以达到每年1015字节。如何管理这些“海量”数据,以及如何从它们中提取有用的知识成为了对当前生物学家、数学家、计算机专家等的巨大挑战。由此引出了一门新兴学科:生物信息学(Bioinformatics)。此外,对细胞和神经等复杂系统和网络的研究导致了数学生物学(Mathematical Biology)的诞生。美国国家科学基金委员会为此专门启动了一项“定量的环境与整合生物学”的项目,以鼓励生物学家把数学应用到生物学研究中去。几乎在同一个时间,美国国立卫生研究院也设立了一项“计算生物学”的重大项目。 理解生命的新工具:模型上面的论述也许会造成这样一种印象,数学在现代生命科学中的应用主要是在“海量”数据的处理方面。可以这样说,今天的确是有许多生物学家是从“计算”的角度来看待数学对生命科学的作用。然而,对于理解生命现象来说,计算是远远不够的。当我们把通过基因芯片获得的成千上万的实验数据喂进一台计算机,让计算机根据一定的运行程序吐出一堆堆的结论时,我们是否可以认为,我们已经理解了所要研究的生物学问题?不仅如此,我们也许还需要警惕,不要让计算机代替我们的思考。对于今天的生命科学工作者,数学的价值应该体现在“模型化”(Modelling)方面。通过模型的构建,那些看上去杂乱无章的实验数据将被整理成有序可循的数学问题;通过模型的构建,所要研究的问题的本质将被清晰地抽象出来;通过模型的构建,研究者们的实验不再是一种随意的探索,而是通过“假设驱动”(Hypothesis-driven approach)的理性实验,就如同物理学家们的工作一样。上个世纪的实验生物学家把生命视为一个线性的系统,力图以一种简单的因果关系来解释生命活动。通常在那些寻找新基因的研究者的内心深处,大多拥有一个“基因决定论”的愿望:一旦找到了某一种基因,就能解答一个生物学问题。癌症有“癌基因”,长寿有“长寿基因”,聪明有“聪明基因”,甚至犯罪都是由一种“犯罪基因”所造成。但是,几十年的研究轨迹,划出的却是一幅幅越来越复杂的图案。以人类发现的第一个肿瘤抑制基因p53来说,自1979年发现至今,已有近2万5千篇文章涉及到它;直接与p53相互作用的蛋白质多达数十种,新的还在发现之中。现在人们看到的p53已经是一个相当复杂的调控网络。显然,没有数学模型的帮助,要理解和分析p53的功能将不是一件容易的事。不久前,发现p53的生物学家之一莱文尔(A. J. Levine)和数学家一起,建立了一个解释p53调控线路的数学模型[1]。数学不仅能帮助我们从已有的生物学实验和数据中抽象出模型和进行解释,它还可以用于设计和建造生物学模型,也许这些生物学模型在自然的状态下是不存在的。在这种意义上说,基于数学模型和假设进行的生物学实验将更接近我们所熟知的物理学和化学实验,更多的依赖于抽象和理性,不再是一门经验科学。新世纪伊始,数学指导实验已成为了现实。不久前,美国的科学家在《自然》(Nature)杂志上报道了他们人工设计的生物模型。普林斯顿大学科学家设计了一个自然界不存在的控制基因表达的网络。这个网络可以周期性的调控大肠杆菌内一个外源基因的表达[2]。在同一期杂志上,波士顿大学的生物学家也报告了他们相类似的工作[3]。这两个工作的共同特点是,首先应用某种微分方程(两个实验室采用了不同的微分方程)进行推导和设计,然后再根据其设计去进行生物科学实验,如构造基因表达质粒,进行检测基因表达情况等。这些科学家认为:“这种‘网络的理性设计’可以导致新型的细胞工程和促进人们对自然界存在的调控网络的理解。”[2] “万物皆数也”数学常常被人视为工具。它的确也是非常有用的工具。但是,只要是作为工具,就具有可替换性。“条条道路通罗马”。工具就是道路,可以选择途径A,也可以选择途径B,只要能达到目的地就行。当然,有的可能是捷径,有的可能是弯路。但它们毕竟都不是唯一的。就如同过去的生命科学研究,没有数学也取得了不错的成绩。数学的应用显然会对现在和今后的生物学研究有帮助,但生物学家不用数学行不行呢?人类对自然和生命的关注,通常体现在两个方面的问题:构成世间万物的本质是什么以及如何去认识和探寻这种本质。前一类问题是属于本体论,后一类问题则属于认识论。如果采用这样假设:生命的本质最终是体现在数学规律的构成上。那么,没有数学显然我们就不能真正和彻底地揭示出生命的本质。DNA和蛋白质是两类最重要的生物大分子。它们通常都是由众多的基本元件(碱基、氨基酸)相互联结而成的长链分子。但是,它们的空间形状并非是一条平直的线条,而是一个规则的“螺旋管”。尽管在20世纪中叶人们就发现了DNA双螺旋和蛋白质α螺旋结构,但至今为止,人们还是难以解释,为什么大自然要选择“螺旋形”作为这些生物大分子的结构基础。不久前,美国和意大利的一组科学家,利用离散几何的方法研究了致密线条的“最大包装”(Optimal Packing)问题,得到的答案是,在一个体积一定的容器里,能够容纳的最长的线条的形状是螺旋形 [4]。研究者们意识到,“天然形成的蛋白质正是这样的几何形状”[4]。显然由此我们能够窥见生命选择了螺旋作为其空间结构基础的数学原因:在最小空间内容纳最长的分子。凡是熟悉分子生物学和细胞生物学的人都知道,生物大分子的包装是生命的一个必要过程。作为遗传物质载体的DNA,其线性长度远远大于容纳它的细胞核的直径。例如构成一条人染色体的DNA的长度是其细胞核的数千倍。因此通常都要对DNA链进行多次的折叠和包扎,使长约5厘米的DNA双螺旋链变成大约5微米的致密的染色体。由此我们可以认为,生命遵循“最大包装”的数学原理来构造自己的生物大分子。细胞是生命的基本组成单元和功能单元。而细胞分裂(又称为细胞增殖)是细胞最基本和最重要的活动。完成一次细胞分裂的活动称为细胞周期。不同物种的细胞周期的时间长短是不一样的,有着严格的调控。那么,是什么构成了细胞周期的“时钟”?最近的研究表明,对于酵母细胞而言,一种细胞周期调控蛋白的磷酸化程度有可能被用作细胞周期运行的“时钟”。这种被称为Sicl的蛋白质上有9个位置可以被蛋白激酶CDK进行磷酸化。当它被加上第1个磷酸基因至第5个磷酸基团的时候,其分子的行为没有出现变化。但是,一旦被加上第6个磷酸基团时,它就可以和一种称为Cdc4的蛋白发生相互作用,然后被蛋白酶降解,从而导致细胞进入DNA合成期(S期),最后完成细胞分裂。研究者详尽而深入的工作揭示出,Sicl蛋白的每一次磷酸化都有助于与Cdc4的相互作用,但只有到第6次或6次以上,其结合力才达到与Cdc4稳固的结合。此外,如果给Sicl蛋白人为装上一段外源氨基酸肽段,一次磷酸化就能使Sicl与Cdc4结合并导致其降解,这时Sicl控制细胞周期时间的功能就会丧失[5]。这个研究成果很典型地揭示了细胞是如何通过数量的控制来实现其生命活动。古希腊著名的数学家毕达哥拉斯(Pythagoras)曾给后人留下过这样一个观点:“万物皆数也”。如果他的观点是正确的,作为大自然的杰作——生命,一定也是按照数学方式设计而成的。因此,数学不仅仅能够提升生命科学研究,使生命科学成为抽象的和定量的科学,而且是揭示生命奥秘的必由之路
生命科学是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。下面是由我整理的生命科学学术论文,谢谢你的阅读。
有机化学与生命科学的关系
摘 要:有机化学在生命科学发展中起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用,它们有着密切的关系。本文从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。
关键词:有机化学;生命科学;关系
有机化学是生命科学的基础,有机化合物是构成生物体的主要物质,生物体中各种有机化合物的结构、性质以及它们在生物体内的的合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。有机化学产品正越来越多地应用于农业。如农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂)、植物生长调节剂、化肥、农膜等保证了农业生产;兽医药、饲料添加剂促进了畜牧业生产。要正确地使用,必须了解这些有机化合物的组成、性质和生理功能。但是,目前有些学校的生命科学专业越来约忽视有机化学课程,课时越来越少,这样对学生的进一步学习不利,比如生物化学、分子生物学等后续课程的学习。本文将从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。希望能引起从事生命科学专业人对有机化学的重视。
1. 有机化学的发展与生命科学有密切的关系
有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。1807年,J. F. Yon Berzilius首先把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质还没有认识,因而便赋予有机化合物一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F. Wohler从无机物氰酸铵制得了尿素,否定了关于“生命力”的假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。
随后有机化学的发展主要集中在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。比如,19世纪中叶,I. Pasteur关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面体构型学说的建立,它是生命分子结构不对称性的基础。E. Fischer对碳水化合物立体化学和肽合成化学的贡献是这两大类重要的生命分子化学的奠基石。20世纪50年代,A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的化学结构,为Vatson-Crick DNA双螺旋结构的提出铺平了道路。60年代H. G. Khorana开创的磷酸二酯法合成寡核苷酸,不但证明了DNA上每三个碱基组成一个三联体密码子编码一个氨基酸从而提出了一套遗传密码,而且也开始了人工合成DNA的研究。化学家也将用化学小分子和化学工具研究生命体系。1985年H. Smith和K. Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)从而使分子生物学在技术上有了一个突破和飞跃。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然产物FK506时发现FK506的结合蛋白FKBP12。1991年他们又利用小分子探针FK506和Cyclosporin发现他们可以抑制磷酸化酶神经组蛋白Calcineuin的活性。同时发现了可以生成FKBP-12-FK506神经组蛋白复合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的复合物。这些小分子同时与两个蛋白结合,而表现出的生物活性也是细胞内信号传导通路的分子基础。1992年,SchrEIber在美国《化学与工程新闻》发表了题为“用有机化学的原理探索细胞学”的论文,确信生命的过程就是生物体中化学变化过程[1-3]。
总之,有机化学理论上和实践上的成就为现代生物学的诞生和发展打下了坚实的基础。价键理论、构象学说、反应机理等成为解释生化反应的有力手段,蛋白质和核酸的组成和结构研究,顺序测定方法的建立,合成方法的创建,酶催化机制的研究,模拟酶的合成的化学模型的建立,小分子探针技术,单分子激发的技术,单分子操作的技术等重大成就,为现代生物学及生物技术开辟了道路。有机化学与生物问题的密切结合是推动生命科学发展的有力柱,也将人们对生命过程的了解提高到一个新的层次[4, 5]。
2. 一百多年来,有机化学的最高科学成果—— 诺贝尔化学奖综览
1901-2010年共110年,除去8年未授奖外,共授化学奖102项,其中有机化学方面得化学奖65项,占整个化学奖的63.7%。碳水化合物、光合作用得研究共8项;蛋白质、酶和核酸方面得研究共18项;甾族化合物、维生素和生物碱方面研究共8项;其它方面共31项。其中与生物相关的占34项。占有机化学的52.3%。由此可以看出有机化学与生命科学有着密不可分的关系。
3. 有机化学研究的任务与生命科学的关系
有机化学研究的主要任务是分离提纯、物理有机化学、合成。分离提纯即分离、提取自然界存在的各种有机物,测定它们的结构和性质,以便加以利用。物理有机化学是研究有机物结构与性质间的关系、反应经历的途径、影响反应的因素等,以便控制反应向我们需要的方向进行。合成是在确定了分子结构并对许多有机化合物的反应有相当了解的基础上,以由石油或煤焦油中取得的许多简单有机物为原料,通过各种反应,合成我们所需要的自然界存在的,或者自然界不存在的全新的有机物[6]。
3.1 有机化合物的分离提纯与生命科学
有机化学的分离提纯与生命科学的关系主要体现在两个方面,一是天然有机化学,二是分离与分析。
天然有机化学是研究动植物(包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物)及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学的发展与国民经济有密切的联带关系,对于开发新型药物、新型农药至关重要。我国自然资源非常丰富,又有几千年传统防治疾病的经验积累,在我国大力发展天然有机化学的研究有着非常现实的意义。对内源性生理活性物质的发现及其生理活性研究,又开辟了天然有机化学研究的新领域。充分利用开发我国动植物资源包括海洋生物资源,努力开拓新的生理活性物质,为国民经济服务是天然有机化学的重要任务。
分离提纯和分析的紧密结合是有机分析的一大特点。在生命科学中也涉及到复杂系统的痕量或微量的有机物分离分析问题,比如生物活性物质的提取和分析等。气相色谱的发展是高效分离的突破口,而高效气相色谱和高效液相色谱是现代分离技术的基础。在气相色谱中新型高选择性的耐高温固定相(如手性固定相和异构体选择性分离的固定相)仍是比较活跃的研究领域。液相色谱中选择性色谱柱和选择性流动相
的应用发展是今后若干年中的主攻方面。细径柱的合理开发,多维色谱以及以色谱为主的系统分析网络将使复杂系统有机痕量物质的分离和分析跃上新的台阶。超临界流体色谱,包括毛细管柱超临界流体色谱是正在发展中的新技术。毛细管电泳是生命科学日益发展的情况下产生的新型的高效技术,在蛋白质和核酸的分离方面已显出极大的威力,是有很强发展活力的新领域。核磁共振波谱技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步,其中二维方法的发展已成为解决结构问题最主要的物理方法。NMR今后的发展趋势是如何得到更多的相关信息、简化图谱、提高检测灵敏度和发展三维核磁共振技术。质谱技术最突出的进步是新的解析电离技术的发展。随着接口技术的进步,联用技术的应用面更扩大,效果更为提高。这将使质谱成为生命科学中的一个崭新的研究手段。
3.2 物理有机化学与生命科学
物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。生命科学中的物理有机化学研究,包括主——客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。量子有机化学由静态向动态方向的发展是当前物理有机化学的重要组成,分子力学方法在有机分子结构与构象的研究方面有着非常乐观的发展前景。我国化学家蒋锡夔院士等发表了题为“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”的论文,提出了可用物理有机化学方法解决生命科学的难题。
3.3 有机合成与生命科学
有机合成也与生命科学有着密切的关系。在与生命科学的联系中,金属有机化学和元素有机化学是最为活跃的领域之一。比如,有机磷化合物在农药、医药、萃取剂等方面以及有机合成化学中都有重要的应用。开展有生物活性的有机磷化合物的研究,在生命科学研究中也具有极为重要的意义。近年生物有机硅化合物以及有机硅化合物在有机合成中的应用有新的迅速发展。在基础和应用基础研究方面,硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学和多硅烷的研究是当今有机硅化学重要研究课题。有机硅化合物在有机合成中特别在天然有机物的合成中占有重要的地位。
无论从有机化学的发展、有机化学的研究成果和有机化学研究的任务来看,有机化学课程在生命科学中都起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用。因此在生命科学中要加强有机化学的学习。
[参考文献]
[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell bidogy.C&E New,1992,70:22~ 32.
[2]周晓俊,吴晖. 有机化学与生命科学. 云南师范大学学报,1998,18(1):93-96.
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[4]朱光美,杜灿屏. 试谈生物有机化学研究的现状与展望. 大学化学,1994.9(4):6-8.
[5]吴毓林,陈耀叠. 探索有机体的奥秘—谈世纪交替时代的有机化学. 中国科学院院刊,1995,10(10):215-219.
[6]汪小兰,有机化学(第四版),高等教育出版社,2005,1-2.
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生物科学论文格式范文
无论是身处学校还是步入社会,大家都尝试过写论文吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。那么,怎么去写论文呢?以下是我为大家整理的生物科学论文格式范文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要:
随着我国对科学技术的探究和发展,生物科学与技术研究成为21世纪以来人类关注的重点话题,其发展与人们的生活息息相关,改变着人们的生产活动和生活面貌。随着生物科学技术的不断成熟,生物科学逐渐运用于现代医疗领域、农学领域和工业领域,它对基因遗传和生物化学的研究也具有重大意义。因此,重视生物科学的发展与应用,是关乎生活的重要话题。本文从生物科学的应用、研究成果进展和生物科学技术对社会的影响三方面对生物科学的发展与应用进行阐述。
关键词:
生物科学;科学技术;发展;应用;研究进展
生物科学是对生命活动规律和生命本质进行研究的一门学科,是认识自然的有利工具。20世纪50年代以来,DNA双螺旋结构的构建和基因重组等技术的重大突破发展,使得现代的生物技术逐渐趋于成熟。生物科学的发展对医学领域和农业领域的发展有重大的推动作用。重视生物科学的发展对人类的生产生活带来了巨大的影响。
一、生物科学的研究成果及发展
(一)基因组计划的实施
破译基因的遗传码,解开生命的奥秘是基因破译的主要目的。目前,科学研究人员对遗传图、物理图和转录图的制作工作已由相关的制作单位完成,这在理论上具有重大的进步意义的同时也具有重要的实践意义和很高的商业价值。2013年的1月中国科学家成功破译了小菜蛾基因组,历时三年的研究,终于得出了小菜蛾的基因组图谱,科学家指出,将进一步与国内外人员合作交流,在小菜蛾基因组的研发完成后,将继续开展研究与抗药性和食性生长发育密切相关的功能基因组学和遗传学,为小菜蛾的有效防御、持续控制提供科学依据。
(二)细胞全能技术的实施与应用
随着人类基因组图谱的进一步发展,更多的生物模式经重要的动植物基因组将不断被揭露。细胞全能技术是一项快速纯合创造新品种的先进技术。21世纪后,生物的起源、原始细胞的产生和新生物的形式与改造等重大理论问题在我国已经得到重大的发展。人类对生物生命本质的'认识将会进一步的提高,这对生物细胞全能技术的理论性和实践性的发展都将会产生重大的影响,对新品种作物的选育具有指导性因素。
(三)生物识别技术
生物识别技术是指依据人类自身所固有的生理或行为特征而进行识别的一种技术。目前,应用最为广泛的包括有:指纹识别、手掌几何学识别、声音识别、面部识别等。生物识别具有不易遗忘、防伪性能高、不易被盗、便于携带等特点,容易和电脑配套使用,从而增强在使用过程中的自动化管理,已广泛用于胜负、军队、银行等地。但生物识别技术中由于其中一部分技术含量较高,现在还处于试验阶段。
二、生物科学的应用
(一)农业领域的生物科学技术
20世纪以来,在生物科学领域,分子生物学的诞生及现代生物技术的兴起已然成为人类社会进步最伟大的事件之一。20世纪末21世纪初,对基因组学的突破性研究推动了生物技术进入迅猛发展的阶段。动植物和微生物技术在农业领域的发展已对农业起到了极大的推动作用。不仅如此,转基因技术的推广应用使得农业得到了相应的发展。同时,抗病虫、除草剂的使用推进了转基因棉花、玉米、花生、大豆等的商业化发展。现代分子生物学与传统的动植物育种学催生了新型的分子育种学。
(二)生物科学在医学上的应用
药品领域的开发对生物科学的运用已达到相对成熟的阶段。改革开放后,生物技术制药受到了相对高度的重视,为生物高新技术的发展投入了大量的人力财力,因此,我国生物技术制药得到了快速的发展,已达到国际水平。2013年7月,深圳华大基因研究院亚洲癌症研究组织合作完成干细胞癌基因研究项目,这是继乙肝病毒整合机制研究之后的又一项重要生物科学研究成果。通过对88例癌患者进行全基因组测序,发现了一些列与肝细胞癌发生发展相关的基因突变,找到了肝细胞癌发生的两条关键性途径,从而为日后肝细胞癌治疗法的药物开发奠定了基础。
三、生物科学对社会带来的影响
20世纪70年代以来,随着生物科学的发展,生物科学基础的研究取得了不断突破。我国的生物科学技术成果在世界范围内得到了公众认可。在工业化和商业化飞速发展的今天,生物技术具有了良好的发展环境。通过对社会各个领域的发展经验总结得出,生物科学技术的发展仍然面临着众多挑战。我国的科研管理部门应对高校或科研组的科研项目加大人力财力的扶持,鼓励更多的青年科学家、技术专家投身于生物科学的研究中,并为他们提供多学科的培训,使得多学科科学的发展能具有高度的综合性,从而推进多领域的融合,促进现代社会生物科学技术的革新与健康发展。
四、结束语
生物科学技术的研究是科学应用研究的源泉,随着科学技术的进步和多种学科的融合发展,生物科学逐渐从单一化发展为多层次、多方面的科学技术,由宏观逐步发展到微观的可操作性。生物科学的发展对人们的生产生活产生了重要影响,赢得了人们越来越多的关注。我国的生物技术在发展中不断突破,研究成果已遍布全世界,相信如此下去,将会赢得生物科学的巨大成果。加大生物科学技术的研究进程,促进现代生物科学技术的良性有利发展,以实现我国科学技术又快又好的发展。
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格式
(一)题目
科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。
(二)署名
科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。
(三)引言
是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。
(四)材料和方法
按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志对论文投稿规定办即可。
(五)实验结果
应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。
(六)讨论
是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。
(七)结语或结论
论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。
(八)参考义献
这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。一切粗心大意,不查文献;故意不引,自鸣创新;贬低别人,抬高自己;避重就轻,故作姿态的做法都是错误的。而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的,这应该看成是利研工作者的大忌。其中,不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。有些做法则比较隐蔽,如将该引在引言中的,把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导,放到和你论文平起平坐的位置。又如科研工作总是逐渐深人发展的,你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是,某年某人对本题做出了什么结果,某年某人在这基础上又做出了什么结果,现在我在他们基础上完成了这一研究。这是实事求是的态度,这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述,而是说,某年某人做过本题没有做成,某年某人又做过本题仍没有做成,现在我做成了。这就不是实事求是的态度。这样有时可以糊弄一些不明真相的外行人,但只需内行人一戳,纸老虎就破,结果弄巧成拙,丧失信誉。这种现象在现实生活中还是不少见的。
(九)致谢
论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。
(十)摘要或提要
以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。
期刊编号:SWXT期刊名称:生物学通报刊名题写:郭沫若期刊汉语拼音:SHENGWUXUE TONGBAO期刊外文名:BULLETIN OF BIOLOGY刊 期:月刊创办日期:1952.7主管部门:中国科协主办单位:中国动物学会、中国植物学会、北京师范大学社 长:张兰主 编:郑光美(中国科学院院士)常务副主编:刘恩山副主编:朱正威、刘恩山、张兰责任编辑:张兰、张帆、包丽芹编辑部主任:张兰编辑:《生物学通报》编辑部出版:《生物学通报》期刊社刊社地址:北京市新街口外大街19号生命科学学院编辑部通信地址:北京师范大学《生物学通报》期刊社邮政编码:100875国内统一刊号:CN 11-2042/Q国际标准刊号: ISSN 0006-3193发行范围:国内外公开发行国内总发行:北京市报刊发行局国外总发行:中国国际图书贸易总公司北京399信箱订购处:全国各地邮局国内邮发代号:2-506国外邮发代号:M320排版:《生物学通报》期刊社印刷装订:河北天普润印刷厂广告经营许可证:京海工商广字第0140号国内定价:10元/期,全年120元出版日期:每月20日
比较常见的有《环球科学》《科学焦点》《科学世界》和《博物》。1《环球科学》《科学美国人》的中文版,以全世界的科学发展动态为着眼点介绍当今的科学发展前景和趋势,是一本科技前沿杂志。杂志里超过70%的文章来自《科学美国人》英文版,内容的作者主要是前沿的科学家,内容层次比较深,适合科研工作者、对有关领域有兴趣的人阅读。2《科学焦点》英国science focus杂志的中文版,内容聚焦于前沿科技,报道生命科学、医学、天文学等各大科技领域的最新进展。文章作者几乎清一水的全球一流科研机构的知名科学家或科学记者,内容在前沿和易懂之间平衡得较好,适合初高中生、大学生去了解最近的科学发展方向。3《科学世界》引进了日本NEWTON的部分版权,普及科学知识为主,比较贴近教科书。4《博物》《中国国家地理》杂志社出版的杂志,博物跟上面提到的三本杂志内容不同,以自然、生物、地理为主。
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然而SCI原本只是一种强大的文献检索工具。它不同于按主题或分类途径检索文献的常规做法,而是设置了独特的“引文索引”,即将一篇文献作为检索词,通过收录其所引用的参考文献和跟踪其发表后被引用的情况来掌握该研究课题的来龙去脉,从而迅速发现与其相关的研究文献。“越查越旧,越查越新,越查越深”这是科学引文索引建立的宗旨。SCI是一个客观的评价工具,但它只能作为评价工作中的一个角度,不能代表被评价对象的全部。 SCI收录中国期刊 (2006) 出版地 收录库 刊名 刊期 ISSN 影响 因子 CHINA SCI ACTA CHIMICA SINICA《化学学报》(中文版) Semimonthly 0567-7351 0.643 CHINA SCI ACTA MECHANICA SINICA《力学学报》(英文版) Bimonthly 0567-7718 0.587 CHINA SCI ACTA PHARMACOLOGICA SINICA《中国药理学报》(英文版) Monthly 1671-4083 0.884 CHINA SCI ACTA PHYSICA SINICA《物理学报》(中文版) Monthly 1000-3290 1.130 CHINA SCI CELL RESEARCH《细胞研究》(英文版) Bimonthly 1001-0602 1.729 CHINA SCI CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES-CHINESE《高等学校化学学报》(中文版) Monthly 0251-0790 0.796 CHINA SCI CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY《中国化学》(英文版) Bimonthly 1001-604X 0.592 CHINA SCI CHINESE MEDICAL JOURNAL《中华医学杂志》(英文版) Monthly 0366-6999 0.393 CHINA SCI CHINESE PHYSICS《中国物理》(物理学报一海外版) (英文版) Monthly 1009-1963 1.347 CHINA SCI CHINESE PHYSICS LETTERS《中国物理快报》(英文版) Monthly 0256-307X 1.095 CHINA SCI CHINESE SCIENCE BULLETIN《科学通报》(英文版) Semimonthly 1001-6538 0.593 CHINA SCI COMMUNICATIONS IN THEORETICAL PHYSICS《理论物理通讯》(英文版) Monthly 0253-6102 0.666 CHINA SCI EPISODES《地质幕》(英文版) Quarterly 0705-3797 1.020 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES A-MATHEMATICS《中国科学A辑》(英文版) Bimonthly 1006-9283 0.247 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES B-CHEMISTRY《中国科学B辑》(英文版) Bimonthly 1006-9291 0.541 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES C-LIFE SCIENCES《中国科学C辑》(英文版) Bimonthly 1006-9305 0.440 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES D-EARTH SCIENCES《中国科学D辑》(英文版) Monthly 1006-9313 0.801 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES《中国科学E辑》(英文版) Bimonthly 1006-9321 0.355 CHINA SCI SCIENCE IN CHINA SERIES G-PHYSICS MECHANICS & ASTRONOMY《中国科学G辑》(英文版) Bimonthly 1672-1799 HONG KONG SCI JOURNAL OF THE FORMOSAN MEDICAL ASSOCIATION Monthly 0929-6646 0.418 TAIWAN SCI BOTANICAL BULLETIN OF ACADEMIA SINICA Quarterly 0006-8063 0.506 TAIWAN SCI CHINESE JOURNAL OF PHYSICS Bimonthly 0577-9073 0.372 TAIWAN SCI CHINESE JOURNAL OF PHYSIOLOGY Quarterly 0304-4920 1.143 TAIWAN SCI JOURNAL OF THE CHINESE CHEMICAL SOCIETY Bimonthly 0009-4536 0.475 TAIWAN SCI JOURNAL OF THE CHINESE INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS Bimonthly 0368-1653 0.268 TAIWAN SCI STATISTICA SINICA Quarterly 1017-0405 1.336 TAIWAN SCI TAIWANESE JOURNAL OF MATHEMATICS Quarterly 1027-5487 0.286 TAIWAN SCI TERRESTRIAL ATMOSPHERIC AND OCEANIC SCIENCES Quarterly 1017-0839 0.320 TAIWAN SCI ZOOLOGICAL STUDIES Quarterly 1021-5506 0.533 CHINA SCI-E ACTA BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA SINICA《生物化学与生物物理学报》(中文版) Monthly 0582-9879 0.524 CHINA SCI-E ACTA BOTANICA SINICA《植物学报》(中文版) Monthly 0577-7496 0.321 CHINA SCI-E ACTA CHIMICA SINICA《化学学报》(中文版) Semimonthly 0567-7351 0.643 CHINA SCI-E ACTA GEOLOGICA SINICA-ENGLISH EDITION《地质学报》(英文版) Quarterly 1000-9515 1.040 CHINA SCI-E ACTA MECHANICA SINICA《力学学报》(英文版) Bimonthly 0567-7718 0.587 CHINA SCI-E ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA《固体力学学报》(英文版) Quarterly 0894-9166 0.389 CHINA SCI-E ACTA METALLURGICA SINICA《金属学报》 Monthly 0412-1961 0.247 CHINA SCI-E ACTA OCEANOLOGICA SINICA海洋学报(英文版) Quarterly 0253-505X CHINA SCI-E ACTA PETROLOGICA SINICA《岩石学报》(中文版) Quarterly 1000-0569 1.078 CHINA SCI-E ACTA PHARMACOLOGICA SINICA《中国药理学报》(英文版) Monthly 1671-4083 0.884 CHINA SCI-E ACTA PHYSICA SINICA《物理学报》(中文版) Monthly 1000-3290 1.130 CHINA SCI-E ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA《物理化学学报》(中文版)) Irregular 1000-6818 0.468 CHINA SCI-E ACTA PHYTOTAXONOMICA SINICA《中国药理学报》(英文版) Bimonthly 1671-4083 0.884 CHINA SCI-E ACTA PHYTOTAXONOMICA SINICA《植物分类学报》(中文版) Bimonthly 0529-1526 CHINA SCI-E ACTA POLYMERICA SINICA《高分子学报》(中文版) Bimonthly 1000-3304 0.351 CHINA SCI-E ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES《大气科学进展》(英文版) Bimonthly 0256-1530 0.449 CHINA SCI-E APPLIED MATHEMATICS AND MECHANICS-ENGLISH EDITION《应用数学和力学》(英文版) Monthly 0253-4827 0.251 CHINA SCI-E ASIAN JOURNAL OF ANDROLOGY《亚洲男性学》(英文版) Quarterly 1008-682X 1.064 CHINA SCI-E CELL RESEARCH《细胞研究》(英文版) Bimonthly 1001-0602 1.729 CHINA SCI-E CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES-CHINESE《高等学校化学学报》(中文版) Monthly 0251-0790 0.796 CHINA SCI-E CHEMICAL RESEARCH IN CHINESE UNIVERSITIES《高等学校化学研究》(英文版) Quarterly 1005-9040 0.370 CHINA SCI-E CHINA OCEAN ENGINEERING《中国海洋工程》(英文版) Quarterly 0890-5487 0.413 CHINA SCI-E CHINESE ANNALS OF MATHEMATICS SERIES B《数学年刊B辑》(英文版) Quarterly 0252-9599 0.343 CHINA SCI-E CHINESE CHEMICAL LETTERS《中国化学快报》(英文版) Monthly 1001-8417 0.342 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY《分析化学》(中文版) Monthly 0253-3820 0.224 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF ASTRONOMY AND ASTROPHYSICS《天体物理学报》(英文版) Bimonthly 1009-9271 1.768 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS《催化学报》(中文版) Monthly 0253-9837 0.542 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING《中国化学工程学报》(英文版) Bimonthly 1004-9541 0.357 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS《化学物理学报》(中文版) Bimonthly 1003-7713 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY《中国化学》(英文版) Bimonthly 1001-604X 0.592 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF ELECTRONICS《电子学报》(英文版) Quarterly 1022-4653 0.120 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS-CHINESE EDITION《地球物理学报》》(中文版) Bimonthly 0001-5733 0.375 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY《无机化学学报》(中文版) Bimonthly 1001-4861 0.535 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY《有机化学》(中文版) Monthly 0253-2786 0.497 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF POLYMER SCIENCE《高分子科学》(英文版) Bimonthly 0256-7679 0.680 CHINA SCI-E CHINESE JOURNAL OF STRUCTURAL CHEMISTRY《结构化学》(中文版) Bimonthly 0254-5861 0.548 CHINA SCI-E CHINESE MEDICAL JOURNAL《中华医学杂志》(英文版) Monthly 0366-6999 0.393 CHINA SCI-E CHINESE PHYSICS《中国物理(物理学报一海外版)(英)》 Monthly 1009-1963 1.347 CHINA SCI-E CHINESE PHYSICS LETTERS《中国物理快报》(英文版) Monthly 0256-307X 1.095 CHINA SCI-E CHINESE SCIENCE BULLETIN《科学通报》(英文版) Semimonthly 1001-6538 0.593 CHINA SCI-E COMMUNICATIONS IN THEORETICAL PHYSICS《理论物理通讯》(英文版) Monthly 0253-6102 0.666 CHINA SCI-E EPISODES《地质幕》(英文版) Quarterly 0705-3797 1.020 CHINA SCI-E FUNGAL DIVERSITY《真菌多样性》 Tri-annual 1560-2745 1.437 CHINA SCI-E HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS-CHINESE EDITION《高能物理与核物理》(中文版) Monthly 0254-3052 0.285 CHINA SCI-E Journal of Asian Natural Products Research《亚洲天然产品研究杂志》(英文版) Quarterly 1028-6020 0.896 CHINA SCI-E JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY《中南工业大学学报》(英文版) Quarterly 1005-9784 0.299 CHINA SCI-E JOURNAL OF COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY《计算机科学与技术》(英文版) Bimonthly 1000-9000 0.140 CHINA SCI-E JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCES-CHINA《环境科学学报》(英文版) Bimonthly 1001-0742 0.255 CHINA SCI-E JOURNAL OF INFRARED AND MILLIMETER WAVES《红外与毫米披学报》(英文版) Bimonthly 1001-9014 0.160 CHINA SCI-E JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS《无机材料学报》(中文版) Bimonthly 1000-324X 0.247 CHINA SCI-E JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH INTERNATIONAL《钢铁研究学报》(英文版) Semiannual 1006-706X 0.245 CHINA SCI-E JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY《材料科学技术学报》(英文版) Bimonthly 1005-0302 0.275 CHINA SCI-E JOURNAL OF RARE EARTHS《中国稀土学报》(英文版) Bimonthly 1002-0721 0.486 CHINA SCI-E JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY BEIJING《北京科技大学学报》(英文版) Bimonthly 1005-8850 0.437 CHINA SCI-E JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY-MATERIALS SCIENCE EDITION《武汉工业大学学报(材料科学版)》(英文版) Quarterly 1000-2413 0.356 CHINA SCI-E PEDOSPHERE《土壤圈》(英文版) Quarterly 1002-0160 CHINA SCI-E PLASMA SCIENCE & TECHNOLOGY《等离子体科学和技术》(英文版) Bimonthly 1009-0630 CHINA SCI-E PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS《生物化学与生物物理进展》(中文版) Bimonthly 1000-3282 0.241 CHINA SCI-E PROGRESS IN CHEMISTRY《化学进展》(中文版) Bimonthly 1005-281X 0.319 CHINA SCI-E RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING《稀有金属材料与工程》(中文版) Bimonthly 1002-185X 0.329 CHINA SCI-E RARE METALS《稀有金属》(英文版) Quarterly 1001-0521 0.274 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES A-MATHEMATICS《中国科学A辑》(英文版) Bimonthly 1006-9283 0.247 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES B-CHEMISTRY《中国科学B辑》(英文版) Bimonthly 1006-9291 0.541 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES C-LIFE SCIENCES《中国科学C辑》(英文版) Bimonthly 1006-9305 0.440 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES D-EARTH SCIENCES《中国科学D辑》(英文版) Monthly 1006-9313 0.801 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES《中国科学E辑》(英文版) Bimonthly 1006-9321 0.355 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES F-INFORMATION SCIENCES《中国科学F辑》(英文版) Bimonthly 1009-2757 CHINA SCI-E SCIENCE IN CHINA SERIES G-PHYSICS MECHANICS & ASTRONOMY《中国科学G辑》(英文版) Bimonthly 1672-1799 CHINA SCI-E SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS《光谱学与光谱分析》(中文版) Bimonthly 1000-0593 0.298 CHINA SCI-E NEW CARBON MATERIALS《新型炭材料》(中文版) Bimonthly 1007-8827 TAIWAN SCI-E ASIAN JOURNAL OF CONTROL Quarterly 1561-8625 TAIWAN SCI-E BOTANICAL BULLETIN OF ACADEMIA SINICA Quarterly 0006-8063 0.506 TAIWAN SCI-E CHINESE JOURNAL OF PHYSICS Bimonthly 0577-9073 0.372 TAIWAN SCI-E CHINESE JOURNAL OF PHYSIOLOGY Quarterly 0304-4920 1.143 TAIWAN SCI-E JOURNAL OF MECHANICS Quarterly 1727-7191 TAIWAN SCI-E JOURNAL OF THE CHINESE CHEMICAL SOCIETY Bimonthly 0009-4536 0.475 TAIWAN SCI-E JOURNAL OF THE CHINESE INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS Bimonthly 0368-1653 0.268 TAIWAN SCI-E JOURNAL OF FOOD AND DRUG ANALYSIS Quarterly 1021-9498 0.597 TAIWAN SCI-E JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND ENGINEERING Bimonthly 1016-2364 0.140 TAIWAN SCI-E ZOOLOGICAL STUDIES Quarterly 1021-5506 0.533 TAIWAN SCI-E STATISTICA SINICA Quarterly 1017-0405 1.336 TAIWAN SCI-E TAIWANESE JOURNAL OF MATHEMATICS Quarterly 1027-5487 0.286 TAIWAN SCI-E TERRESTRIAL ATMOSPHERIC AND OCEANIC SCIENCES Quarterly 1017-0839 0.320 HONG KONG SCI-E JOURNAL OF THE FORMOSAN MEDICAL ASSOCIATION Monthly 0929-6646 0.418 SCI总线 ----串行通信接口SCI(serial communication interface)也是由Motorola公司推出的。它是一种通用异步通信接口UART,与MCS-51的异步通信功能基本相同。 sci Spinal Cord Injury(脊髓损伤)的英文缩写
《知识就是力量》,《知识就是力量》杂志是新中国成立后较早一批出版的科普杂志,到现在依旧受到很多读者的信赖和喜爱。许多的科学家都是读着《知识就是力量》长大的。
优秀的生物科技小论文有很多,以下是我给你推荐的一篇:
《树干为什么是圆的 》
在观察大自然的过程中我偶然发现,树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题,我进行了更深入的观察、分析研究。
在辅导老师的帮助下,我查阅了有关资料,了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面面积一定。接着,我们围绕树干横截面面积一定,假设树干横截面长成不同形状,设计试验,探索树干呈圆锥状的原因和优点。经过实验,我们发现:
(1)横截面积和长度一定时,三棱柱状物体纵向支持力最大,横向承受力最小;圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体,但横向承受力最大;
(2)等质量不同形状的树干,矮个圆锥体形树干承受风力最大;
(3)风是一种自然现象,影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干,重心低,加上庞大根系和大地连在一起,重心降得更低,稳度更大;
(4)树干横截面呈圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,能经受住风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。以上的实验反映了自然规律给我们启示:
(1)横截面呈三角形的柱状物体,具有最大纵向支持力,其形态可用于建筑方面,例如角钢等;
(2)横截面是圆形的圆状物体,具有最大的横向承受力,类似形态的建筑材料随处可见,如电视塔、电线杆等。
在我的观察、试验和分析过程中,逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘,增长了知识,把学到的知识联系实际加以应用,既巩固了学到的知识,又提高了学习的兴趣,还初步学会了科学观察和分析方法。
生物科学和健康随着生物科学的发展,生物科学对社会的影响越来越大,同样的对于健康的影响也不可小视。这主要表现在以下几个方面: 1、影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2、促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3、随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4、促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5、影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6、对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7、生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 从这么多的方面可以看出,生物科学在我们现在社会的影响范围之广,作用之大,是体现了这个学科的重要性。本文主要简单谈谈生物科学和健康的联系。后面待续……给你发EMAIL吧
生命科学是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。下面是由我整理的生命科学学术论文,谢谢你的阅读。
有机化学与生命科学的关系
摘 要:有机化学在生命科学发展中起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用,它们有着密切的关系。本文从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。
关键词:有机化学;生命科学;关系
有机化学是生命科学的基础,有机化合物是构成生物体的主要物质,生物体中各种有机化合物的结构、性质以及它们在生物体内的的合成、分解、转化、代谢无不以有机化学为基础。有机化学产品正越来越多地应用于农业。如农药(杀虫剂、杀菌剂、除草剂)、植物生长调节剂、化肥、农膜等保证了农业生产;兽医药、饲料添加剂促进了畜牧业生产。要正确地使用,必须了解这些有机化合物的组成、性质和生理功能。但是,目前有些学校的生命科学专业越来约忽视有机化学课程,课时越来越少,这样对学生的进一步学习不利,比如生物化学、分子生物学等后续课程的学习。本文将从有机化学的发展与生命科学,有机化学的主要研究成果与生命科学,有机化学研究的任务与生命科学,三个方面说明有机化学课程与生命科学中的关系。希望能引起从事生命科学专业人对有机化学的重视。
1. 有机化学的发展与生命科学有密切的关系
有机化学就其最初的意义而言,是生物物质的化学。1807年,J. F. Yon Berzilius首先把从活细胞中获得的化合物命名为有机化合物。那时人们对生命现象的本质还没有认识,因而便赋予有机化合物一种神秘的色彩,许多化学家认为有机物是不可能用人工的方法合成的,它们是“生命力”所创造的。但是1828年,F. Wohler从无机物氰酸铵制得了尿素,否定了关于“生命力”的假说,可以说是化学家第一次干预了生命科学。
随后有机化学的发展主要集中在有机物的结构研究和合成方法上,较少关心它们的生物功能。尽管如此,许多化学家的研究成果还是成为了生命科学发展过程的里程碑。比如,19世纪中叶,I. Pasteur关于左旋和右旋酒石酸经典式的研究,导致70年代Vanthof和LeBel碳原子四面体构型学说的建立,它是生命分子结构不对称性的基础。E. Fischer对碳水化合物立体化学和肽合成化学的贡献是这两大类重要的生命分子化学的奠基石。20世纪50年代,A. Todd建立的核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的化学结构,为Vatson-Crick DNA双螺旋结构的提出铺平了道路。60年代H. G. Khorana开创的磷酸二酯法合成寡核苷酸,不但证明了DNA上每三个碱基组成一个三联体密码子编码一个氨基酸从而提出了一套遗传密码,而且也开始了人工合成DNA的研究。化学家也将用化学小分子和化学工具研究生命体系。1985年H. Smith和K. Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)从而使分子生物学在技术上有了一个突破和飞跃。1988年SchrEiber在做靶向合成(TOS)天然产物FK506时发现FK506的结合蛋白FKBP12。1991年他们又利用小分子探针FK506和Cyclosporin发现他们可以抑制磷酸化酶神经组蛋白Calcineuin的活性。同时发现了可以生成FKBP-12-FK506神经组蛋白复合物和cyclophilin-cyclospolin-calcineulin的复合物。这些小分子同时与两个蛋白结合,而表现出的生物活性也是细胞内信号传导通路的分子基础。1992年,SchrEIber在美国《化学与工程新闻》发表了题为“用有机化学的原理探索细胞学”的论文,确信生命的过程就是生物体中化学变化过程[1-3]。
总之,有机化学理论上和实践上的成就为现代生物学的诞生和发展打下了坚实的基础。价键理论、构象学说、反应机理等成为解释生化反应的有力手段,蛋白质和核酸的组成和结构研究,顺序测定方法的建立,合成方法的创建,酶催化机制的研究,模拟酶的合成的化学模型的建立,小分子探针技术,单分子激发的技术,单分子操作的技术等重大成就,为现代生物学及生物技术开辟了道路。有机化学与生物问题的密切结合是推动生命科学发展的有力柱,也将人们对生命过程的了解提高到一个新的层次[4, 5]。
2. 一百多年来,有机化学的最高科学成果—— 诺贝尔化学奖综览
1901-2010年共110年,除去8年未授奖外,共授化学奖102项,其中有机化学方面得化学奖65项,占整个化学奖的63.7%。碳水化合物、光合作用得研究共8项;蛋白质、酶和核酸方面得研究共18项;甾族化合物、维生素和生物碱方面研究共8项;其它方面共31项。其中与生物相关的占34项。占有机化学的52.3%。由此可以看出有机化学与生命科学有着密不可分的关系。
3. 有机化学研究的任务与生命科学的关系
有机化学研究的主要任务是分离提纯、物理有机化学、合成。分离提纯即分离、提取自然界存在的各种有机物,测定它们的结构和性质,以便加以利用。物理有机化学是研究有机物结构与性质间的关系、反应经历的途径、影响反应的因素等,以便控制反应向我们需要的方向进行。合成是在确定了分子结构并对许多有机化合物的反应有相当了解的基础上,以由石油或煤焦油中取得的许多简单有机物为原料,通过各种反应,合成我们所需要的自然界存在的,或者自然界不存在的全新的有机物[6]。
3.1 有机化合物的分离提纯与生命科学
有机化学的分离提纯与生命科学的关系主要体现在两个方面,一是天然有机化学,二是分离与分析。
天然有机化学是研究动植物(包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物)及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学的发展与国民经济有密切的联带关系,对于开发新型药物、新型农药至关重要。我国自然资源非常丰富,又有几千年传统防治疾病的经验积累,在我国大力发展天然有机化学的研究有着非常现实的意义。对内源性生理活性物质的发现及其生理活性研究,又开辟了天然有机化学研究的新领域。充分利用开发我国动植物资源包括海洋生物资源,努力开拓新的生理活性物质,为国民经济服务是天然有机化学的重要任务。
分离提纯和分析的紧密结合是有机分析的一大特点。在生命科学中也涉及到复杂系统的痕量或微量的有机物分离分析问题,比如生物活性物质的提取和分析等。气相色谱的发展是高效分离的突破口,而高效气相色谱和高效液相色谱是现代分离技术的基础。在气相色谱中新型高选择性的耐高温固定相(如手性固定相和异构体选择性分离的固定相)仍是比较活跃的研究领域。液相色谱中选择性色谱柱和选择性流动相
的应用发展是今后若干年中的主攻方面。细径柱的合理开发,多维色谱以及以色谱为主的系统分析网络将使复杂系统有机痕量物质的分离和分析跃上新的台阶。超临界流体色谱,包括毛细管柱超临界流体色谱是正在发展中的新技术。毛细管电泳是生命科学日益发展的情况下产生的新型的高效技术,在蛋白质和核酸的分离方面已显出极大的威力,是有很强发展活力的新领域。核磁共振波谱技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步,其中二维方法的发展已成为解决结构问题最主要的物理方法。NMR今后的发展趋势是如何得到更多的相关信息、简化图谱、提高检测灵敏度和发展三维核磁共振技术。质谱技术最突出的进步是新的解析电离技术的发展。随着接口技术的进步,联用技术的应用面更扩大,效果更为提高。这将使质谱成为生命科学中的一个崭新的研究手段。
3.2 物理有机化学与生命科学
物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。生命科学中的物理有机化学研究,包括主——客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等都是具有重要理论意义的研究领域。量子有机化学由静态向动态方向的发展是当前物理有机化学的重要组成,分子力学方法在有机分子结构与构象的研究方面有着非常乐观的发展前景。我国化学家蒋锡夔院士等发表了题为“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”的论文,提出了可用物理有机化学方法解决生命科学的难题。
3.3 有机合成与生命科学
有机合成也与生命科学有着密切的关系。在与生命科学的联系中,金属有机化学和元素有机化学是最为活跃的领域之一。比如,有机磷化合物在农药、医药、萃取剂等方面以及有机合成化学中都有重要的应用。开展有生物活性的有机磷化合物的研究,在生命科学研究中也具有极为重要的意义。近年生物有机硅化合物以及有机硅化合物在有机合成中的应用有新的迅速发展。在基础和应用基础研究方面,硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学和多硅烷的研究是当今有机硅化学重要研究课题。有机硅化合物在有机合成中特别在天然有机物的合成中占有重要的地位。
无论从有机化学的发展、有机化学的研究成果和有机化学研究的任务来看,有机化学课程在生命科学中都起着理论基础,研究工具,阐明本质的重要作用。因此在生命科学中要加强有机化学的学习。
[参考文献]
[1]SchrEiber SL. Using the principle of organic chemistry ti explore cell bidogy.C&E New,1992,70:22~ 32.
[2]周晓俊,吴晖. 有机化学与生命科学. 云南师范大学学报,1998,18(1):93-96.
[3]张礼和. 从生物有机化学到化学生物学. 化学进展,2004,16(2):313-318.
[4]朱光美,杜灿屏. 试谈生物有机化学研究的现状与展望. 大学化学,1994.9(4):6-8.
[5]吴毓林,陈耀叠. 探索有机体的奥秘—谈世纪交替时代的有机化学. 中国科学院院刊,1995,10(10):215-219.
[6]汪小兰,有机化学(第四版),高等教育出版社,2005,1-2.
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毫无疑问,生命科学与化学有着密不可分的联系,我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。然而,仅仅知道一种物质的化学成分是远远不够的,结构才是其功能的基础。我们知道,构成元素相同的物质,由于结构不同,可能在功能上就相去甚远:左、右旋光物质的不同生理作用就是一个很好的例子。但是,我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系,也就是说不能把生命科学看成一块,再把结构化学看成另一块,然后再说明他们间千丝万缕的联系;我认为,结构化学与生命科学是揉合在一起的,很多结构化学家在生命科学领域就有不凡的建树。鲍林就是以化学向生物学渗透的先驱者,他不仅进行了大分子研究,还对镰刀形细胞贫血分子病和大脑化学进行了大量的研究。然而我认为,最能体现结构化学与生命科学揉合一体的历史故事,就是鲍林与沃森和克里克关于DNA结构之争。在这个过程中,我们无法定义他们到底是化学家还是生物学家。而且,结构化学的知识不仅为他们建立模型提供了理论支持,而且在帮助他们判别真理与谬误、为他们的结论提供事实支持等方面起到了至关重要的作用。从这个故事中我们不仅可以看出,解决DNA结构这个世界性的生命科学课题,是许多化学家、物理学家、晶体学家、生化学家共同努力的结果,而且能受到许多在科学研究上的启发。在多学科交叉渗透的今天,我们更不能仅仅只重视专业课的学习,必须同时汲取其他学科的知识,为将来的研究打下基础。在一九二四年以前,没有一个人真正懂得DNA的重要性。但就在那一年,科学家罗伯特·福尔根发现了一种方法能将DNA染成淡紫色。在这种方法的帮助下,科学家们发现DNA仅存在于细胞核中。到了一九三一年,科学家乔基姆·哈默林用实验证明了植物长成什么样子完全取决于细胞核。随后的一切实验事实都表明,发出遗传信息的正是细胞核里的DNA。于是,在美洲和欧、亚、非三洲各试验室里的人们都开始研究这个问题。在美国,著名的化学家莱纳斯·鲍林开始了对DNA的研究。在剑桥大学的卡文迪斯实验室里,英国人弗朗西斯·克里克和美国人詹姆斯·沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。这是一场用结构化学来解释生命科学的竞赛,也是“一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事”。虽然我们已经知道了这场竞赛的结果,但我认为,这一探索的过程更让人留下深刻的印象。我将双方的研究进行了一些对比,确实从中学到了一些东西,希望和大家一起探讨。一、双方的开端:当时的鲍林已经是化学界的“权威”,他致力于蛋白质的研究。1951年夏天,鲍林开始深入研究有关DNA的材料,并常常找人讨论。他认为,与蛋白质相比,弄清DNA的结构不会很难,“这算不上一个最为紧迫的问题”。DNA在重量上是染色体的一种重要成分,但蛋白质也一样。大多数学者认为,蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。相对而言,DNA似乎就比较简单了,它很可能只是一种结构性的成分,只是用来帮助染色体折叠和打开的。鲍林就这样认为。在1952年初,几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。我们可以看看后来鲍林自己的话:“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点,然而我没有接受这一论点。你们知道,那时我正热衷于蛋白质的研究,我认为蛋白质最有可能是遗传物质,不可能是核酸 当然,核酸也有作用。在我著述的有关核酸的文字材料中,我总会提到核蛋白的概念。当时,我考虑得更多的是蛋白质,而不是核酸。”虽然如此,鲍林还是着手研究DNA的结构。此时,他需要清晰的DNA X光照片,他曾先后写信给相片持有者物理学家威尔金斯(英国)及其上司,但均遭拒绝。1951年11月,《美国化学学会学报》上刊登了一篇论述DNA结构的文章。鲍林据其深厚的结构化学基础,一下子就看出这篇文章的结果是错的;同时,此事刺激了他开始思考DNA是如何构筑起来的问题。鲍林设想,如果碱基朝外,那么螺旋的内核就应当是由磷酸堆积起来的。磷酸聚集在中间,碱基朝外,这与X射线的资料是“吻合”的。在鲍林的头脑中,DNA结构的问题就已经转化为如何将磷酸堆积在一起的问题了。我们现在知道,鲍林的这一开端是错的,并最终使他败给了沃森和克里克。另外还必须一提的是,鲍林对DNA研究总是被各种事务打断,使他曾多次中断自己的思路。是否是因为鲍林没能看到威尔金斯的相片而导致他的失败呢?暂且不回答这个问题,我们先来看看沃森和克里克是如何开始的。在战争期间,克里克原来是从事武器方面研究的。后来他决定研究生物。于是他到剑桥大学学习分子学。至于沃森,他本来就一直在研究DNA。他到剑桥大学是为了对此作进一步的研究。他们都是热心探索的人。“沃·克组合”相对于鲍林的地位可以说是“一个在天,一个在地”,他们并没有引起人们多大的重视,也没有引起鲍林的注意。他们就凭着一股劲和对目标的执着追求开始了他们的研究。还必须提到的是另外两位对他们的成功起着至关重要的作用的人:一位是上文提到的物理学家威尔金斯,另一位是青年女晶体学家罗莎琳德·富兰克林。他们拍出了非常漂亮的DNA X光照片,不仅启发了沃森和克里克,而且为他们的发现提供了佐证。鲍林颇为自信,感到自己有能力解开DNA之谜。唯一的问题是,会不会有人抢先取得胜果,但是,他不会把这一点真正放在心上。他认为威尔金斯和富兰克林两人(更不用说沃森和克里克了),没有谁有足够的化学基础对鲍林产生严重的威胁。二、对对手的不同看法:鲍林是自负的,他不相信有人能够在他之前发现DNA的结构,特别是他认为没有人有他那样深厚的化学功底。他“知道”, 沃森是一个好学生,但因成绩还不够突出,因而他到加州理工学院当研究生的申请未被批准。克里克已经三十五六岁了,还在读研究生,年龄是大了一些。况且,卡迪文斯实验室的科学家们至今尚未在任何竞赛中打败过鲍林。甚至有人认为,沃森和克里克看上去就像是一对“杂耍演员”。而沃森和克里克则不同。对于年方19的沃森来说,鲍林是一位值得仿效的榜样。在卢瓦蒙会议上,沃森就是围聚在鲍林身边的人之一,他十分用心地听了鲍林的讲话。克里克开始并不是鲍林的崇拜者,他是鲍林的竞争对手,因为鲍林曾用阿尔法螺旋表明他们的一篇关于蛋白质结构的论文漏洞百出,让克里克承受了由此而来的屈辱。从此,克里克借鉴了鲍林的研究方法。说实话,他们对鲍林这位怪杰都极为佩服。更重要的是,他们两人都互相倾慕,他们可谓是天生一对。相对于鲍林来说,沃森和克里克谦逊多了。三、研究方法及进程:鲍林首先想到DNA的结构可能是螺旋型,因为其他构型与他所看到和掌握的照片资料不相符合。但他认为,DNA是由三条链互相缠绕在一起,磷酸处于中央的位置。之后,他的工作重点就聚焦于找出磷酸分子在中央合理的排列方法。虽然他知道自己提出的构型不能完美地符合实验测算得出的数据和X光衍射照片,但他认为这些都只是细枝末节的东西,就像他发现蛋白质阿尔法螺旋一样 开始的时候也有难以解释的数据,他大胆地将之忽略,而其后的事实证明了他这种策略是明智的。另外,鲍林有些急于求成,他希望能够尽快地发表相关文章,抢在其他科学家之前,宣布自己再次成功地解决了又一世界性的难题。于是,他很快地发表了他“发现”的DNA结构。鲍林将自己的论文也寄给了沃森和克里克。他们两人虚惊了一场,因为他们发现,鲍林设想的这种构型是他们最初设想的结果,当时他们将这一结果给晶体学家富兰克林看的时候,被她以充足的论据否认,因为水容量问题与这种构型严重不符。也正是因为这次错误,他们两人被认为不适合研究DNA构型问题,被拆散到不同的课题组,从事别的研究。但沃森和克里克并没有就此放弃,他们仍然私下坚持不懈地进行研究和探索。他们在研究方法上一直就有共识:与其推导出复杂的数学模型,直接而又明确地解释X光的衍射结果,还不如借助化学常识构筑结构的一个模型。正如沃森所说,他们决定“仿效鲍林,并在他本人发起的这场竞赛中将他击败”。富兰克林的批评已经促使他们将磷酸放到了分子的外侧;又受到奥地利生物化学家切加夫的启示,得知内侧各对碱基之间存在着一一对应的关系。他们开始设想,在螺旋中,嘌呤和嘧啶以某种方式挨次排列在分子中心下部。之后,他们看到了富兰克林最新的DNA照片,不仅使他们确认了DNA是一种螺旋,而且他们得到了几个主要参数。由此,他们开始着手制造模型,通过不懈的努力,最终获得了成功。可以看出,不论是成功者还是失败者,他们都用了一种结构化学中重要的研究方法 建模。同时,沃森和克里克不仅受到了多学科领域的科学家的启示和帮助,而且他们自己都承认,他们的研究方法来源于伟大的化学家 鲍林。由此可见,生命科学是集多学科,特别是化学的大成所在,他与化学,乃至物理、数学的揉合可见一斑。为什么鲍林会失败?鲍林有着深厚的化学知识作为自己研究的基础。照常理而言,成功的应该是他,但他为什么输给了沃森和克里克呢?鲍林输在浮躁和自负上。他急于求成,因为DNA是当时最大的课题,他要去抢占这一高地。他没有把研究的准备工作做好就想碰碰自己的运气了。同时,他顺利解决阿尔法螺旋给他套上了成功的光环,他的确是世界上解决巨分子结构的最佳人选,但他也从此染上了自负的恶习,他以为自己不再需要做别人需要做的那些研究的准备工作了。他过于相信自己的直觉和运气,结果输掉了这场大比拼。沃森和克里克为什么会成功?其实这个问题的答案从前面的叙述中都可以看出,但我觉得最重要的一点是不懈的思索与踏实的努力。克里克不就是在因头疼而不得不休息,却又忍不住开始计算时找到了有关DNA结构的答案吗?他们虽然被拆散到两个不同的研究小组,但仍然踏实地合作与工作,正是这样,幸运之神才降临在他们的头上。另外还有一点,就是他们没有放过看似微不足道的东西。奥地利生物化学家切加夫将碱基一一对应的关系同样告诉了鲍林,但却没有得到鲍林的重视,而沃森和克里克并没有放过这一点,而最终获得启发,找到了DNA的正确结构。结构化学与生命科学的揉合已无需多说,我相信这种相互融合在将来会愈演愈烈。最后我想总结的是有关鲍林的研究方法,毕竟沃森与克里克的成功也来源于此,相信它对所有的科研者都会有所帮助:鲍林的研究方法实验研究和理论探讨相结合鲍林比一般的化学研究生掌握了更多的数学和物理学知识。他一方面是重视实验,强调经验知识;另一方面又深信化学结构问题可以通过应用现代物理学的理论来解决。他常采用半经验的方法:既有根据物理学基本原理进行的演绎推导或论证,又有对实验资料的归纳,二者互相补充。 量子力学与化学经验相结合鲍林在总结过去对离子半径的研究时曾指出:“应用量子力学可以近似计算……但是,这种理论计算是十分复杂的,需要很大的工作量;因此,从化学方面考虑,最好有一套经验或半经验的离子半径数据……”他的主要做法是:不断提出新的概念,利用它来概括实验资料和总结化学结构规律。发展简单的理论。努力把量子力学的研究成果转译成化学家的习用语言。采用移植方法 开拓边缘学科鲍林不断把结构化学的理论和实验方法移植到生物学、医学以及核物理的研究中去。他按照自己的专长不断地把新的理论原理和新的实验方法移植于另一领域,解决新的研究课题,努力开拓新的边缘学科地带。这是他五十多年来研究成果绵绵不断的重要原因。直觉和模型方法在鲍林的研究工作中,直觉的运用占有非常突出的地位。无论是鲍林本人还是别人对他的评述都常常提到直觉。综合起来大致有以下表现:1.是与数学计算不同的一种寻求答案的方式。2.一种好奇心,它引起鲍林对某个科学课题的注意,并直接领悟到有可能用经验的方式来解答它。3.和想象一样,“不能归结为仅仅采用通常的逻辑规则和过程”,它和某种“深邃的洞察力”有关。4.鲍林对一个晶体的结构的确定,分为两步:一是推测,二是证实。这种“推测”,或者是鲍林本人自称的“随机方法”也在直觉之列。5.“借助于对化学事实的非凡记忆”,是“经过实践”养成的。从整体看待世界 从实践对待科学鲍林作为一位自然科学家,物质世界的统一性对于他来说似乎是不言而喻的。鲍林重视理论思维,并不完全同意实证主义的见解。他强调自己“是纯粹从实践的方面对待科学;可以说是实用地对待科学。”贯穿鲍林研究方法中的极其宝贵的思想正是这种“从实践的方面对待科学”的态度。