北京化工大学：《物理化学》课程教学资源（知识讲座）物理化学科技讲座（从现代生活感知化学的发展和进步）

物理化学科技讲座 从现代生活感知化学的发展和进步 李亚平副教授 2023/12/6

物理化学科技讲座 ——从现代生活感知化学的发展和进步 李亚平 副教授 2023/12/6 1

化学已经渗透到现代生活的各个角落 衣着：合成纤维替代天然纤维，传统的棉、麻、丝、 毛等产品经化学处理具有优良性能；化工颜料用于 印染，使现代服装更加绚丽多彩 饮食：各种添加剂、防腐剂、香料、调味剂等的使 用，使食品的色香味具全。在食品中强化了维生素 和多种微量元素，使食品营养更丰富 医疗：化学诊断和药物的开发、生产使过去被认为 是不治之症的病痛得以征服，为人类战胜一切疾病 提供了可靠保证 2023/12/6 2

化学已经渗透到现代生活的各个角落 2023/12/6 2 •饮食：各种添加剂、防腐剂、香料、调味剂等的使 用，使食品的色香味具全。在食品中强化了维生素 和多种微量元素，使食品营养更丰富 •医疗：化学诊断和药物的开发、生产使过去被认为 是不治之症的病痛得以征服，为人类战胜一切疾病 提供了可靠保证 •衣着：合成纤维替代天然纤维，传统的棉、麻、丝、 毛等产品经化学处理具有优良性能；化工颜料用于 印染，使现代服装更加绚丽多彩

农业：复合肥、高效低毒的杀虫剂、除草剂、抑菌剂等已成为现代农业不可缺 少的化学产品 ·建筑：现代建筑离不开水泥、钢筋、玻璃、涂料和一些合成高分子材料 ·交通：交通工具汽车、火车、飞机、轮船等，更离不开化学材料和燃料；道路 建设离不开化学材料等等 2023/12/6

2023/12/6 3 •建筑：现代建筑离不开水泥、钢筋、玻璃、涂料和一些合成高分子材料 •农业：复合肥、高效低毒的杀虫剂、除草剂、抑菌剂等已成为现代农业不可缺 少的化学产品 •交通：交通工具汽车、火车、飞机、轮船等，更离不开化学材料和燃料；道路 建设离不开化学材料等等

化学与生命十 化学与材料 化学与环境 四.化学与能源 生命 能源 化学 材料 环境 2023/12/6

2023/12/6 4 化学 生命 材料 环境 能源 一．化学与生命 二．化学与材料 三．化学与环境 四．化学与能源

·.化学与生命 化学与生命科学的融合点：从分子水平来研究生命，创 造生命或部分：生物膜，细胞，某些生物系统， 提 高生命质量：新药物和作用机制的研究 西药：单一组份，作用点清楚。 。 中药：复杂体系，混合物-机理不清！ 经验，协同机理，新药物。 生化信息、基因工程、合成网络基因 2023/12/6 5

一．化学与生命 • 化学与生命科学的融合点:从分子水平来研究生命,创 造生命或部分：生物膜，细胞，某些生物系统, 提 高生命质量：新药物和作用机制的研究 • 西药：单一组份，作用点清楚。 • 中药：复杂体系，混合物－机理不清！ • 经验，协同机理，新药物。 • 生化信息、基因工程、合成网络基因 2023/12/6 5

美国青年生物学家沃森和克里克的DNA双螺旋结构。 1952年，沃森与威尔金斯、富兰克林等权威讨论了鲍林的模型。沃森从富兰克林 在一年前拍下的DNAX射线衍射照片中看出DNA的内部是一种螺旋形的结构，他立 即产生了一个新概念：DNA不是三链结构而应该是双链结构。共识：DNA是一种双链 螺旋结构。 2023/12/6

2023/12/6 6 美国青年生物学家沃森和克里克的ＤＮＡ双螺旋结构。 1９５２年，沃森与威尔金斯、富兰克林等权威讨论了鲍林的模型。沃森从富兰克林 在一年前拍下的ＤＮＡ Ｘ射线衍射照片中看出ＤＮＡ的内部是一种螺旋形的结构，他立 即产生了一个新概念：ＤＮＡ不是三链结构而应该是双链结构。共识：ＤＮＡ是一种双链 螺旋结构

1基因表达和调控 1.1基因突变 1.2真核生物基因的表达与调控 1.3基因与HV及其结构 1.4基因与离子通道 1.5环境扰动与基因信号 2023/12/6 7

2023/12/6 7 1 基因表达和调控 1.1 基因突变 1.2 真核生物基因的表达与调控 1.3 基因与HIV及其结构 1.4 基因与离子通道 1.5 环境扰动与基因信号

1.1基因突变 细胞中核酸序列的改变通过基因表达有可能导致生物 遗传特征的变化。这种核酸序列的变化称为基因突变 (mutation)。 A G C A G T A 碱基结构缺损 错配 每 A A C G T G C 碱基对被替换 C G T 2023/12/6 8

细胞中核酸序列的改变通过基因表达有可能导致生物 遗传特征的变化。这种核酸序列的变化称为基因突变 (mutation) 。 1.1 基因突变 2023/12/6 8

1.2真核生物基因的表达和调控 原核生物—操纵子，真核生物一？ 真核生物基因表达与调控的复杂性： ·真核生物具有由核膜包被的细胞核，其基因的转录发生在细胞核中，而翻译 则发生在细胞质中 。 真核生物基因数目比原核生物多，大多数基因除了有不起表达作用的内含子 ,另外还有更多调节基因表达的非编码序列，真核生物所转录的前体RNA 必须经过加工成熟后才进入表达阶段。 2023/12/6 9

原核生物——操纵子，真核生物——？ 1.2 真核生物基因的表达和调控 真核生物基因表达与调控的复杂性： • 真核生物具有由核膜包被的细胞核，其基因的转录发生在细胞核中，而翻译 则发生在细胞质中 • 真核生物基因数目比原核生物多，大多数基因除了有不起表达作用的内含子 ，另外还有更多调节基因表达的非编码序列，真核生物所转录的前体mRNA 必须经过加工成熟后才进入表达阶段。 2023/12/6 9

1.3HIV的结构与分子遗传机制 艾滋病(AIDS)的全称：获得性免疫缺陷综合症(acquired immune deficiency syndrome)。引起艾滋病的元凶是一种人类免疫缺陷 病毒 糖蛋白 外壳蛋白 ●HIV的结构 奥状 包膜 RNA 状林 逆转录酶 2023/12/6 0

1.3 HIV的结构与分子遗传机制 艾滋病(AIDS)的全称:获得性免疫缺陷综合症（acquired immune deficiency syndrome）。引起艾滋病的元凶是一种人类免疫缺陷 病毒 ⚫ HIV的结构 2023/12/6 10