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l诺贝尔化学奖——生活中的化学

01.07.2013

l诺贝尔化学奖——生活中的化学
诺贝尔化学奖

来自世界各地的诺贝尔化学奖得主今年聚集在德国南部的林道召开会议。不过这些科学家凭借着何种成果获得了诺贝尔奖呢?而这些发现又对我们的日常生活有着什么样的影响呢?

l诺贝尔化学奖——生活中的化学
G蛋白偶联受体:味觉

我们身体内分布着数十亿个受体:他们位于细胞质膜上,作用是使细胞能够感知搜寻周围环境,并可以与其他细胞进行沟通。G蛋白偶联受体是人体感受味道和气味的探测器。2012年,因为在G蛋白偶联受体方面获得的研究成果,布莱恩·科比尔卡(Brian Kobilka)获得了诺贝尔化学奖。

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生命工厂

脱氧核糖核酸DNA可组成遗传指令。而DNA是由微小的工厂核糖体“生产”出来的。每一个核糖体都会生产出上千个不同形式和功能的各种物质。而这个工厂的结构如何?三位科学家文卡特拉曼·拉马克里希南(Venkatraman Ramakrishnan )、托马斯·施泰茨(Thomas Steitz)和阿达·约纳特因(Ada Yonath)找到了这个问题的答案,并因此获得了2009年诺贝尔化学奖。

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基因的奥秘

科学家经过13年的努力共同绘制完成了人类基因组序列图,结果是:人类基因组有30亿个碱基对,人类基因数目约为2万个。弗雷德里克·桑格(Fred Sanger)和吉尔伯特(Walter Gilbert)因为他们的DNA测序方法获得了1980年的诺贝尔奖项。

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光合作用

每到林间,人们就会赞叹它的神奇:光合作用,它是世界上最重要的化学反应。植物,藻类和细菌能够利用太阳光能吸收二氧化碳,释放氧气。而细胞内某些蛋白复合物可以让他们产生光合作用。胡柏(Robert Huber)、米赫(Hartmut Michel)和戴森何佛(Johann Deisenhofer)因为解开了光合作用的结构而在1988年获得了诺贝尔奖。

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黑暗之光

这种发光的生物是维多利亚水母(Aequorea victoria)。它的绿色荧光蛋白被应用在许多生物学领域中。2008年获得诺贝尔的查尔菲(Martin Chalfie)就属于这一技术的先驱群体。他把这种发光的蛋白成功加入到了线虫细胞内,使其产生了美妙的绿色荧光。这是一个巨大的突破:人们可以通过这个方式了解神经细胞的运作。

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水通道

水管可以把水引入家中使用,也可以起到排放废水的作用。诺贝尔化学奖得主阿格雷(Peter Agre)在1988年就发现,有一种“水通道蛋白”也和水管的作用类似,它可以控制水分子进出于细胞。阿格雷发现了细胞膜水通道蛋白,一种就像水管一样通过细胞膜来调节运输水分的蛋白质,他获得了2003年诺贝尔奖。而这种水通道蛋白广泛存在于人类、动物、植物和微生物中。

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三磷酸腺苷

在人体细胞中也有着像煤炭、风能或者是光伏的能量,叫做三磷酸腺苷(ATP)。如果没有作为细胞内能量传递的这种“分子通货”我们就不能做出收紧肌肉之类的动作。一个成年人每天要合成大量的ATP。约翰•沃克因为阐明了构成三磷酸腺苷合成基础的酶的机理,获得了1997年诺贝尔化学奖。

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绿色化学

环保、节省原材料和能量:这个目标已经不再是梦想。三位科学家罗伯特·格拉布斯(Robert Grubbs)、理查德·施罗克(Richard Schrock)和伊夫·肖万(Yves Chauvin)在有机化学领域的成就使得他们共同获得了2005年诺贝尔奖。他们找到了一种绿色的方式来产生复杂的化学化合物,可以在制药业进行应用:他们开发出实用有效的新型反应催化剂,使得生产更为高效、方便、环保。

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神奇“足球分子”

从来没有听说过富勒烯?其实很容易就可以在头脑中勾勒这些分子的结构:就像一个足球一样,富勒烯的结构都是以五边形和六并形面而组成的多面体。柯尔(Robert Curl Jr)、克罗托(Harold Kroto)和斯莫利(Richard Smalley)发现了由60个碳原子组成的原子簇C60,发现者们把它称为“富勒烯”。而这三位科学家也因此荣获了1996年诺贝尔奖。

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拯救臭氧层

多亏有了臭氧层,我们才能够放心大胆的在户外晒太阳(不过防晒霜是必不可少的)。因为绝大部分有害的UV-B辐射可以被臭氧过滤掉。而三位科学家的成果告诉世人,是什么破坏了臭氧层:氮氧化物和氯氟碳化合物。而这个认知使得保罗·克拉兹(Paul Crutzen)、马里奥·莫里纳(Mario Molina)和舍伍德·罗兰(Sherwood Rowland)获得了1995年诺贝尔奖。

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医学影像诊断技术

心脏、大脑、骨骼——这些都可以通过核磁共振成像观察到细节部分,从而可以帮助医生作出检测肿瘤的诊断。这种诊断方法是建立在高分辨率核磁共振光谱的基础上。因为恩斯特(Richart Ernst)在核磁共振成像的巨大贡献获得了1991年的诺贝尔奖。

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科学就在你身边

您下次在锅里煎荷包蛋的时候也许会想到2011年诺贝尔化学奖得主丹尼尔·舍特曼(Dan Shechtman)的发现:准晶体。关于准晶体的存在长期以来都存有争议。而舍特曼证明了它的确实存在。而今,准晶体就在你的身边:因为它是一种理想的热和电的不良导体,表面基本没有摩擦力,不会氧化生锈,所以是理想的不粘锅的涂层。

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诺贝尔奖是一种特殊的荣誉,是给研究人员从多年工作结果的一个巨大肯定。科学家的很多发现让我们对世界的看法有了根本的改变。